How Sensitive Are Our Eyes to Text Difficulty? : Application of Schema Fixation Curves to Japanese Text

How Sensitive Are Our Eyes to Text Difficulty?

: Application of Schema Fixation Curves to Japanese Text

著者 Horii Ken, Kotani Kentaro, Kitamura Yutaka, d'YDEWALLE Gery

journal or

publication title

関西大学工学研究報告 = Technology reports of the Kansai University

volume 48

page range 1‑12

year 2006‑03‑21

URL http://hdl.handle.net/10112/11831

Technology R e p o r t s  o f  K a n s a i  U n i v e r s i t y  N o .  4 8 ,   2006  ^ー

How S e n s i t i v e  Are Our Eyes t o  Text D i f f i c u l t y ?   A p p l i c a t i o n  o f  Schema F i x a t i o n  Curves t o  J a p a n e s e  Text 

Ken H O R I I * ,  Kentaro KOTANI*, Yutaka KITAMURA**, Gery d'YDEWALLE*** 

( R e c e i v e d  September  1 2 ,  2 0 0 5 )   ( A c c e p t e d  J a n u a r y   3 0 ,  2 0 0 6 )  

Abstract 

T h i s  p a p e r  d i s c u s s e s  t h e  a p p l i c a b i l i t y  o f  Schema F i x a t i o n  C u r v e s  t o  t h e  d e t e c t i o n  o f   c h a n g e s  i n   t h e  b e h a v i o r  o f  e y e  movements i n  a c c o r d a n c e  w i t h  t h e  r e a d a b i l i t y  o f  t e x t .  I f   t h e  e y e s  a r e  t o  r e s p o n d  t o  t h e  d e g r e e  o f  d i f f i c u l t y  o f  t h e  g i v e n  t a s k ,  we may s a y  t h a t   t h e  e y e s  a r e  a n  o u t p u t  d e v i c e  o f  o u r  c o g n i t i v e  a c t i v i t i e s .  Our p r e v i o u s  r e s e a r c h  l e d  u s  t o   t h e  n o t a t i o n  o f  Schema F i x a t i o n  and Schema F i x a t i o n  C u r v e s ,  a  t e c h n i q u e  w i t h  which  g r a p h i c a l l y  a n a l y z e  t h e  c o g n i t i v e  l o a d  t h e  s u b j e c t s  b e a r  when t h e y  r e a d  t e x t s .   The  r e s u l t s  o f  o u r  e x p e r i m e n t s  b a s e d  on t h i s  t e c h n i q u e  show t h a t  t h e  e y e  movement r e c o r d s   a r e  a  g o o d  c l u e  t o  t h e  d e t e c t i o n  o f  t e x t  d i f f i c u l t y  o r  r e a d a b i l i t y  o f  t e x t s .  

C o n v e n t i o n a l l y ,  c o m p u t e r ‑ c a l c u l a t e d  r e a d a b i l i t y  i n d i c e s  have been u s e d  t o   p r e d i c t   t e x t  r e a d a b i l i t y ,  b u t  t h e  p r e c i s i o n  o f  t h e  p r e d i c t i o n  may n o t  n e c e s s a r i l y  b e  s o  h i g h .  T h i s   i s   b e c a u s e  most o f  t h e s e  i n d i c e s  u s e  s y n t a c t i c  e l e m e n t s  o f  t e x t  s u c h  a s  a v e r a g e  s e n t e n c e   l e n g t h  and word l e n g t h .  D i f f i c u l t y  o f  t e x t s  a r i s e s  from a  v a r i e t y  o f  f a c t o r s ,  s u c h  a s  t h e   r e a d e r ' s  background knowledge o f  t h e  p a s s a g e ,  t h e  r a n g e  o f  v o c a b u l a r y  u s e d  i n   t h e   t e x t .  s y n t a c t i c  and s e m a n t i c  a m b i g u i t i e s ,  e t c .  I n  t h i s  e x p e r i m e n t ,  we u s e d  t h e  J a p a n e s e   l a n g u a g e  i n  o r d e r  t o  f o c u s  o n  s y n t a c t i c  e f f e c t  on r e a d a b i l i t y .  J a p a n e s e  a l l o w s  much f r e e r   s y n t a c t i c  s t r u c t u r e  t h a n  p r e s e n t ‑ d a y  E n g l i s h .  For e x a m p l e ,  t h e  n a t u r a l ,  n o r m a l ,  and  u n s t r e s s e d  word o r d e r  o f  E n g l i s h  ( f r o m  amongst t h e  s i x  l o g i c a l  p o s s i b i l i t i e s ,  SVO, SOV,  VSO, VOS, OSV, OVS) i s   SVO w h i l e  v a r i o u s  c o m b i n a t i o n s  a r e  b o t h  p o s s i b l e  and n a t u r a l   i n  J a p a n e s e .  We  changed t h e  s y n t a c t i c  o r d e r  o f  words i n  s e n t e n c e s  and p r e s e n t e d  them  t o   t h e  s u b j e c t s  i n   o r d e r  t o   examine t h e  r e c o r d e d  e y e  movements, and found t h a t   d i f f e r e n t  o r d e r s  p r o d u c e d  d i f f e r e n t  l e v e l s  o f  r e a d a b i l i t y .  

1 .   Introduction 

R e a d a b i l i t y  o f  t e x t s  w r i t t e n  i n   E n g l i s h  has l o n g  been s t u d i e d 1 )  and many f o r m u l a s  have  been d e v i s e d  t o  q u a n t i f y  t h e  d i f f i c u l t y  o f  t e x t s .  Today, with t h e  advent o f  microcomputers,  t h e r e  a r e  many s o f t w a r e  a p p l i c a t i o n s  t o  compute many o f  t h e s e  r e a d a b i l i t y  f o r m u l a s 2 ) ‑ r n ) .  I n   Kitamura e t  a l l l ) ,   we i n t r o d u c e d  Schema F i x a t i o n  C u r v e s ,  a  methodology f o r  g l o b a l  a n a l y s i s   o f  eye movements i n   r e a d i n g  t e x t  d i s p l a y e d  on t h e  computer monitor s c r e e n ,  t o   e v a l u a t e   computer‑generated r e a d a b i l i t y  i n d i c e s .   Our previous experiment r e s u l t s   showed t h a t   c o m p u t e r ‑ p r e d i c t e d  r e a d a b i l i t y  s c o r e s  f o r   E n g l i s h  t e x t s  were g e n e r a l l y  i d e n t i c a l  with t h e   a n a l y s i s  r e s u l t s  obtained by using t h e  schema f i x a t i o n   curve technique provided the 

*  Department o f  Systems Management E n g i n e e r i n g ,  K a n s a i  U n i v e r s i t y  

* *   I n s t i t u t e  o f  F o r e i g n  Language E d u c a t i o n  and R e s e a r c h  K a n s a i  U n i v e r s i t y  

* * *   L a b o r a t o r y  o f  E x p e r i m e n t a l  P s y c h o l o g y ,  K a t h o l i e k e  U n i v e r s i t e i t  L e u v e n ,  B e l g i u m  

2  Ken H O R I I ,  K e n t a r o  KOTANI, Y u t a k a  KITAMURA, G e r y  d'YDEWALLE 

s u b j e c t s ' f i r s t  l a n g u a g e  was E n g l i s h ,  and s u g g e s t e d  t h a t  t h e s e  r e a d a b i l i t y  i n d i c e s  c a n  b e  a  rough measure o f  t h e  d i f f i c u l t y   o f   E n g l i s h  t e x t s .   At t h e  same t i m e ,  we l e a r n e d  t h a t  e y e   movements a r e  a  good c l u e  t o  p r o b i n g  t h e  p r o p e r t i e s  o f  c o g n i t i v e  a c t i v i t i e s  t h a t  t a k e  p l a c e   i n  t h e  human b r a i n .  

