Was ist Eye Tracking und wie funktioniert es?

Die Definition von Eye Tracking

Eye Tracking bezieht sich auf den Prozess der Messung, wohin wir schauen, auch bekannt als unser Blickpunkt. Diese Messungen werden von einem Eye-Tracker durchgeführt, der die Position der Augen und die Bewegungen, die sie machen, aufzeichnet.

Nahes Infrarotlicht wird auf die Mitte der Augen (Pupille) gerichtet und verursacht erkennbare Reflexionen sowohl in der Pupille als auch in der Hornhaut (dem äußersten optischen Element des Auges). Diese Reflexionen – der Vektor zwischen Hornhaut und Pupille – werden von einer Infrarotkamera verfolgt. Dies ist die optische Verfolgung von Hornhautreflexionen, die als Pupillenzentrum-Corneal-Reflexion (PCCR) bezeichnet wird.

Eine Infrarotlichtquelle (und damit eine Erfassungsmethode) ist erforderlich, da die Genauigkeit der Blickrichtungsmessung von einer klaren Abgrenzung (und Erfassung) der Pupille sowie der Erfassung der Hornhautreflexion abhängt. Normale Lichtquellen (mit gewöhnlichen Kameras) sind nicht in der Lage, so viel Kontrast zu liefern, was bedeutet, dass ein angemessenes Maß an Genauigkeit ohne Infrarotlicht viel schwieriger zu erreichen ist.

Die Mitte des Auges (Pupillenmitte) wird im Verhältnis zur Position der Hornhautreflexion verfolgt. Der relative Abstand zwischen den beiden Bereichen ermöglicht die Berechnung der Blickrichtung.

Licht aus dem sichtbaren Spektrum erzeugt wahrscheinlich eine unkontrollierte Spiegelung, während Infrarotlicht eine genaue Unterscheidung zwischen Pupille und Iris ermöglicht – während das Licht direkt in die Pupille eintritt, „prallt“ es an der Iris ab. Da Infrarotlicht für den Menschen nicht sichtbar ist, stört es auch nicht bei der Verfolgung der Augen.

Der relative Unterschied in der Lage des Pupillenzentrums und der Hornhautreflexion ermöglicht Rückschlüsse auf die Blickrichtung.

2 Arten des Eye Tracking: Bildschirmgestütztes Eye Tracking und Eye Tracking Brillen

Während es viele verschiedene Eye Tracker gibt, gibt es zwei Haupttypen: Bildschirmgestützte und Brillen. Sie werden in einer Vielzahl von Bereichen und Forschungsgebieten eingesetzt, aber die Art und Weise, wie sie verwendet werden und die Daten, die sie als Ergebnis liefern, können sich unterscheiden.

Werfen wir einen Blick auf die wichtigsten Merkmale der beiden Typen:

Bildschirmbasierte Eyetracker

• Bildschirmbasierte Eyetracker (die auch als Desktop-, stationäre oder Remote-Geräte bezeichnet werden)

Bildschirmbasierte Geräte erfordern, dass die Probanden vor einem Monitor sitzen und mit bildschirmbasierten Inhalten interagieren. Obwohl diese Geräte die Augen nur innerhalb bestimmter Grenzen verfolgen (die so genannte Headbox), ist die Bewegungsfreiheit immer noch so groß, dass die Befragten relativ uneingeschränkt sind (zumindest in Bezug auf einen normalen Bewegungsumfang beim Betrachten von bildschirmbasierten Reizen).

Eye-Tracking-Brillen

• Eye-Tracking-Brillen (die auch unter dem Begriff Head-Mounted bekannt sind)

Wie der Name schon sagt, werden die mobilen Geräte in der Nähe der Augen angebracht (in der Regel auf Brillengestellen) und erlauben den Befragten, sich frei zu bewegen. Dies ist ein eindeutiger Vorteil, wenn Ihr Studiendesign die Durchführung von Aufgaben in einer natürlichen Umgebung erfordert. Der Nachteil ist, dass die Brille während der Aufzeichnung verrutschen könnte, wenn sich die Probanden viel bewegen (z. B. beim Sport).

Wann sollte man sich für eine bildschirmbasierte Eye-Tracking-Brille entscheiden

Eye-Tracking-Geräte werden ständig produziert und auf den Markt gebracht. Inmitten all der Herstellerangaben kann es ziemlich schwierig sein, den Überblick zu behalten und zu beurteilen, welcher Eye-Tracker für Ihr Forschungsvorhaben der richtige ist.

