Software Application using Eye Tracking Technologie

Einleitung:

Die Welt um uns erscheint uns interessant, stetig und ruhig. Dabei wandern unsere Augen rastlos von einem Blinkpunkt zum nächsten und erfassen Details in Sekundenbruchteilen. Mit der Registrierung dieser Blicke befasst sich die Eyetracking- Technologie, die den Blickverlauf einer Person beim Betrachten eines Bildes registrieren und festhalten. . Das heißt, die Bewegung des Auges über eine Bildfläche wird ebenso festgehalten wie die Fixationsdauer bestimmter punkte. Es wird also gemessen, in welcher Reihenfolge, wann und wie lange die Versuchsperson einen bestimmten Bereich des Bildes betrachtet.

Hintergrund

Das Eyetracking hat seinen Ursprung in der Blickbewegungsforschung. Es versucht, die Zusammenhänge zwischen Augenbewegungen und neurologischen Verarbeitungsprozessen im Gehirn aus kognitionspsychologischer Perspektive nachzuvollziehen. Spezielle Infrarotvideokameras erfassen die Augen und ermitteln ihre Blickbewegungspositionen. Aus den gewonnenen Daten zieht man konkrete und objektive Rückschlüsse über Wahrnehmung, Aufmerksamkeit und Informationsverarbeitung.

Bisher aufgrund des großen Kosten- und Zeitaufwandslust ausschließlich in der wissenschaftlichen Forschung angewendet, soll Eyetracking System in Zukunft auch in anderen Bereichen zum Einsatz kommen. Als nächstes beschreiben wir Augenbewegungen.

Augenbewegungen

Mit Blickbewegung bezeichnet man die Bewegungen der menschlichen Augen, die in Verbindung mit den vom Auge aufgenommenen Informationen, dem Blickziel interpretiert werden. Ansonsten spricht man von Augenbewegungen, die also keine Aufnahme von visuellen Daten dienen.

Typen von Augenbewegungen

Die Bewegungen des Auges werden in drei Klasse wie folgt, eingeteilt und behandelt.

Die erste Klasse sind die stabilisierenden Augenbewegungen , die eine Verschiebung der Information auf der Retina verhindern. Diese lassen sich in drei unterschiedliche Bewegungen unterteilen

1. Vestibuläre Bewegungen :Vestibulär sind die Formen zusammengefasst, die direkt oder indirekt mit dem Vestibularorgan zusammenhängen: Diese Anpassungsbewegung, die der anhaltenden Fixierung eines Punktes bei Kopf- und Körperbewegungen dienen, von dem Gleichgewichtssystem im Innenohr gesteuert werden.
2. Optokinese: Bewegt sich Großteil der visuellen Umgebung, so dienen die Bewegungen der Optokinese der Aufrechterhaltung eines stabilen Netzhautbildes.
3. Folgebewegungen:Diese Bewegungen dienen zum Fixieren eines bewegten Objektes.

Die zweite klasse ist die Aufrichtung auf Sehobjekte. Diese unterscheidet man zwischen Sakkaden und Fixationen.

Sakkaden sind schnelle ballistische Bewegungen, um das Auge auf ein Blickobjekt zu richten. Sie werden entweder unwillkürlich oder gezielt sein. Eine Besonderheit von Sakkaden ist, dass virtuelle Wahrnehmungsvermögen extrem eingeschränkt sind.

Bei Fixationen befindet sich das Auge in relativer Ruhe zu einem Sehobjekt. Während einer Fixation ermöglicht eine Aufnahme visueller Informationen. Die minimale Fixationsdauer liegt zwischen 50-100ms

Eine ganze kette von Fixationen und Sakkaden bildet so genannte Verfolgungsbewegung. Bei dieser folgt der Blick einem beweglichen Objekt, indem sich Fixationen und Sakkaden abwechseln. Diese Verfolgungsbewegungen bestimmen das menschliche Sehverhalten sehr stark.