I t   may s a f e l y  be s a i d  t h a t  r e a d a b i l i t y  o f  E n g l i s h  t e x t  depends on a  l o t   o f  i n t e r r e l a t e d   f a c t o r s .  For i n s t a n c e ,  s t y l i s t i c   d i f f i c u l t y  o f  t e x t s ,  t h e  r e a d e r ' s  r e a d i n e s s  f o r  o r  i n t e r e s t  i n   a  p a r t i c u l a r  t e x t  e t c .  S t y l i s t i c  d i f f i c u l t y  may a r i s e  from b o t h  s y n t a c t i c  and s e m a n t i c  r e a s o n s .   I t   i s   u n i v e r s a l l y  a g r e e d  t h a t  c o n t e x t  h a s  much t o  d o  w i t h  t h e  i n t e r p r e t a t i o n  o f  a  s e n t e n c e .  As  f o r  t h e  h y p o t h e s i s  t h a t  c o n t e x t u a l  i n f o r m a t i o n  c a n  i n f l u e n c e  t h e  d e c i s i o n s  o f  t h e  s y n t a c t i c   a n a l y s i s  s t a g e ,  o p p o s i n g  t h e o r i e s  have been p r o p o s e d ,  i . e .   t h e   " g a r d e n  p a t h "   t h e o r y 1 2 l ・ 1 3 l  and  t h e   " I n c r e m e n t a l  I n t e r a c t i v e "   t h e o r y 1 4 l ̲   A g r e a t  v a r i e t y  o f  s e n t e n c e s  have been a r t i f i c i a l l y   composed a s  t a s k  s e n t e n c e s ,  and y e t  i t   i s   e x t r e m e l y  d i f f i c u l t   t o   a v o i d  t h e  i n t e r f e r e n c e  o f   s e m a n t i c  e l e m e n t s  on s y n t a c t i c  e l e m e n t s ,  and v i c e  v e r s a ,  i n   t h e  c o m p o s i t i o n  o f   t h e s e   s e n t e n c e s ,  because t h e  E n g l i s h  language i s   h e a v i l y  r e l i a n t  on word o r d e r  t o   convey  m e a n i n g .  E n g l i s h  i s   r a t h e r  r i g i d  i n  t e r m s  o f  word o r d e r ,  a l t h o u g h ,  a s  David C r y s t a l 1 5 )  shows  q u o t i n g  t h e  s p e e c h  u s e d  by t h e  J e d i  Master Yoda i n  t h e  f i l m ,   ・ R e t u r n  o f  t h e  J e d i ' ,  t h e r e  i s   a  v a r i a t i o n  o f  t h e  SVC word s e q u e n c e .  

1 )   S i c k  I ' v e  b e c o m e .  

2 )   S t r o n g  w i t h  t h e  F o r c e  you a r e .   3 )   Your f a t h e r  he i s .  

4 )   When n i n e  hundred y e a r s  you r e a c h ,  l o o k  a s  good you w i l l  n o t .  

But C r y s t a l  p o i n t s  o u t  t h a t  t h e  i m p a c t  o f  t h i s  s t r a n g e  s p e e c h  s t y l e  i s   a s c r i b e d  t o   t h e   r a r i t y  o f  t h e  word s e q u e n c e .  

On t h e  o t h e r  h a n d ,  J a p a n e s e  i s   a  h i g h l y  f l e x i b l e   l a n g u a g e  i n   terms o f  word o r d e r ,   b e c a u s e  i t   i n c o r p o r a t e s  t h e  d e c l e n s i o n  o f  nouns t o   i n d i c a t e  c a s e  a t t r i b u t e s  o f  n o u n s .  I t   i s ,   t h e r e f o r e ,  p o s s i b l e  t o  change s t r u c t u r a l  e l e m e n t s  o f  a  s e n t e n c e ,  s u c h  a s  t h e  s u b j e c t  and t h e   o b j e c t  o f  t h e  s e n t e n c e ,  e m p l o y i n g  e x a c t l y  t h e  same words w i t h o u t  c h a n g i n g  t h e  meaning o f   t h e  s e n t e n c e .  I n  o t h e r  w o r d s ,  by u s i n g  t h e  J a p a n e s e  l a n g u a g e ,  i t   becomes p o s s i b l e  t o   measure t h e  e f f e c t s   o f   s y n t a c t i c  i n f l u e n c e  upon comprehension o f  t e x t  e l i m i n a t i n g  t h e   e f f e c t s  o f  s e m a n t i c  e l e m e n t s .  T h i s  i s   a  g r e a t  a d v a n t a g e  i n   d e s i g n i n g  e x p e r i m e n t s  t o   d e t e c t   any change i n  t h e  amount o f  c o g n i t i v e  l o a d  imposed o n  t h e  s u b j e c t  i n  r e a d i n g .  

2 .   Short I n t r o d u c t i o n  t o  t h e  Modern Japanese Language 

Nouns and p r o n o u n s  i n   t h e  modern J a p a n e s e  l a n g u a g e  d o  n o t  have g e n d e r s ,  n o r  a r e   m o d i f i e d  e i t h e r  by d e f i n i t e  o r  d e f i n i t e  a r t i c l e s .  Nouns d o  n o t  have s i n g u l a r  o r  p l u r a l  f o r m s .   There i s   n o  redundancy i n  t e r m s  o f  numbers i n  J a p a n e s e ,  w h i l e  E n g l i s h  i s   h i g h l y  r e d u n d a n t   i n  t h i s  p a r t i c u l a r  c a s e  a s  f o l l o w s .  

5 )   There i s   a  f o r e s t  n e a r  t h e  t o w n .  

6 )   There a r e  many f o r e s t s  n e a r  t h e  t o w n .  

How S e n s i t i v e  Are Our E y e s  t o  T e x t  D i f f i c u l t y   ?  3 

P l u r a l i t y  i n   6 )   i s   e x p r e s s e d  by t h r e e  e l e m e n t s  i n   t h e  s e n t e n c e :  i   t ) h e  p l u r a l  form'are"; 

i i )   t h e  a d j e c t i v e   "many" ;  and i i i )   t h e  p l u r a l  s ‑ e n d i n g .  I n  J a p a n e s e ,  t h e  p l u r a l i t y  a t  i s s u e  i s   marked o n l y  by e m p l o y i n g  a  word t h a t  e x p r e s s e s  t h e  i d e a   "many" ( i n  J a p a n e s e  t h e  word i s   u s e d  a d v e r b i a l l y  n o t  a s  a n  a d j e c t i v e  a s  i n   E n g l i s h ) ,  and no o t h e r  e l e m e n t s  o f  t h e  s e n t e n c e   a r e  a f f e c t e d .  

As m e n t i o n e d  e a r l i e r ,  c a s e s  a r e  s i g n i f i e d  by t h e  d e c l e n s i o n  o f  n o u n s .  To b e  more p r e c i s e ,   a n  a u x i l i a r y  p a r t i c l e  i s   added t o  t h e  end o f  a  noun t o   d e c l i n e .  Although J a p a n e s e  b a s i c a l l y   t a k e s  t h e  (S)OV word o r d e r  compared t o   t h e  E n g l i s h  SVO word o r d e r ,  a l l   t h e  o t h e r   c o m b i n a t i o n s  a r e  p o s s i b l e  and n a t u r a l .  For i n s t a n c e ,  i n  E n g l i s h ,  y o u r  l o v e  f o r  t h e  p e r s o n  you  a r e  t a l k i n g  t o  c a n  b e  c o n f e s s e d  by a  s e n t e n c e  whose word o r d e r  c a n n o t  be c h a n g e d :  

7 )  I  l o v e  y o u .  

I n  J a p a n e s e ,  t h e  f o l l o w i n g  word o r d e r s  a r e  p o s s i b l e  t o   c o n f e s s  y o u r  l o v e  a l m o s t  t o   t h e   same e f f e c t .  

8 )  ( I )  l o v e  y o u .   9 )  ( I )  you l o v e .   1 0 )  You ( I )  l o v e .   1 1 )  You l o v e  ( I ) ,   1 2 )  Love ( I )   y o u .   1 3 )   Love you ( I ) .  

