Eyetracking, czyli technologia śledzenia wzroku, znany jest przede wszystkim w obszarze badań nad użytecznością graficznego interfejsu użytkownika. W rzeczywistości jednak technologia ta wykorzystywana jest w wielu różnych dziedzinach badań, rozrywki, a nawet w celach medycznych. Metoda ta nie powstała wcale na przełomie ostatnich kilkunastu lat, ale w rzeczywistości sięga XIX wieku, choć początkowe metody były znacznie bardziej prymitywne i inwazyjne.

Czym zatem jest eyetracking?

Eyetracking to technologia śledzenia wzroku, która wykorzystuje urządzenie zwane eyetrackerem. Za pomocą tej metody można określić punkt skupienia wzroku osoby badanej na ekranie, a nawet pójść o krok dalej i wykorzystać ten system do sterowania komputerem za pomocą wzroku. Taki sposób zastosowania jest nieoceniony w przypadku osób niepełnosprawnych.

W badaniach wykorzystuje się dwa rodzaje eyetrackerów:

  • stacjonarny – zazwyczaj występuje w postaci oddzielnego urządzenia wizualnie przypominającego Kinect, które stawiane jest pod monitorem lub przed nim w odpowiedniej odległości od użytkownika. Osoba badana nie musi nosić dodatkowych urządzeń, ale jej pozycja podczas badania powinna pozostać względnie stała.
  • mobilny – występuje w postaci okularów lub zestawów wirtualnej rzeczywistości. Mobilność zapewnia dużo większą swobodę ruchów, dzięki czemu zwiększa zakres zastosowań np. poprzez wykorzystanie w badaniach pilotów samolotów.

Zastosowanie

Śledzenie wzroku jest przydatne w wielu dziedzinach zastosowań:

  • Najbardziej znanym i popularnym jest wykorzystanie eyetrackingu w badaniach nad graficznym interfejsem użytkownika. W ten sposób można uzyskać informacje np. o użyteczności strony internetowej – które elementy skupiają uwagę, które rozpraszają, a które są całkowicie pomijane. Śledzenie wzroku pomaga wprowadzić zmiany projektowe, które sprawią, że korzystanie z systemu będzie bardziej intuicyjne. Jest zatem wykorzystywany w dziedzinie neuromarketingu, z uwagi na to, że dzięki badaniom za pomocą eyetrackera można określić na co użytkownicy zwracają największą uwagę. Pozwala to na tworzenie opakowań produktów, stron czy reklam w taki sposób, aby trafić do jak największej liczby konsumentów
  • Psychologia – eyetracking wykorzystywany jest w różnych testach psychologicznych np. w teście utajonych skojarzeń (IAT). Pomaga również w badaniach dotyczących rozumowania w jaki sposób rozdzielana jest uwaga człowieka
  • Śledzenie wzroku jest ważne również w dziedzinie medycyny. Badania wykazały, że eyetracking może być pomocny w diagnozowaniu autyzmu, a także innych zaburzeń na tle neurologicznym. W przyszłości technologia ta może być również wykorzystywana w celu zapewnienia pacjentom optymalnej opieki zdrowotnej
  • Gry komputerowe – zastosowanie śledzenia wzroku w branży rozrywkowej nie ma za zadanie zastąpić obecnego trybu grania – ruch oczu ma być jedynie dodatkowym źródłem informacji, które ma sprawić, że celowanie, ukrywanie się czy też inne działania zwiększą poziom immersji (zanurzenia się w świat wirtualny) gracza. Wykorzystanie eyetrackingu pozwoli na rozglądanie się w różnych kierunkach bez użycia myszy czy klawiatury, dostosowanie oświetlenia w zależności od kierunku patrzenia czy też dostarczenie systemowi informacji czy nastąpiło nawiązanie kontaktu wzrokowego z rozmówcą, a także wiele innych
  • Eyetracking może być również wykorzystany do sterowania komputerem. Takie zastosowanie pozwala osobom, które ze względu na niepełnosprawność nie mogą korzystać z tradycyjnych narzędzi jak mysz czy klawiatura na większą niezależność.

Zasada działania

Zasada działania jest stosunkowo prosta. Eyetracker wysyła światło bliskiej podczerwieni, które odbija się od oka, a następnie jest przechwytywane przez kamery znajdujące się w urządzeniu. Dane są przetwarzane za pomocą algorytmów, które wyłapują szczegóły wzroku osoby badanej oraz obliczają punkt skupienia wzroku na ekranie.

