Was ist Eye-Tracking?
Beim Eye-Tracking handelt es sich um ein hochmodernes Verfahren, mit dem die Augenbewegungen von Benutzern verfolgt werden können. Anders ausgedrückt ist es ein Verfahren, bei dem die Augenposition im Zeitverlauf gemessen wird, d.h. es wird gemessen, wohin jemand geschaut hat (wohin sein Blick gerichtet war) und wie lange. Als Eye-Tracker bezeichnet man ein Gerät oder eine Software, die diese Messungen durchführt.
Eye-Tracking-Typen
Eye-Tracking-Studien können mit verschiedenen Techniken durchgeführt werden. Die beliebteste und am weitesten verbreitete Methode ist heute die videobasierte Methode, bei der die Augenbewegungen mit einer Webcam aufgezeichnet werden.
Augen-fixierte Eye-Tracker
Spezielle Kontaktlinsen, die mit einem Spiegel oder einem Magnetfeldsensor ausgestattet sind. Wenn sich das Auge bewegt, bewegt sich auch die Kontaktlinse. Dadurch ändert sich das Signal, d.h. die Stärke des Magnetfeldes. Durch Messung der Änderungen dieses Signals kann man Daten über die Bewegung des Auges erhalten.
Khaldi, A., Daniel, E., Massin, L. et al. A laser emitting contact lens for eye tracking. Sci Rep 10, 14804 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-71233-1
Vorteile:
- extreme Sensibilität und Genauigkeit,
- vertikale, horizontale und Torsionsmessungen sind möglich,
- am besten geeignet, um die Dynamik und die zugrundeliegende Physiologie der okulären Bewegung zu untersuchen.
Nachteile:
- Linsen können bei den Augenbewegungen verrutschen,
- Das Tragen von Kontaktlinsen ist nicht für jeden angenehm,
- ein Test muss in einem Labor (persönlich) durchgeführt werden,
- Daten zu analysieren erfordert Erfahrung,
- Die Kosten für solche Studien sind hoch.
Elektrische Potentialmessung
Grundlage dieser Methode sind zwei Paare von Elektroden, die auf die Haut im Bereich der Augen angebracht werden. Zwei Dipole - ein negativer Dipol auf der Netzhaut und ein positiver Dipol auf der Hornhaut - erzeugen ein elektrisches Potential. Die Netzhaut nähert sich der einen Elektrode und die Hornhaut der gegenüberliegenden, wenn sich das Auge vom Zentrum zur Peripherie bewegt. Dadurch kommt es zu Veränderungen in den Potentialfeldern, die in eine Bewegung des Auges umgesetzt werden können.
https://www.semanticscholar.org/paper/A-Survey-on-Methods-and-Models-of-Eye-Tracking%2C-and-Gaur-Jariwala/a7646f0d2d4aa845004fe866216dcacd54655920/figure/0
Vorteile:
- ermöglicht die Erfassung von Augenbewegungen in der Dunkelheit, bei wechselnden Lichtverhältnissen und sogar bei geschlossenen Augen (daher auch für die Schlafforschung geeignet),
- Blinzelerkennung ist möglich,
- können sogar Miniatur-Sakkaden erkannt werden,
- erfordert eine geringe Rechenleistung,
- sind geeignete MatLab-Bibliotheken verfügbar und einsatzbereit.
Nachteile:
- die Messung langsamer Bewegungen und die Erkennung der Blickrichtung sind wegen der möglichen Drift und der variablen Beziehungen zwischen Signalamplituden und Sakkadengrößen schwierig,
- unbequemer Tragekomfort
- der Test muss in einem Labor durchgeführt werden,
- Daten zu analysieren, erfordert Erfahrung.
Optik-Tracking
Das Licht (in der Regel Infrarotlicht) fällt auf die Oberfläche des Auges, wo es reflektiert wird. Das reflektierte Licht wird dann von einem optischen Sensor (z. B. einer Kamera) erfasst und analysiert, um aus den Änderungen der Reflexion die Augenbewegung zu ermitteln. Zur Erstellung eines Vektors, der die Augenbewegung im Zeitverlauf anzeigt, werden in der Regel die Hornhautreflexion und der Mittelpunkt der Pupille verwendet.
http://www.eyeresponse.com/
By Z22. Derivative work of the above file created by Björn Markmann. - File:Auge iris braun brown eye human menschlich Bjoern markmann.JPG and Own work, CC BY 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=38803307
Vorteile:
- nicht-invasiv,
- bequem für die Tester (nichts zum Tragen auf den Augen),
- eine hohe Genauigkeit möglich,
- benutzerfreundlich
Nachteile:
- Optische Eye-Tracker sind teuer (sogar ein paar tausend Dollar),
- Teilnehmer müssen in einem Labor getestet werden,
- eine gewisse Erfahrung in der Analyse von Daten ist erforderlich.
Die optischen Eye-Tracker lassen sich unterteilen in:
- Bildschirmbasierte Eye-Tracker (die befragte Person sitzt vor einem Bildschirm, an den ein Tracking-Gerät angeschlossen oder in den Bildschirm integriert ist),
- Eye-Tracking-Brille (tragbar, der Tracker ist an einem Gestell befestigt, so dass er sich frei bewegen kann, es besteht jedoch die Gefahr, dass die Brille verrutscht oder herunterfällt).
Tobii Pro 3 Glassess
Eyetracking mit einer Webcam (eine Unterkategorie des optischen Eyetracking) verwendet kein Infrarotlicht, sondern analysiert das Bild der Augen des Teilnehmers, um die Position der Augen und Pupillen zu erkennen (zu Beginn ist eine Kalibrierung erforderlich, bei der das System lernt, wie die Augen des Teilnehmers aussehen, wenn er bestimmte Teile des Bildschirms betrachtet).
Vorteile:
- Kosten - die günstigste Lösung von allen,
- Jede Untersuchung ist zu 100 % aus der Ferne und schnell durchführbar (es müssen keine Teilnehmer/innen eingeladen werden und alle können den Test gleichzeitig durchführen),
- kann mit externen Online-Tools verbunden werden,
- erfordert keine große Erfahrung in der Datenanalyse (jeder kann sie verstehen).
Nachteile:
- ungenauer als andere Lösungen (d.h. die RealEye-Genauigkeit beträgt ~113 px - https://www.realeye.io/whitepaper/),
- Augenbewegungen werden nur auf dem Bildschirm verfolgt (bildschirmbasiertes Interface),
Wofür wird Eye-Tracking genutzt?
Mit Hilfe des Eye-Tracking kann das unbewusste Verhalten von Menschen beobachtet werden. Häufig wird es in der kognitiven Psychologie, den Neurowissenschaften (einschließlich Neuromarketing-Studien für Regaltests und Verpackungsdesign) oder im Grafikdesign eingesetzt. So lässt sich beobachten, wohin Menschen schauen, wie lange sie schauen, wie schnell sie Dinge wahrnehmen und in welcher Reihenfolge.
Allgemeine Eye-Tracking-Metriken
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