Of c o u r s e  t h e r e  a r e  p r e f e r r e d  and u s u a l  word o r d e r s  among t h e s e ,  b u t  t h e  c h o i c e  o f  any  p a r t i c u l a r  word o r d e r  i s   a  matter o f  i n d i v i d 叫 t a s t e .As t h e  E n g l i s h  n o m i n a t i v e  and  a c c u s a t i v e  f o r m s  o f  t h e  s e c o n d  p e r s o n  s i n g u l a r  ( a n d  a l s o  p l u r a l )  a r e  i d e n t i c a l  i n  t h e i r  f o r m s   and p r o n u n c i a t i o n s ,  t h e  c o m b i n a t i o n s  9 )   t h r o u g h   1 3 )   c r e a t e  g r e a t  c o n f u s i o n  o r  s i m p l y  f a i l  t o   convey what i s   meant by t h e  speaker o r  w r i t e r .   Among many o t h e r  f e a t u r e s  o f  t h e   J a p a n e s e  l a n g u a g e ,  i t   i s   worthy o f  n o t e  t h a t  a  s t a t e m e n t  c a n  be c o n v e r t e d  i n t o  a  q u e s t i o n  by  a d d i n g  a n  a u x i l i a r y  p a r t i c l e  a t  t h e  end o f  t h e  s t a t e m e n t ,  and t h a t  n e g a t i o n  o c c u r s  a l s o  a t  t h e   end o f  a  s e n t e n c e ,  which g i v e s  t h e  s p e a k e r  o r  w r i t e r  a  g r e a t  freedom t o  change h i s  o r  h e r   i n i t i a l  i n t e n t  o f  u t t e r a n c e  i n  t h e  m i d s t  o f  d i s c o u r s e  s o  t h a t  u n n e c e s s a r y  m i s u n d e r s t a n d i n g  o r   u n f a v o r a b l e  e f f e c t  o f  u t t e r a n c e  can be a v o i d e d .  This f l e x i b i l i t y   i n   syntax i s   a  most  o u t s t a n d i n g  f e a t u r e  o f  t h i s   l a n g u a g e ,  and i t   i s   t h i s   p r o p e r t y  t h a t  we w i l l   make u s e  o f  i n   d e s i g n i n g  t h e  e x p e r i m e n t  a t  i s s u e .  

3 .   Experiment and Method  3 . 1   Apparatus 

Two d i f f e r e n t  eye‑movement r e c o r d e r s ,  NAC's Eye Movement Recorder Model V 

( h e r e a f t e r  a b b r e v i a t e d  a s  EMR  V )  and NAC's Eye Movement R e c o r d e r  Model VI ( h e r e a f t e r  

a b b r e v i a t e d  EMR  V I )  were employed t o  r e c o r d  e y e  movements w h i l e  s u b j e c t s  were r e a d i n g  

J a p a n e s e  t e x t s  d i s p l a y e d  on t h e  CRT, which was p l a c e d  a t   a  d i s t a n c e  o f   30  cm from t h e  

4  Ken H O R I I ,  K e n t a r o  KOTANI, Y u t a k a  KITAMURA, G e r y  d'YDEWALLE 

v i e w i n g  p o s i t i o n .  The r e a d i n g  m a t e r i a l s  were d i s p l a y e d  on t h e  CRT w i t h  a  r e s o l u t i o n  o f  6 4 0   p i x e l s  x 4 0 0  p i x e l s .   At t h a t  d i s t a n c e ,   o n e  J a p a n e s e  c h a r a c t e r  r e g a r d l e s s  o f  t h e  t y p e s  o f   c h a r a c t e r s  whether kana s y l l a b l e s  o r  k a n j i  i d e o g r a m s  s u b t e n d e d  o n e  d e g r e e  o f  v i s 叫 a n g l e . The eye‑movement d a t a  were r e c o r d e d  e v e r y  3 3  ms by EMR V ,  whose programs f o r  d a t a   c o l l e c t i o n  and a n a l y s i s  were d e v e l o p e d  a t  o u r  l a b o r a t o r y .  

3 . 2  M a t e r i a l s  

Three p a i r s  o f  s h o r t  J a p a n e s e  p a s s a g e s  ( T e x t s  A ‑ 1 ,  A ‑ 2 ;  Texts B l ‑ 1 ,  B l ‑ 2 ;  Texts C ‑ 1 ,  C ‑ 2 ) ,   c o n s i s t i n g  o f  f o u r  l i n e s  when d i s p l a y e d  on t h e  CRT, were p r e p a r e d  f o r  t h e  e x p e r i m e n t .  Each  p a i r  c o m p r i s e d  two v e r s i o n s  o f  a  p a s s a g e  t h a t  were e x a c t l y  t h e  s a m e ,  b o t h  i n  c o n t e n t  and i n   t h e  number o f   c h a r a c t e r s  and d i f f e r i n g  o n l y  i n   word o r d e r ,  t h u s  c o m p l e t e l y  e l i m i n a t i n g   s e m a n t i c  i n t e r f e r e n c e .  The t e x t s ,  l a b e l e d  Text * ‑ 1 ,   have a  r a t h e r  e n t a n g l e d  word o r d e r ,   w h i l e  t h o s e  l a b e l e d  Text * ‑ 2   a r e  supposed t o  be normal i n   t h e i r  word o r d e r .  The p a s s a g e s   a r e  shown i n  Appendix A .  

3 . 3  S u b j e c t s  

Ten K a n s a i  U n i v e r s i t y  s t u d e n t s  w i t h  normal v i s i o n  were p a i d  t o   p a r t i c i p a t e  i n   t h e   e x p e r i m e n t ,  i n   which EMR V was u s e d .  Authors had i n i t i a l l y   r e c r u i t e d  more t h a n  3 0   s t u d e n t s  from whom t h e y  s e l e c t e d  f i v e  s u b j e c t s  f o r  o u r  e x p e r i m e n t  u s i n g  EMR V I ,  b u t  we  had t o  g i v e  up on most o f  t h e  a p p l i c a n t s  s i m p l y  b e c a u s e  EMR  VI was e x t r e m e l y  s e l e c t i v e  o f   s u b j e c t s .  T h i s  was b e c a u s e  EMR VI a d o p t e d  t h e  r e f l e c t e d ‑ l i g h t  method f o r  a m p l i f y i n g  t h e   eye movements, which n o t  o n l y  r e s u l t e d  i n   imposing a  f i n e l y ‑ t u n e d  c a l i b r a t i o n  on t h e   e x p e r i m e n t e r s ' s i d e ,  b u t  a l s o  i n   r e q u i r i n g  a  c e r t a i n  smooth c u r v a t u r e  o f  t h e  e y e b a l l  on t h e   s u b j e c t s ' s i d e .  An u n e x p e c t e d l y  l a r g e  p r o p o r t i o n  o f  t h e  s u b j e c t s  were i n a p p r o p r i a t e  f o r   EMR V I .   T h e r e f o r e ,  we mainly used t h e  former model EMR V ,   which a l l o w s  e a s i e r   c a l i b r a t i o n ,  s o  t h a t  we c o u l d  g a t h e r  eye‑movement d a t a  e x t e n s i v e l y  from more s u b j e c t s .   3 . 4  Procedure 

The s u b j e c t s  were f i r s t   a s k e d  t o   r e a d  s e v e r a l  sample t e x t s  d i s p l a y e d  on t h e  CRT on  d i f f e r e n t  o c c a s i o n s  s o  t h a t  t h e y  c o u l d  g e t  accustomed t o  t h e  equipment and t h e  e x p e r i m e n t   p r o c e d u r e .  T h i s  p h a s e  o f  t r a i n i n g  was a l s o  n e c e s s a r y  f o r  t h e  o p e r a t o r s  o f  t h e  e y e  movement  r e c o r d e r s ,  f o r   they had t o   spend some c o n s i d e r a b l e  t i m e  b e f o r e  they c o u l d  l e a r n  t h e   c o n d i t i o n s  o f  curvature o f  i n d i v i d u a l  subjects'eyes t o   ensure b e t t e r  c a l i b r a t i o n .   The  s u b j e c t s  were a s k e d  t o  v i s i t  o u r  l a b  some d a y s  l a t e r  s o  t h a t  any e y e  s t r a i n  from t h e  t r a i n i n g   p h a s e  o f  t h e  e x p e r i m e n t  was c o m p l e t e l y  h e a l e d .  For t h e  s t a b i l i t y  o f  t h e  head c o o r d i n a n c e ,  a  c h i n  and f o r e h e a d  r e s t  was a d o p t e d .  The o n s e t  o f  t h e  d i s p l a y  o f  t h e  a s s i g n m e n t  t e x t  was  c o n t r o l l e d  by t h e  s u b j e c t ,  who p r e s s e s  a  b u t t o n  p l a c e d  on t h e  d e s k  r i g h t  i n   f r o n t  when  he/  s h e  i s   ready t o  s t a r t  t h e  d i s p l a y .  