Die dritte Klasse sind die Mikrobewegungen des Auges, deren Amplitude sehr kleine aufweisen. Sie treten während der Fixation auf und werden in Drift, Mikrosakkaden und Tremor unterteilt:

1. Item Drift: Auf der Retina befindet sich zwei verschiedene Arten von Lichtempfindlicher Rezeptoren, Stäbchen und Zapfen. Der Drift sorgt dafür, dass ein Bild auf der Netzhaut immer wieder auf neue Stäbchen oder Zapfen fällt, so dass das Bild in der Wahrnehmung nicht verschwinden kann.
2. Item Mikrosakkaden:Mikrosakkaden korrigieren die durch die Drift verursachte Verschiebung und sie können Augen nach regellos vom Fixationsort wegführen.
3. Item Tremor: Tremor haben gleiche Funktion wie Drift, aber noch kleinere Amplitude. Sie werden durch Instabilität der Augenmuskeln verursacht.

Technische Methode zur Messung der Augenbewegungen

Kontaktlinsenmethode

Mit Hilfe von speziellen Kontaktlinsen ist es möglich, sehr genaue Aufzeichnungen der Augenbewegungen zu machen. Die Messung selbst kann auf zwei verschiedenen Wegen erfolgen:

4.1.1. Auf der Kontaktlinse sind Spulen angebracht (Search Coil). Die Bewegungen in einem elektromagnetischen Feld werden erfasst.

4.1.2. Optischen Methode, bei der die Reflektion eines Lichtes durch kleine Spiegel in der Kontaktlinse aufgenommen wird.

Die auf Kontaktlinse basierenden Methoden sind zwar genau, haben jedoch den Nachteil, dass sie für den Träger unkomfortabel sind und können nur ca. 30 Minuten eingesetzt werden können. Die großen Vorteile der Spulen- Methode liegen in der hohen zeitlichen und räumlichen Auflösung.

Elektrookulogramm

Augenbewegungen erzeugen zwischen Hornhaut (Cornea) und Netzhaut (Retina) elektrische Potentialdifferenz von bis zu 20 mV (Milli Volt), wobei die Hornhaut positiv geladen ist. Diese Potentialdifferenz schwankt im Laufe des Tages und hängt auch von Adaptionszustand des Auges und Aufmerksamkeit der Versuchsperson ab. Die Potentialdifferenz ist durch auf der Hautoberfläche angebrachte Elektroden in der Nähe des Augapels messbar.

Corneareflexion Infrarotokumotorische Reflexion (IROR)

Die Corneareflexionsmethode basiert auf die Registrierung von (Infrarot-) Lichtreflexen auf der Hornhautoberfläche. Da diese Methode berührungsfrei ist, ist es besonders für die Registrierung von Augenbewegungen beim Lesen geeignet.

Video-Okulographie

Durch die Stellung von Iris, Sklera und Pupille zur Position des Kopfes kann die Blickrichtung des Menschen im Wesentlichen charakterisiert werden. Grenzflächen und Kanten verbunden mit Merkmalsselektion und einem mathematischen Modell zur Bestimmung des Abbildes im Verhältnis zur Stellung der Pupillen oder Iris erfordern für diese Messmethode einen hohen mathematischen Aufwand. Durch den Einzug der Computer in die Messtechnik und der Bildverarbeitung ist die Video-Okulographie möglich geworden, bei der Bilder des Auges mit Videokamera aufgenommen und die aufgezeichneten Bilder anschließend mit Computern ausgewertet werden.

Eyetracking Systeme

Remote- Systeme

Bei diesem Remote -Systeme wird das Gesicht der Versuchsperson erfasst und rechnergestützt die Position beider Augen und die Reflexionen einer Infrarot- Quelle erfasst.

Head-mounted Systeme

Wie der Name schon beschreibt, wird das Head-mounted System mittels eines Bandes oder Helms am Kopf der Versuchsperson befestigt.

Einsatzgebiete

Eyetracking Technologie kann in unterschiedlichem Bereich zur Anwendung kommen. So etwa bei der Bewertung von Webportalen und Webseiten, Internet-Applikationen, Online Shops, Multimedia, Software, Werbekampagnen, TV, Verpackungen und Produkten zu analysieren.

Die Eyetracking Analyse liefert fundierte Antworten auf die Fragen, welche Elemente (zum Beispiel Navigation, Logo, Slogans, Texte und Bilder) während des Aufenthaltes auf einer Website betrachtet werden, sowie in welcher Reihenfolge und mit welcher Verweildauer sie wahrgenommen werden. Hieraus ergeben sich konkrete Schritte zur Optimierung der Seite.