Welches Aufzeichnungsgerät sollten Sie wählen? Beginnen Sie mit dem Offensichtlichen:

• Werden Ihre Probanden während der Sitzung vor einem Computer sitzen? Entscheiden Sie sich für einen bildschirmbasierten Eyetracker.
• Müssen sich Ihre Probanden in einer natürlichen Umgebung oder in der virtuellen Realität frei bewegen? Entscheiden Sie sich für ein kopfgestütztes System, das Kopf- und Körperbewegungen zulässt.

Sieh dich um: Welches ist der beste Eye-Tracker für Ihre Forschung?

Wenn Sie geklärt haben, welche Art von Tracking-System zu Ihrem Studiendesign passt, ist es an der Zeit, das Kleingedruckte zu lesen. Denken Sie vor dem Kauf über die folgenden Schlüsselfragen nach, die über Erfolg oder Misserfolg Ihrer Forschung entscheiden können:

Schlüsselfragen für die Eye-Tracking-Forschung

Augenbewegungskamera

• Welche Kamera ist in den Eye-Tracker integriert? Vermeiden Sie Eyetracker, die gewöhnliche Webcams mit geringer Auflösung integrieren und kein Infrarotlicht verwenden.

Auch wenn sie günstig erscheinen und die ideale Lösung für kleinere Budgets sind, wird das Fehlen einer kontrollierten Lichtquelle zusammen mit einer eher schwachen Kameraleistung die Datenqualität praktisch unbrauchbar machen.

Unser Rat: Wenn es um Eyetracker geht, lohnt es sich auf jeden Fall, etwas mehr Geld auszugeben, wenn Sie hochwertige Ergebnisse anstreben (was Sie auch tun sollten).

Integrierte vs. eigenständige Eyetracker

• Ist die Eyetracking-Hardware in den Monitorrahmen integriert? Eigenständige Eyetracker sind flexibler und oft billiger, aber integrierte Hardware kann besonders hohe Anforderungen erfüllen.

Abtastrate

• Wie oft pro Sekunde misst der Eyetracker die Augenposition? Der typische Wert liegt zwischen 30 und 60 Hz, während Geräte für die Forschung oft zwischen 120 und 1000 Hz abtasten (dies hängt natürlich von der jeweiligen Forschungsfrage ab).

Erfassungsrate

• Wie schnell erfasst der Eyetracker die Augenposition, nachdem die Augen für einen Moment außer Sichtweite waren (z. B. während des Blinzelns)?

Messgenauigkeit:

• Wie genau (gemessen in Grad) misst der Eyetracker die Blickrichtung? Während preiswertere Geräte bei etwa 1,0 Grad beginnen, messen High-End-Tracker bis zu 0,1 Grad (oder weniger).

Für welche Zwecke kann Eye Tracking eingesetzt werden?

Eye Tracking wird in einer Reihe verschiedener Forschungsbereiche und auch für verschiedene Anwendungen im kommerziellen Bereich eingesetzt.

Die Gewinnung detaillierter Informationen darüber, wohin eine Person oder eine Gruppe von Personen schaut, ist in einer Reihe von Kontexten nützlich, von der psychologischen Forschung über die medizinische Diagnose bis hin zu Neuromarketing-Anwendungen und darüber hinaus.

Eye Tracking in der Psychologie

Zu verstehen, wann und wie Menschen schauen, ist wichtig, um zu verstehen, wie die Aufmerksamkeit verteilt wird. Eye Tracking wird häufig in psychologischen Tests wie dem IAT (impliziter Assoziationstest), dem Stroop-Test und der Iowa Gambling Task sowie in Blickkontingenzparadigmen eingesetzt.

Eye Tracking im Gesundheitswesen

Die Verfolgung des Blicks einer Person kann auch im medizinischen Bereich wichtig sein. Studien haben die potenzielle Vorhersagekraft der Blickverfolgung bei der Diagnose von Autismus und anderen neurologischen Störungen gezeigt. In Zukunft könnten die Daten der Blickverfolgung für eine optimale Patientenversorgung im Gesundheitswesen eingesetzt werden.

Blickverfolgung im Neuromarketing

Das Verfolgen von Blickmustern beim Einkaufen ist seit vielen Jahren ein wachsendes Thema im Neuromarketing. Zu sehen, worauf Menschen achten oder was sie ignorieren, kann entscheidend sein für die Umsetzung eines optimalen Verpackungsdesigns, Ladenlayouts und Point-of-Sale-Displays.

Eye-Tracking-Daten können auch wertvolle Einblicke in die Blickmuster Ihrer Website-Besucher liefern – wie lange brauchen sie, um ein bestimmtes Produkt auf Ihrer Website zu finden, welche visuellen Informationen ignorieren sie (obwohl sie darauf reagieren sollen)? Wohin schauen Ihre Website-Besucher? Was sehen sie sich an und wie viel Zeit verbringen sie damit?