F i r s t ,   one o f  t h e  t e x t  v e r s i o n s  * ‑ 1   and t h e n  t h e  c o r r e s p o n d i n g  * ‑ 2   v e r s i o n  were g i v e n .  

The s u b j e c t s  were i n s t r u c t e d  t o  r e a d  t h e  t e x t s  f o r  m e a n i n g ,  and were a s k e d  n o t  t o  employ 

How S e n s i t i v e  Are Our E y e s  t o  T e x t  D i f f i c u l t y ?   5 

any s p e c i a l  s p e e d  r e a d i n g  t e c h n i q u e s ,  s u c h  a s  r e a d i n g  a  t e x t  from b e g i n n i n g  t o  end by o n l y   skimming t h e  k a n j i  c h a r a c t e r s .  

3 . 5  Japanese R e a d a b i l i t y  Index 

Reading Grade Value ( h e r e a f t e r  abbreviated a s   RGV), a  formula t o   p r e d i c t  t h e   r e a d a b i l i t y  o f  J a p a n e s e  t e x t s  was d e v e l o p e d  by Y .  Asano and K .  O g a w a 1 6 ) .  The f o r m u l a  was  g i v e n  a s  f o l l o w s :  

RGV  = ‑ 0 . 1 7 p h  ‑0 . 2 8 p k  ‑3 . 4 9 p c   +  2 7 . 6 2   w h e r e :  

RGV  =  a s s i g n e d  g r a d e  l e v e l  

ph  =  p e r c e n t a g e  o f  h i r a g a n a  c h a r a c t e r s   pk  =  p e r c e n t a g e  o f  katakana c h a r a c t e r s   pc  =  p e r c e n t a g e  o f  end p u n c t u a t i o n  marks 

I t   s h o u l d  be n o t e d  t h a t  t h e  t h r e e  RGV v a r i a b l e s  a r e  a l l   t y p o g r a p h i c a l  f e a t u r e s  o f   Japanese t e x t .   I t   i s   o b v i o u s  t h a t  RGV i s   n o t  i n   t h e  l e a s t  s e n s i t i v e   t o   any change i n   r e a d a b i l i t y  o r  d i f f i c u l t y  due t o  t h e  v a r i a t i o n s  o f  t h e  word o r d e r  o f  t h e  a s s i g n m e n t  s e n t e n c e s   i n  J a p a n e s e ,  f o r  t h e  r e l a t i v e  f r e q u e n c i e s  o f  t h e  t h r e e  v a r i a b l e s  r e m a i n  e x a c t l y  t h e  same and 

皿 a l t e r e d .We  u s e d  t h i s  i n d e x  a s  a  rough measure o f  t h e  s t y l i s t i c  d i f f i c u l t y  o f  t e x t s  we u s e d   i n  t h i s  e x p e r i m e n t .  

3 . 6  Schema F i x a t i o n  Curves and Reading Schematic Load 

Kitamura e t  a l . 1 1 )   i n t r o d u c e d  t h e  Schema F i x a t i o n  C u r v e ,  a  t e c h n i q u e  f o r  g l o b a l  a n a l y s i s   o f  eye‑movement r e c o r d ,  and showed t h a t  t h e  s t y l i s t i c  d i f f i c u l t y  o f  E n g l i s h  t e x t s  a f f e c t e d  t h e   e y e  movements w h i l e  r e a d i n g .  T h i s  g l o b a l  a n a l y s i s  t e c h n i q u e  t r e a t s  t h e  b o u n d a r y ‑ t i m e   c o n d i t i o n  f o r  t h e  d e t e r m i n a t i o n  o f  f i x a t i o n  a s  a  v a r i a b l e  r a t h e r  t h a n  a  c o n s t a n t .  I n s t e a d  o f   choosing a  s p e c i f i c   d u r a t i o n  o f  time a s  t h e  b o u n d a r y ‑ t i m e ,  which i s   c o n v e n t i o n a l l y   d e t e r m i n e d  by measuring t h e  a v e r a g e  d u r a t i o n  o f  f i x a t i o n s  f o r  a l l   p o s s i b l e  d u r a t i o n s ,  i . e .   n  t i m e s  t h e  minimum r e s o l u t i o n  o f  t h e  s a m p l i n g  t i m e  o f  t h e  eye‑movement r e c o r d e r ‑ c l u s t e r   o c c u r r e n c e s  a r e  c o u n t e d ,  which s a t i s f y  t h e  c o n d i t i o n s  whereby a  f i x a t i o n   s h o u l d  form a  c l u s t e r  o f  r e c o r d e d  eye p o s i t i o n s  w i t h i n  one degree o f  a r c   d e r i v i n g  from t h e  f i x a t i o n   i m m e d i a t e l y  p r e c e d i n g ,  and t h a t  a  s e r i e s  o f  s u c h  p o s i t i o n s  s h o u l d  l a s t  beyond t h e  b o u n d a r y ‑ t i m e .  By p l o t t i n g  b o u n d a r y ‑ t i m e s  w i t h  a n  i n c r e m e n t  o f  t h e  minimum r e s o l u t i o n  o f  t h e  e y e ‑ movement r e c o r d e r  on t h e  x ‑ a x i s  and t h e  c o r r e s p o n d i n g  o c c u r r e n c e s  o f  f i x a t i o n s  on t h e  y ‑ a x i s ,  we o b t a i n e d  a  schema f i x a t i o n  c u r v e .  

The t e c h n i q u e  proved t o   b e  h i g h l y  s e n s i t i v e  t o   t h e  change i n   t h e  amount o f  c o g n i t i v e  

l o a d  when t h e  s u b j e c t  i s   r e a d i n g  a  p a s s a g e  d i s p l a y e d  on t h e  CRT. S i n c e  t h e  schema f i x a t i o n  

curves employed g r a p h i c a l  r e p r e s e n t a t i o n s  t o   show t h e  a n a l y s i s  r e s u l t ,   q u a n t i t a t i v e  

c o m p a r i s o n s  were n o t  p o s s i b l e .  Kitamura and H o r i i 1 7 l  q u a n t i f i e d  t h e  schema f i x a t i o n  c u r v e s  

6  Ken H O R I I ,  K e n t a r o  KOTANI, Yutaka KITAMURA, Gery d'YDEWALLE 

t o   o b t a i n  an index c a l l e d  Reading Schematic Load ( a b b r e v i a t e d  h e r e a f t e r  a s  R S L ) ,  s o  t h a t   one may d i r e c t l y  compare t h e  d i f f i c u l t y  o f  t e x t s  i n  terms o f  t h e  c o g n i t i v e  l o a d  t h a t  a f f e c t e d   t h e  eye movements w h i l e  t h e  s u b j e c t  was r e a d i n g  t e x t .   The index v a l u e  i n c r e a s e s  a s  t h e   r e a d a b i l i t y  o f  t e x t  d e c r e a s e s .  