Dlaczego akurat światło bliskiej podczerwieni? Jest to źródło światła, które nie rozprasza wzroku, z uwagi na to, że jest niewidoczne dla ludzkiego oka – ulega jedynie odbiciu od jego powierzchni, co jest kluczowe dla zasady działania eyetrackera. Nie ma również niebezpieczeństwa w przypadku dłuższego korzystania z urządzenia, ponieważ korzysta ono z zaledwie niewielkiej części maksymalnego natężenia, które jest dozwolone.

Składowe ruchu gałki ocznej

Z technologią eyetrackingu wiążą się dwa pojęcia opisujące ruchy oczu, są to fiksacje i sakady:

  • Fiksacje są wtedy, gdy pozycja gałki ocznej jest relatywnie stała, czyli następuje skupienie wzroku na danym obiekcie, podczas którego następuje proces poznawczy
  • Sakady natomiast, to szybkie ruchy gałki ocznej pomiędzy kolejnymi punktami fiksacji, które nie są analizowane przez mózg, a zatem jest to przemieszczanie wzroku z jednego punktu w drugi.

Wizualizacja danych

Poza danymi surowymi dwa najbardziej popularne sposoby wizualizacji danych eyetrackingowych to ścieżka wzroku oraz mapa ciepła.

Ścieżka wzroku pokazuje w jaki sposób poruszał się wzrok osoby badanej po ekranie – które elementy przykuły uwagę osoby badanej, w jakiej kolejności i jak długo. Okręgi z numerami przedstawiają kolejne punkty fiksacji – w takiej kolejności, w jakiej się one odbywały. Wielkość okręgu reprezentuje czas trwania fiksacji – im większy okrąg, tym dłużej wzrok był skupiony w danym punkcie. Sakady są zaprezentowane w postaci linii pomiędzy kolejnymi punktami fiksacji.

 

ścieżka wzroku eyetracking avocado

Mapa ciepła przedstawia obszary punktu skupienia wzroku na ekranie poprzez nałożenie kolorów na obraz. Im cieplejszy kolor tym dłużej trwała fiksacja w danym punkcie. Mapa ciepła nie zawiera informacji o kolejności poruszania się wzroku po ekranie, ale w przejrzysty sposób pokazuje, które elementy najmocniej przyciągnęły uwagę użytkownika.

mapa ciepła eyetracking avocado

 

Przyszłość

Rozwój eyetrackingu trwa już ponad sto lat i choć już teraz obserwujemy obiecujące wyniki badań oraz obszary zastosowań, tak wiadomo, że jest to metoda, która świetlaną przyszłość ma dopiero przed sobą. Wykorzystanie urządzeń do śledzenia wzroku zwłaszcza w połączeniu z technologiami takimi jak wirtualna czy rozszerzona rzeczywistość otwiera świat na nowe możliwości oraz prowadzi w kierunku nowych dziedzin badań. Pozostaje jedynie czekać z zapartym tchem na kolejne nowinki dotyczące tej niszowej technologii.

Autor: Agata Pilińska, Full Stack Developer AVOCADO Soft
Źródła:
Bryn Farnsworth, What is Eye Tracking and How Does it Work? https://imotions.com/blog/eye-tracking-work/ dostęp [17.06.2020]
Bryn Farnsworth, How eye Tracking Technology Is Changing The World [5 Examples] https://imotions.com/blog/future-eye-tracking-technology/ dostęp [17.06.2020]
Eye tracking in gaming, how does it work? https://help.tobii.com/hc/en-us/articles/115003295025-Eye-tracking-in-gaming-how-does-it-work- dostęp [17.06.2020]
How does eye tracking works, https://www.tobiidynavox.com/about/about-us/how-eye-tracking-works/ dostęp [17.06.2020]
Piotr Jordanowski, Eye tracking, http://hci.pjwstk.edu.pl/index.php?page=eye-tracking dostęp [17.06.2020]
Melodie Vidal, Eye tracking is the next frontier of human-computer interaction, https://theconversation.com/eye-tracking-is-the-next-frontier-of-human-computer-interaction-37596 dostęp [17.06.2020]