Sieh dir das an: How Eye Tracking Technology Is Changing The World

Was kann Eye Tracking über das menschliche Verhalten aufdecken

Zusammengefasst kann Eye Tracking aufdecken:

• Was Menschen auf einem Bildschirm oder in der realen Welt betrachten

• Wann die Aufmerksamkeit auf bestimmte visuelle Elemente gerichtet wird

• Wie lange jede Fixierung dauert für

• Die Reihenfolge, in der visuelle Elemente fixiert werden

• Wenn der Blick einer Person zu einem visuellen Element zurückkehrt, das zuvor betrachtet wurde

Was fehlt- Was Eye Tracking nicht aufdecken kann

Eye Tracking kann jedoch nicht allein aufdecken:

• Warum eine Person auf ein bestimmtes visuelles Element geschaut hat

• Wie sie sich beim Betrachten einer visuellen Szene gefühlt hat

Mit der Entwicklung der Computertechnologie ist Eye Tracking zu einem nicht-intrusiven, erschwinglichen und einfach zu bedienenden Werkzeug in der menschlichen Verhaltensforschung geworden, das die Messung der visuellen Aufmerksamkeit ermöglicht, da es objektiv überwacht, wo, wann und worauf Menschen schauen.

Angesichts der einfachen Anwendung und Messung ist es kein Wunder, dass die Eye-Tracking-Technologie in einer schnell wachsenden Vielfalt von akademischen und kommerziellen Disziplinen immer beliebter wird, weit über die oben genannten Themen hinaus.

Eye-Tracking-Metriken und Begriffe

Eye-Tracking ermöglicht es, die visuelle Aufmerksamkeit zu quantifizieren, da es objektiv überwacht, wohin, wann und wohin Menschen schauen. In der Eye-Tracking-Forschung wird eine Vielzahl verschiedener Metriken verwendet, aber einige der gebräuchlichsten werden im Folgenden im Überblick dargestellt.

Blickpunkte

• Blickpunkte: Sicherlich die bekannteste Metrik in der Eye-Tracking-Literatur. Blickpunkte stellen die grundlegende Maßeinheit dar – ein Blickpunkt entspricht einem vom Eye-Tracker erfassten Rohmuster.

Fixierungen

• Fixierungen: Wenn ein Blickpunkt für eine bestimmte Dauer beibehalten wird, wird er zu einer Fixation, einem Zeitraum, in dem unsere Augen auf ein bestimmtes Objekt fixiert sind.

Areas of interest (AOI)

• Areas of interest (AOI): Um die Analyse auf bestimmte Regionen auf dem Stimulus zu konzentrieren, kann ein AOI definiert werden – dies ist eine Region, die dann bei Bedarf mit anderen AOIs verglichen werden kann.

Heatmaps

• Heatmaps: Eine Heatmap ist eine Visualisierung von Fixationspositionen im Zeitverlauf als Overlay auf einem bestimmten Stimulus. Diese können aggregiert werden, um zwischen Gruppen oder Teilnehmern zu vergleichen.

Fixationssequenzen

• Fixationssequenzen: Anhand der Reihenfolge und der Richtung, in der die Fixationen erfolgen, lässt sich erkennen, was die Aufmerksamkeit eines Teilnehmers zuerst erregt hat und auf welche Weise der Stimulus betrachtet wurde.

Zeit bis zur ersten Fixation (TTFF)

• Zeit bis zur ersten Fixation (TTFF): Ähnlich wie oben liefert die Zeit zwischen dem Einsetzen des Reizes und dem Betrachten einer bestimmten Region Informationen darüber, wann eine bestimmte AOI zum ersten Mal gesehen wird. Dies kann aufschlussreich sein, um zu beurteilen, was in einer visuellen Szene beachtet wird (und was nicht).

Während diese Eye-Tracking-Metriken üblicherweise verwendet werden, um die visuelle Aufmerksamkeit zu verfolgen, ist es auch möglich, die Pupillometrie (ein Maß für die Pupillengröße) als Stellvertreter für physiologische Erregung zu verwenden, die über die reine Aufmerksamkeit hinausgeht. Andere Messgrößen, die möglicherweise weitere Informationen über den Teilnehmer liefern können, sind der Abstand zum Bildschirm, die Augenvergenz und das Blinzeln.

Dieser Artikel wurde ursprünglich im Januar 2016 veröffentlicht. Zuletzt aktualisiert im April 2019.