The f o l l o w i n g  i s   t h e  formula f o r  RSL: 

RSL=L  ^{n  y ( s i )}   +  y ( s i + l )  

i = l   2  *  ( s i + I  ‑s;) 

where y ( s i )  i s   t h e  frequency o f  o c c u r r e n c e s  o f  f i x a t i o n s  determined a t  a  boundary time o f  s i   ms. The index v a l u e  i n c r e a s e s  with d e c r e a s e  i n  t h e  r e a d a b i l i t y  o f  t h e  t e x t .  

4 .   Results 

We  f i r s t  p r o c e s s e d  t h e  eye‑movement d a t a  o b t a i n e d  by EMR‑V i n  t h e  c o n v e n t i o 叫 way i n   o r d e r  t o  determine t h e  f i x a t i o n s  and s a c c a d i c  d i s t a n c e s .  A f i x a t i o n  was determined a s  a  c l u s t e r  o f  recorded eye p o s i t i o n s  w i t h i n  one degree o f  a r c  d e r i v i n g  from t h e  f i x a t i o n   immediately preceding and t a k i n g  p l a c e  beyond t h e  boundary minimum t i m e  o f  99ms. The  c e n t e r  o f  mathematical g r a v i t y  i n  such a  c l u s t e r  was t r e a t e d  a s  a  f i x a t i o n  p o i n t .  Tables 1 ‑ 1   and 1 ‑ 2   show t h e  r e s u l t s  o f   t h e  a n a l y s e s  f o r   t h e  d a t a  o b t a i n e d  from 1 0  s u b j e c t s  f o r   two  v e r s i o n s  o f  t h r e e  d i f f e r e n t  t e x t s .  

Table 1 ‑ 1 .   Average s p a n  o f  p r o g r e s s i v e  s a c c a d e s  ( u n i t :  d e g r e e s ) .  Ten s u b j e c t s  r e a d  t h r e e  d i f f e r e n t   t e x t s  ( A ,   B ,   C ) ,   e a c h  w i t h  two v e r s i o n s   ( * ‑ 1 ,   * ‑ 2 ) ,   whose r e s p e c t i v e  R e a d i n g  Grade  V a l u e s  a r e  l i s t e d  i n  t h e  c o l u m n ' r g v ' .  

r g v   s 1   s 2   s 3   s 4   s 5   s 6   s 7   s 8   s 9   s 1 0   a v r   A ‑ 1   1 3   2 . 9   3 . 7   3 . 8   2 . 6   3 . 5   2 . 7   3 . 6   3 . 4   3 . 5   3 . 5   3 . 3   A ‑ 2   1 3   2 . 5   3 . 6   2 . 6   1 . 9   4 . 4   2 . 6   4 . 7   2 . 7   5 . 3   3 . 1   3 . 2   B ‑ 1   1 0   3  4 . 1   3 . 2   2 . 6   4 . 7   2 . 5   5 . 1   2 . 8   3 . 3   3  3 . 3   B ‑ 2   1 0   2 . 8   5  2 . 4   2  3  2 . 4   6 . 4   2 . 8   4  3 . 2   3 . 3   C ‑ 1   ，  _{2 . 2   3 . 7   4 . 9   2 . 7}   3 . 3   3 . 9   4 . 4   3 . 2   3 . 3   3 . 8   3 . 4   C ‑ 2   ，  _{2 . 5   5 . 4   4 . 1   2 . 2}   4 . 5   3 . 5   5 . 2   3 . 1   4 . 7   3 . 8   3 . 5  

Table 1 ‑ 2 .   Average s p a n  o f  r e g r e s s i v e  s a c c a d e s  ( u n i t :  d e g r e e s ) .  

r g v   s 1   s 2   s 3   s 4   s 5   s 6   s 7   s 8   s 9   s 1 0   a v r   A ‑ 1   1 3   1 . 8   3  2 . 3   2 . 4   1 . 8   1 . 7   2  3 . 2   2 . 9   2  2 . 4   A ‑ 2   1 3   1 . 7   2 . 7   2 . 3   1 . 8   2 . 7   2 . 1   2 . 9   2  2 . 2   1 . 6   2 . 3   B ‑ 1   1 0   1 . 5   2 . 3   2 . 4   1 . 9   1 . 7   1 . 5   2 . 4   2 . 3   2 . 5   2 . 6   2 . 3   B ‑ 2   1 0   1 . 2   2 . 1   1 . 9   2 . 2   3  1 . 5   2 . 2   1 . 9   1  2 . 5   2 . 2   C ‑ 1   ，  1 . 8   2 . 9   3 . 3   3 . 3   1 . 3   2 . 3   3 . 6   3 . 2   3 . 1   3 . 5   2 . 5   C ‑ 2   ，  1 . 4   3 . 7   1 . 9   2 . 4   2 . 4   2 . 2   3 . 5   2 . 7   2 . 4   1 . 7   2 . 5  

The a u t h o r s  used t o  adhere t o  t h e  h y p o t h e s i s  t h a t  t h e  e a s i e r  t h e  t e x t  i s ,   t h e  g r e a t e r  w i l l  

become t h e  span o f  p r o g r e s s i v e  s a c c a d e s .  Table 1 ‑ 1 ,   however, does n o t  i n d i c a t e  any such 

remarkable t e n d e n c y ,  nor can we d e r i v e  any t r e n d  from t h e  average r e g r e s s i v e  s a c c a d i c  

d i s t a n c e  o f  each t e x t ,   a s  shown i n   Table 1 ‑ 2 .   S u b j e c t i v e  i m p r e s s i o n s  o f  t h e  s u b j e c t s  were 

unanimous t h a t  t h e  two v e r s i o n s  o f  t h e  t h r e e  t e x t s  were d e f i n i t e l y   d i f f e r e n t  i n   terms o f  

How S e n s i t i v e  Are Our E y e s  t o  T e x t  D i f f i c u l t y   ?  7 

r e a d a b i l i t y .  The r e s u l t s  o f t ‑ t e s t s  show t h a t  t h e r e  was no s i g n i f i c a n t  d i f f e r e n c e  a t  p = 0 . 0 5 ,  o r   even a t  p = O . l ,  i n  t h e  a v e r a g e  o f  t h e  p r o g r e s s i v e  s a c c a d e  s p a n s  between v e r s i o n s  A ‑ 1  and A ‑ 2 ;   B ‑ 1  and B ‑ 2 ;  and C ‑ 1  and C ‑ 2 .  

But when we compare t h e  schema f i x a t i o n  c u r v e s ,  i t   c a n  be e a s i l y  s e e n  t h a t  t h e r e  i s   a  d i f f e r e n c e  between t h e  two v e r s i o n s  o f  e a c h  J a p a n e s e  p a s s a g e .  S e e  F i g .  1  f o r  an e x a m p l e .   I t   r e p r e s e n t s  a  t y p i c a l  example o f  g l o b a l  a n a l y s i s  o f  eye‑movement r e c o r d s  u s i n g  a  L o g ‑ n o r m a l   Schema F i x a t i o n  C u r v e .  I n  t h e  g r a p h s  A ,  B ,  and C ,   two c u r v e s  a r e  p l o t t e d ,  o n e  w i t h  s m a l l   c i r c l e s  and t h e  o t h e r  w i t h  s m a l l  b o x e s  w i t h  a  d o t  i n s i d e .  The c u r v e s  r e p r e s e n t e d  by s m a l l   c i r c l e s  a r e  t h e  Schema F i x a t i o n  Curves f o r  

Texts * ‑ 1   and t h o s e  r e p r e s e n t e d  by s m a l l   s q u a r e s  w i t h  a  d o t  i n s i d e  a r e  f o r  Texts * ‑ 2 .   Our  data  from  past  experiments  c o n v i n c e d  u s  t h a t  t h e  h i g h e r  t h e  p o s i t i o n   o f   a Schema F i x a t i o n  Curve, t h e  more  d i f f i c u l t   t h e  t e x t  i s   t o   comprehend. I n   g r a p h s  A ,  B ,   and C i n   F i g .   1 ,   t h e  schema  f i x a t i o n  c u r v e s  f o r  Texts *  ‑ 1 ,   t h a t  i s ,   t h o s e   t e x t s  w i t h  h i g h e r  s y n t a c t i c  d i f f i c u l t y ,  come  above t h e  schema f i x a t i o n   curves f o r   Texts * ‑ 2 ,   which have normal s y n t a c t i c   s t r u c t u r e .  The graphs i n   F i g .   1  a r e  t h e   a n a l y s i s  r e s u l t s  o f  t h e  eye‑movement  r e c o r d s  o f  s u b j e c t  N o .  6 .  