Im Druck-Bereich kann eine Eyetracking-Analyse von großen Nutzen sein und Aussagen zu Wahrnehmungsreihenfolge und Intensität sowie zur Benutzerfreundlichkeit und der daraus resultierenden Werbwirksamkeit von Werbekampagnen, Katalogen, Zeitungen und Zeitschriften treffen. Da es als Betrachter erscheint, der bestimmt, wie lange er sich mit einer Werbung beschäftigt, welche Elemente und Texte er wahrnimmt und welche er ignoriert, ist ein effektives Layout aller Drucksorten von grundlegenden Bedeutung.

Außer dem Druckbereich kommt Eyetracking auch bei der Analyse von TVWerbespots oder bei der Wirksamkeitsmessung von Outdoor-Werbung zum Einsatz. In letzterem Fall werden den Testpersonen bei der Eyetracking Untersuchung Fotos oder Projektion vorgelegt, die zum Beispiel ein und dieselbe Straße zeigen, die mit Großplakaten gesäumt ist oder auf der Fahrzeuge als Werbträger zirkulieren. Unterschiedliche Versionen davon werden dann auf ihre Auffälligkeit und Wirksamkeit vergleichen.

Vorteile von Eyetracking- Methode

Eyetracking ermöglicht es sowohl Werbefachleuten als auch den Unternehmen, schwerwiegende Fehler bei ihren Marketingaktivitäten zu vermeiden.

Eyetracking kann nachweisen, dass der Bildschirm betrachtet wird. Das heißt, dass es ermittelt werden kann, auf welche Bereiche des Bildschirms z.B. Navigationsleisten, Werbebanner etc. sich die Aufmerksamkeit der Versuchsperson konzentriert.

Eine Analyse der Dauer und Anzahl von Fixationen und Sakkaden ist möglich festzustellen, ob User sich auf dem Bildschirmseite konzentriert z.B. einen Text aufmerksam lesen oder eine Bildschirmseite nur überfliegen

Nachteile von Eyetracking- Methode

Einige, vor allem ältere, Verfahren arbeiten mit am Kopf des Nutzers befestigten Kameras, verlangen eine Fixation der Versuchsperson, oder das Einsetzen von Kontaktlinsen. Ein verstärkter Laboreffekt ist hier nicht auszuschließen.

Der Aufwand, der zur Auswertung der Ergebnisse betrieben werden muss, ist sehr hoch. Dies wirkt sich auch auf die Kosten aus.

Die Methode des Eyetracking ist auf eine auf eine quantitative Funktion beschränkt. Allein die Feststellung der Tatsache, dass jemand auf einer Bildschirmseite zuerst die Kopfzeile anschaut, lässt noch keine qualitativen Rückschlüsse zu.

Eyetracking kann nicht bei allen Menschen mit derselben Erfolgsaussicht eingesetzt werden. Brillen oder Kontaktlinsen beispielsweise können die Erfassung von Daten verfälschen oder unmöglich machen.

Blickverlauf Analyse von Vodafone Homepage

Mit Hilfe der Eye Tracking Technologie ist es möglich, den exakten Blickverlauf der Testpersonen aufzuzeichnen und somit die Reihenfolge der fixierten Punkte zu dokumentieren.

Die blauen Linien zeigen den Weg, den das Auge über das Testmedium zurücklegt. Fixierte Punkte werden in Form von Kreisen dargestellt. Je größer ein Punkt wird, desto länger wurde der entsprechende Punkt fixiert, umso mehr Interesse zeigt also die Testperson für diesen Bereich.

Quellen: Eye-Tracking Methodology: Theory and Practice. London: Springer ( Duchowski, A.T. 2003) Internet: UseIt www.cs.tufts.edu/~jacob/papers/barfield.html www.eyelinkinfo.com/fixed_main.php poynterextra.org/et/toc/frontpg.htm www.e-teaching.org/didaktik/qualitaet/usability www.eyetrax.eu/usability.html www.eyetracking.com www.cs.ucl.ac.uk/staff/J.McCarthy/ www.e-teaching.org