1 5 I D I D  

1 2 ( l ) ( l )  

900 

6cc  ゜

[!J 

゜

ロ ゜

ヽ~ヽ、~

6 6   s s  

︵

︵   6 6   t t   c c   e e  

. J . J  

b b   u u   s s  

〇巴

゜

300  I ‑ l ! l   l ! l   0  l ! l O  

! ! l g  

m 3  

1  0  1  00  1  000  (m s) 

( C )  

1500  1 5 ( 1 ) ( 1 )  

ヽ‘,／•_J

6 6   s s  

︵

︵   6 6   t t   c c   e e  

. J . J  

b b   u u   s s  

0 ロ

1200 

900 

600 

300 

m 3  

10 

゜

ロ o

[!J 

100  o l l J   ゜ o m 1   0 ロ

f l )  

10 戚) (ms)  1  f l )  

( A )  

900 

600 

3 ( l J ( l J  

゜ ^{6 6   ,_•( s s   ぃ ぃ}

t t   c c   e e  

. J . J  

b b   u u   s s  

o m

1200 

゜

l ! l  

゜

[!J 

! ! I   ゜

゜

l ! l  

゜

ロ

I ! !

mo 

[ ! ] 忌

100  ( B )  

F i g . I   Schema f i x a t i o n  c u r v e  o f  S u b j e c t  6  r e a d i n g  t h e  a s s i g n m e n t  t e x t s .  

8  Ken H O R I I ,  K e n t a r o  KOTANI, Y u t a k a  KITAMURA, G e r y  d'YDEWALLE 

The RSL v a l u e s  f o r  t h e  a s s i g n m e n t  t e x t s  o f  t h i s  s u b j e c t  a r e  l i s t e d  i n   T a b l e  2 ,   t o g e t h e r   w i t h  t h o s e  o f  t h e  o t h e r  s u b j e c t s .  S i n c e  t h e s e  v a l u e s  a r e  o b t a i n e d  by q u a n t i f y i n g  t h e  schema  f i x a t i o n  c u r v e s ,  t h e  c o m p a r i s o n  o f  RSL v a l u e s  o f  t h e s e  s u b j e c t s  w i l l  o f  c o u r s e  show t h e  same  r e s u l t .  

The t ‑ t e s t  r e s u l t s  f o r  t h e  RSL v a l u e s  i n  T a b l e  2  showed t h a t  two p a i r s  A ‑ 1 ,  A ‑ 2  and B ‑ 1 ,   B ‑ 2  b e l o n g e d  t o  t h e  same g r o u p ,  b u t  t h a t  t h e r e  was a  s i g n i f i c a n t  d i f f e r e n c e  between C ‑ 1  and  C ‑ 2  a t  p = 0 . 0 5 .  But a t  p = 0 . 1 ,  a l l   t h r e e  p a i r s  ( A ‑ 1 ,  A ‑ 2 ;  B ‑ 1 ,  B ‑ 2 ;  and C ‑ 1 ,  C ‑ 2 )  were shown t o   b e l o n g  t o  t h e  same g r o u p .  Note t h a t  t h e  s a c c a d i c  d i s t a n c e  f a i l e d  t o  d e t e c t  t h e  change o f  t e x t   d i f f i c u l t y  even a t  p = O . l .  Here we have a n  i n t e r e s t i n g  p r o b l e m :  Text C  a l o n e  i s   an a r i t h m e t i c   problem w h i l e  t h e  o t h e r  two a r e  o r d i n a r y  p r o s e  p a s s a g e s .  The s i m p l e  c o m p a r i s o n  o f  RSL  a v e r a g e s  f o r   C ‑ 1   and C ‑ 2  c o n v i n c e s  u s  t h a t  t h e  two a r e  s i g n i f i c a n t l y   d i f f e r e n t .   Does t h e   p r o b l e m ‑ s o l v i n g  a c t i v i t y  d u r i n g  r e a d i n g  a f f e c t  t h e  e y e  movement? At p r e s e n t ,  t h e  a u t h o r s   do n o t  have an answer t o  t h i s  q u e s t i o n ,  b u t  t h e  s t a t i s t i c a l  o u t p u t  s u g g e s t s  i t   may. 

T a b l e  2 .   RSL v a l u e s  o f  t h e  t e n  s u b j e c t s  when t h e y  r e a d  t e x t s  A ‑ 1 ,  A ‑ 2 ;  B ‑ 1 ,  B ‑ 2 ;  C ‑1  a n d  C ‑ 2 .  

rgv  s 1   s 2   s 3   s 4   s 5   s 6   s 7   s 8   s 9   s10  a v r   A‑1  1 3   2795  5819  2512  4233  3196  3284  2494  2685  1 6 4 1   2440  3 1 0 9 . 9   A‑2  1 3   2494  1 7 9 7   2132  3387  1 9 7 5   2787  2849  2759  1 7 5 6   8 5 1   2 2 7 8 . 7   B‑1  1 0   2774  4293  2350  2336  2568  3126  3284  2755  2007  2415  2 7 9 0 . 8   B‑2  1 0   2616  1 8 5 2   2327  3984  1564  2413  2490  1 7 6 7   1 1 6 2   2338  2 2 5 1 , 3   C‑1  ，  4258  4203  4929  4279  1 8 7 7   5120  5830  7480  2734  6613  4 7 3 2 . 3   C‑2  ，  2 9 1 1   1 5 7 6   2170  3336  2205  3760  4839  2977  1 2 5 6   4310  2934 

We were eq 叫 l yi n t e r e s t e d  t o   f i n d   t h a t  t h e  o r d e r  o f  p r e s e n t a t i o n  o f  two d i f f e r e n t   v e r s i o n s  o f  a s s i g n m e n t  t e x t s  h a s  much t o  do w i t h  t h e  c o g n i t i v e  l o a d  a t  t h e  t i m e  o f  r e a d i n g .   When e a s i e r  v e r s i o n s  a r e  shown p r i o r  t o  t h e i r  c o r r e s p o n d i n g  d i f f i c u l t  v e r s i o n s ,  t h e  d i f f i c u l t   v e r s i o n s  can be read w i t h  f a r   l e s s   d i f f i c u l t y .   Once what i s   w r i t t e n  i s   u n d e r s t o o d ,  t h e   u n d e r s t a n d i n g  o f  t h e  t e x t  seems t o  r e d u c e  t h e  d i f f i c u l t y  o f  d e c o d i n g  s y n t a c t i c  i n f o r m a t i o n  i n   t h e  t e x t .  T h i s  phenomenon i s   w e l l ‑ i l l u s t r a t e d  i n  F i g .  2 .  

Compare F i g s .  2  and  1 .   I t   c a n  be s e e n  t h a t  n o t  o n l y  t h e  d i f f i c u l t y  o f  Texts * ‑ 1   d e c r e a s e d   b e c a u s e  o f  t h e  e a s y  v e r s i o n s  f i r s t  r e a d ,  b u t  t h e  d i f f i c u l t y  a l s o  dropped t o  such an e x t e n t  t h a t   t h e  schema f i x a t i o n  c u r v e s  f o r  t h e  d i f f i c u l t  v e r s i o n s  came below t h o s e  o f  d i f f i c u l t  v e r s i o n s  i n   g r a p h s  A and B .  T h i s  i m p l i e s  t h a t  s e c o n d  r e a d i n g  i s ,   g e n e r a l l y  s p e a k i n g ,  much e a s i e r  t h a n   f i r s t  r e a d i n g  even when t h e  s y n t a c t i c  s t r u c t u r e  o f  t h e  t e x t s  f o r  s e c o n d  r e a d i n g  a r e  changed  t o  i n c r e a s e  d i f f i c u l t y .  

H e r e ,  we c a n n o t  deny t h a t  t h e r e  i s   a  c h a n c e  f o r  t h e  s u b j e c t  t o  become a  l i t t l e  n e g l i g e n t  

i n   r e a d i n g  t h e  t e x t  which h a s  t h e  same c o n t e n t  w i t h  a  d i f f e r e n t  s y n t a c t i c  s t r u c t u r e ,  and 

s i m p l y  run t h e  e y e  o v e r  l i n e s  o f  a  d i s p l a y e d  p a s s a g e  w i t h o u t  f u l l y  t r y i n g  t o   u n d e r s t a n d  i t .  

K i t a m u r a ,  H o r i i  and d'Y d e w a l l e 1 8 l  d e v e l o p e d  t h e  D e l t a ‑ S c h e m a  F i x a t i o n  Curve t e c h n i q u e  t o  

d e t e c t  t h e  s k a t i n g  o f  t h e  e y e  a l o n g  t h e  l i n e s  o f  t e x t ,  a s  shown i n   F i g u r e  3 .   I t  s h 叫 da l s o  b e  

n o t e d  t h a t  i n   graph C o f  F i g u r e  2 ,   t h e  schema f i x a t i o n  c u r v e  f o r  t h e  s e c o n d  r e a d i n g  s t a n d s  

h i g h e r  t h a n  t h a t  f o r   t h e  f i r s t   r e a d i n g .  From t h i s ,   we c a n  deduce t h a t  t h e  r e a s o n i n g  t h a t  

t a k e s  p l a c e  a t  t h e  t i m e  o f  r e a d i n g  h a s  a n  i n f l u e n c e  on t h e  r e a d e r ' s  r e a d i n g  p a t t e r n .  

How S e n s i t i v e  Are Our Eyes t o  Text D i f f i c u l t y   ?  ︐ 

1 5 1 Z J I Z J  

ヽ~、し9/

A A   s s  

︵

︵   A A   t t   c c   e e   . J j   b b   u u   s s  

0 ロ

1200 

9 f / J 〇

600  l  _g 

300  I ‑ ， 

e  c 9   e 5 l ! l  

し

O p j   l ! i  

゜ ^{1  f l )}   _{( C )}  

1500  I  ^{1 5 f D f D}  

0  s  u  b  j  e  c  t A  ( s  A)  I  l  ^{O  subject A  (s A)} 

[ ! ]   ,object A  (sA)  ^{[ ! ]}   subiect A  (s A) 

1200~ 1200 

900  9 1 Z l 1 Z l  

l

! l  

600  600 

[!J 

゜ _{o ロ} ^ロ

゜

3 飢 り 1 ‑

゜ ^{e m   300} 

t  ^{O ゜ l ! I   ゜ I l l}  

゜ ^{10  I I I  I  111  1  f l j f l j}   _{( A )}   ^{I 堕 1 1 飢 潤 1 (ms)} ゜ ^{10  100}  _{( B )}   ^{1000  (ms)} 

F i g . 2   Schema f i x a t i o n  c u r v e s  o f  S u b j e c t  7  when t h e  s u b j e c t  was r e a d i n g  t e x t s  w i t h  e a s y  v e r s i o n s  

d i s p l a y e d  f i r s t  and d i f f i c u l t  o n e s  l a t e r .  

1 0   ^{Ken H O R I I ,  K e n t a r o}  KOTANI, Y u t a k a  KITAMURA, Gery d'YDEWALLE 

2 5 1 Z J  

200 

150 

1  I Z J I Z J  

50 

゜

10 

! ! I  

゜

が

ぃ

s s  

︵

︵   6 6   t t   c c   e e  

・ J j b b   u u   s s  

O B  

I l l  

250 

200 

150 

100 

5 ( 2 )  

n 3   1  f l )  

l ! I   [ ! ]  

゜

‘.jヽ~

A A   s s  

︵

︵   A A   t t   c c   e e  

. J . J  

b b   u u   s s  

0 ロ

m ‑

0 

E l  

0 ロ

0 

E l  

0 ロ

( A )   ( B )  

F i g . 3   D e l t a  schema f i x a t i o n  c u r v e s .  G r a p h  A i s   a n  e x a m p l e  o f  r e a d i n g  w i t h  a t t e n t i o n ,  a n d  G r a p h   B  i s   a n  e x a m p l e  o f  t h e  e y e  s k a t i n g  a l o n g  t h e  t e x t  w i t h o u t  a t t e n t i o n .  

5 .   Conclusion 

We would l i k e   t o   p o i n t  o u t  t h a t  r e a d i n g  i n v o l v e s  such d e l i c a t e  m a t t e r s  a s   d e g r e e  o f   u n d e r s t a n d i n g  w h i l e  r e a d i n g ,  which h a s  s o m e t h i n g  t o   do w i t h  t h e  i n s t r u c t i o n  g i v e n  t o  t h e   s u b j e c t s .  The s u b j e c t s ,  b e i n g  J a p a n e s e ,  were a b l e  t o  r e a d  C ‑ 1  and C ‑ 2  f o r  meaning w i t h  e a s e   because the text was written i n   Japanese. But when i t   came t o   t h e  matters o f   u n d e r s t a n d i n g  and r e a s o n i n g ,  i n d i v i d u a l  s u b j e c t s  responded t o   t h e  i n s t r u c t i o n  t o   r e a d  t h e   d i s p l a y e d  t e x t  f o r  m e a n i n g .  Some seem t o  have t r i e d  t o  g e t  t o  o n l y  t h e  s u r f a c e  meaning o f   t h e  p a s s a g e ,  w h i l e  o t h e r s  t r i e d  t o  s o l v e  t h e  a r i t h m e t i c  p r o b l e m ,  b u t  o n l y  a  few c o u l d  g i v e   t h e  c o r r e c t  answer ( a l t h o u g h  t h e y  were n o t  a s k e d  t o  do s o ) .  

A l l  t h e  more i m p o r t a n t  i s   t h e  f a c t  t h a t  t h e r e  e x i s t  l e v e l s  o f  u n d e r s t a n d i n g ,  which we 

c a n n o t  d i r e c t l y  m e a s u r e ,  and t h a t  t h e  l e v e l   a f f e c t s  r e a d i n g  b e h a v i o r  and e y e  movements 

g r e a t l y .   U n f o r t u n a t e l y ,  we must c o n c l u d e  t h a t  s t u d y i n g  t h e  main t e n d e n c i e s  o f  f i x a t i o n  

d u r a t i o n s  and s a c c a d i c  d i s t a n c e s  a r e  n o t  s u f f i c i e n t  t o  i n v e s t i g a t e  t h i s  p r o b l e m .  

How S e n s i t i v e  Are Our Eyes t o  T e x t  D i f f i c u l t y   ?  1 1  

Appendix 

The following t e x t s  are coarse t r a n s l a t i o n s  o f  the Japanese t e x t s  used i n   t h i s   e x p e r i m e n t .  

Text A: 

Heisuke, an apprentice c o o k ,  overheard Gen, who i s   always causing q u a r r e l s  by  s p e a k i n g  i l l   o f  somebody o r  something a s  he g o s s i p s  among o t h e r  c o o k s  who come t o   t h e   market t o  g e t  f o o d s t u f f s  f o r  meals over t h e  New Y e a r ' s  h o l i d a y .  He s a y s ,   "Our master i s   a  good f o r  n o t h i n g ,  f o r  he i s   always o v e r s l e e p i n g . "  

Text  B :  

Today, I  i n t r o d u c e d  Hanako T a r o ,  who has known me w e l l  s i n c e  c h i l d h o o d ,  and had l o n g   b e f o r e  asked me t o  i n t r o d u c e  some n i c e  male f r i e n d  t o  her a t  E t o i l e ,  a  c o f f e e  house near t h e   s t a t i o n ,  where a  wide v a r i e t y  o f  m u s i c ,  ranging from c l a s s i c a l  t o  L a t i n  m u s i c ,  can be enjoyed  from morning t i l l   n i g h t .  

Text  C :  

This i s   a  mathematical p r o b l e m .  J i r a ,  who had brought two satsuma t a n g e r i n e s  and an  a p p l e  f o r  h i s  l u n c h ,  gave one o f  t h e  t a n g e r i n e s  t o  T a r o ,  whose mother had asked him t o  buy  t h r e e  t a n g e r i n e s  f o r  t h i r t y  yen e a c h ,  f i v e  a p p l e s  f o r  f i f t y  yen e a c h ,  and f o u r  p e a r s  f o r  about  f i f t y  yen e a c h .  How much money d i d  Taro s a v e ?  

References 

1 )   K l a r e ,  G .  R . , ' T h e  measurement o f  r e a d a b i l i t y ' ,  Iowa S t a t e  U n i v e r s i t y  P r e s s ,  Ames, I O ,  1 9 6 3 .   2 )   C o k e ,  E .   &  R o t h k o p f ,  E . , ' N o t e  o n  a  s i m p l e  a l g o r i t h m  f o r  a  computer p r o d u c e d ‑ r e a d i n g  e a s e  s c o r e ' ,  

J o u r n a l  o f  Applied P s y c h o l o g y ,  5 4 ,  2 0 9 ‑ 2 1 0 ,  1 9 7 0 .  

3 )   C o l e m a n ,  M.  &  L i a u ,  T . , ' A  c o m p u t e r  r e a d a b i l i t y  f o r m u l a  d e s i g n e d  f o r  m a c h i n e  s c o r i n g ' ,  J o u r n a l   o f  Applied P s y c h o l o g y ,  6 0 ,  2 8 3 ‑ 2 8 4 ,  1 9 7 5 .  

4 )   D a n i e l s o n .  W.  &  B r y a n ,  S . , ' C o m p u t e r  a u t o m a t i o n  o f  two r e a d a b i l i t y  f o r m u l a s ' ,  Journalism  Q u a r t e r l y ,  4 0 ,  2 0 1 ‑ 2 0 6 ,  1 9 6 3 .  

5 )   F a n g ,  I . , ' B y  c o m p u t e r  F l e s c h ' s  r e a d i n g  e a s e  s c o r e  and a  s y l l a b l e  c o u n t e r ' ,  B e h a v i o r a l  S c i e n c e ,   1 3 ,  2 4 9 ‑ 2 5 1 ,  1 9 6 8 .  

6 )   G r o s s ,  P .   &  S a d o w s k i ,  K . , ' F O G  INDEX: a  r e a d a b i l i t y  f o r m u l a  f o r  m i c r o c o m p u t e r s ,  J o u r n a l  o f   R e a d i n g ,  2 8 ,  6 1 4 ‑ 6 1 8 ,  1 9 8 5 .  

7 )   K e l l e r ,  P . , ' M a r y l a n d  m i c r o :  a  p r o t o t y p e  r e a d a b i l i t y  f o r m u l a  f o r  s m a l l  c o m p u t e r s ' ,  The Reading  T e a c h e r ,  3 5 ,  7 7 8 ‑ 7 8 2 ,  1 9 8 2 .  

8 )   K l a r e ,  G .   R . ,   Rowe, P . ,   S t .   J o h n ,  M.  &  S t o l u r o w ,  L . , ' A u t o m a t i o n  o f   t h e  F l e s c h  r e a d i n g   e a s e r e a d a b i l i t y  f o r m u l a  w i t h  v a r i o u s  o p t i o n s ' ,  Reading R e s e a r c h  Q u a r t e r l y ,  4 ,   5 5 0 ‑ 5 5 9 ,  1 9 6 9 .   9 )   K r e t s c h m e r ,  J , ' C o m p u t e r i z i n g  and c o m p a r i n g  t h e  R i x  r e a d a b i l i t y  i n d e x ' ,  J o u r n a l  o f  R e a d i n g ,  

2 7 ,  4 9 0 ‑ 4 9 9 ,  1 9 8 4 .  

1 2   Ken HORII, Kentaro KOTANI, Yutaka KITAMURA, Gery d'YDEWALLE 

1 0 )   S t r o n g ,  S . ,  ・An a l g o r i t h m  f o r  g e n e r a t i n g  s t r u c t u r a l  s u r r o g a t e s  o f  E n g l i s h  t e x t ' ,  J o u r n a l  o f  t h e   American S o c i e t y  f o r  I n f o r m a t i o n  S c i e n c e ,  2 5 ,  1 0 ‑ 2 4 ,  1 9 7 4 .  

1 1 )   K i t a m u r a ,  Y . ,   H o r i i ,  K . ,   Tomoda, Y .   &  A k a i ,  Y . , ' E v a l u a t i o n  o f  r e a d a b i l i t y  f o r m u l a e  i n   terms o f   eye movements: derivation o f  schema f i x a t i o n   c u r v e s ' ,  i n   G .   d'Ydewalle &  J .   Van  R e n s b e r g e n ( e d s . ) ,  P e r c e p t i o n  and c o g n i t i o n :  Advances i n  Eye Movement Research ( p p .   2 6 5 ‑ 2 7 4 ) ,  E l s e v i e r  S c i e n c e  P u b l i s h e r s  B . V . ,  Amsterdam, 1 9 9 3 .  

1 2 )   C l i f t o n .  C .   &  F e r r e i r a ,  F . , ' A m b i g u i t y  i n  c o n t e x t ' ,  Language and C o g n i t i v e  P r o c e s s e s ,  4 ,   7 7 ‑ 1 0 4 ,   1 9 8 9 .  

1 3 )   R a y n e r ,  K . ,  C a r l s o n ,  M.  & F r a z i e r ,  L . , ' T h e  i n t e r a c t i o n  o f  s y n t a x  and s e m a n t i c s  d u r i n g  s e n t e n c e   p r o c e s s i n g ' ,  J o u r n a l  o f  V e r b a l  Learning and V e r b a l  B e h a v i o r ,  2 2 ,  3 5 8 ‑ 3 7 4 ,  1 9 8 3 .  

1 4 )   Altmann, C .   T .   M. & Steedman, M. J . . ' I n t e r a c t i o n  with c o n t e x t  d u r i n g  human s e n t e n c e   p r o c e s s i n g ' ,  C o g n i t i o n ,  3 0 ,  1 9 1 ‑ 2 3 8 ,  1 9 8 8 .  

1 5 )   C r y s t a l ,   D.,'The Cambridge Encyclopedia of Languag', Cambridge University Press,  C a m b r i d g e ,  1 9 8 7 .  

1 6 )   A s a n o ,  C . ,   &  Ogawa, K . , ' A n a l y s i s  o f  VDT t e x t  r e a d i n g  s t y l e ' ,  i n   H . J .  B u l l i n g e r  (ed.),'Human  Aspects i n  Computing: Design and Use o f  I n t e r a c t i v e  Systems and Work with T e r m i n a l s ' ,   E l s e v i e r  S c i e n c e  P u b l i s h e r s   B .   V . ,  Amsterdam, 1 9 8 9 .  

1 7 )   K i t a m u r a ,  Y . ,  & H o r i i ,  K . , ' A p p l i c a t i o n  o f  schema f i x a t i o n  c u r v e s  t o  t h e  p r e d i c t i o n  o f  r e a d e r ' s   competence; a  m u l t i ‑ l a n g u a g e  s t u d ' ,  p a p e r  p r e s e n t e d  a t  t h e  T h i r d  I n t e r n a t i o n a l  C o n f e r e n c e   on V i s u a l  S e a r c h ,  UK, 1 9 9 2 .  

1 8 )   K i t a m u r a ,  Y . ,   H o r i i ,   K .   & d ' Y  d e w a l l e ,  G    , . . ' I s  f i x a t i o n  a  point o r  an a r e a ? :  P r o p e r t i e s  o f  

f i x a t i o n ' ,  paper p r e s e n t e d  a t  ECEM7, UK, 1 9 9 3 .