Разумевање праћења очију и како оно може да функционише за вас: дефиниције, метрике и апликације

Праћење очију је кључна технологија која нам помаже да разумемо људско понашање и основне процесе размишљања. Његове примене су неограничене, како у истраживању тако иу комерцијалној употреби.

Све у свему, технологија праћења очију и погледа пружа непроцењив увид и могућности. Да бисмо открили његову сложеност, хајде да истражимо основна питања оф шта је праћење очију, како то ради, и које су његове примене.

Шта је праћење очију?

Eye tracking enables мерење покрета очију, положаја очију и тачака погледа through various technological processes. Другим речима, праћење очију идентификује и прати нечију особу визуелна пажња у смислу локације, објеката и трајања.

Технологија праћења очију често се помиње у вези са:

  • Мерење шаблона трептања
  • Идентификација онога што субјект игнорише/не гледа
  • Процена реакције зенице када су представљени визуелним/емоционалним стимулансима
  • Олакшавање интеракције човека и рачунара и Машинско учење.

Основе праћења очију и погледа

Премиса на којој је заснована технологија за праћење очију је:

Људи комуницирају путем контакта очима. Преношењем тог атрибута на рачунаре, они ће моћи да функционишу на начин који је више људски. Click To Tweet

Да би то урадили, психолози су детаљно проучавали физиологију и анатомију ока и когнитивне операције повезане са визуелним системом.

Анатомицал Аспецтс

Мозак обрађује слике кроз ћелије које осећају светлост у мрежњачи. Ове ћелије штапића и конусне ћелије детектују светлост која улази кроз зеницу и шаљу визуелне податке у мозак.

Иако у мрежњачи има много мање конусних ћелија него штапићастих ћелија, прве дозвољавају људима да видите у високој резолуцији и пуној боји.

Eye Anatomy

Извор: особље Блаусен.цом (2014). “Медицинска галерија Блаусен Медицал 2014“. ВикиЈоурнал оф Медицине 1 (2). ДОИ:10.15347/вјм/2014.010. ИССН 2002-4436.

Конусне ћелије су унутра фовеа, центар видног поља. Фовеа је област са највећом оштрином вида у оку, али је значајно мала. Изван области фовеалног вида налази се периферни регион, где се јасноћа значајно смањује.

Као резултат, да би се обрадиле детаљне визуелне информације од интереса, око мора да се креће.

Компромис централног вида високе резолуције и периферног вида ниске резолуције је оно што омогућава технологију праћења очију, за почетак.

Покрети очију

Око изводи бројне покрете, као што су вергенција или торзиони. Међутим, најрелевантније мерене путем праћења очију су фиксације, сакадама, и глатка потера.

Фиксације настају када око престане да прикупи визуелне податке. Иако је трајање једног веома променљиво, што је фиксација дужа, то се више визуелних информација обрађује.

Сакаде су брзи „скокови“ које око изводи између фиксација у статичком окружењу. Око се креће од једног до другог предмета од интереса са циљем стицања нових визуелних података у високој резолуцији.

Због екстремне брзине сакада, вид је потиснут. Дакле, они нису толико значајни у праћењу погледа као фиксације. Ипак, они откривају информације о току фиксација и визуелне пажње.

Глатка потера is the eye movement that takes place when looking at an object in motion and following it. As visual intake is possible during smooth pursuit, the movement is relevant for tracking eye movements. 

Пупил Сизе

Поред тога, праћење погледа засновано на видео записима омогућава мерење и анализу величине зенице. Да бисте добили тачне податке о праћењу зеница, околина мора бити ригорозно контролисана.

Неадекватни услови испитивања, проширење зенице се може посматрати и пратити као резултат:

  • Јаки емоционални стимуланси
  • Акутна пажња
  • Осветљење
  • Оптерећење радне меморије

Визуелна пажња

Most importantly, visual eye tracking олакшава проучавање визуелне пажње.

Због ограничене природе ресурса за обраду слике, мозак селективно бира релевантне визуелне информације на основу:

  • Интерес – свесна или несвесна одлука да се погледа предмет
  • Животна средина – елементи детектовани периферним видом

У академској заједници, испитивање визуелне пажње доводи до разумевања механизама пажње уопште. Она баца светло на когнитивну обраду која се одвија током извршавања датог задатка.

Из истог разлога, праћење очију и анализа пажње су вредни иу домену комерцијалних операција.

Да ли се праћење очију користи за квалитативна или квантитативна истраживања?

У контексту истраживачких метода, праћење очију се користи и за квалитативна и за квантитативна истраживања.

Квалитативно истраживање

Квантитативно истраживање

Тумачење понашања Зависна варијабла
Употребљивост (УКС/УИ) А/Б тестирање
Ретроспективни интервјуи Мерење стимулуса 

Стандардно у односу на 3Д праћење очију

While standard limitations of eye tracking face a series of limitations, 3D eye tracking for depth sensors solves the challenges with the following solutions:

  • Широк спектар
  • Праћење више особа
  • 3Д линија вида
  • Нема калибрације
  • Software only (if eye tracking device integrates 3D camera)

У време писања овог дела, 1ТП5Т је једина компанија на свету која јавно нуди комерцијално решење за праћење очију за 3Д камере.

1ТП5Т'с софтвер за кодирање 3Д погледа у реалном времену 1ТП9Т нуди једноставно решење за добијање квантитативних и квалитативних података о праћењу очију. Откријте овде како то може да помогне вашим пословним, индустријским или истраживачким подухватима – газесенсе.цом.

Како функционише праћење очију?

Праћење очију функционише тако што прати положај и покрете очију ненаметљиво. Извор невидљиве инфрацрвене или инфрацрвене светлости осветљава зеницу. Тако се ствара рефлексија на рожњачи. Инфрацрвена камера ће затим снимити тај одраз, ограничити центар зенице, закључити ротацију очију и одредити правац погледа.

In terms of PCCR eye tracking, Pupil Center Corneal Reflection (PCCR) is the formal term for the main method eye tracking uses, in which the pupil and corneal reflections are optically monitored.

Положај очију, тачка погледа и покрети очију се израчунавају помоћу напредних математичких алгоритама.

Након тога, снимљене информације постају сирови подаци које софтвер за праћење очију накнадно обрађује. 

How Do Eye Trackers Work With Calibration

Да би постигао прецизност и тачност у праћењу ока, корисник треба да узме недостатак поравнања између оптичке и визуелне осе у обзир. Док је оптичка оса видљиво мерљива, локација фовее је удаљена за неколико степени.

Visual And Optic Axes

Извор: Дорландов медицински речник за здравствене потрошаче. (2007).

Ово захтева исправка (калибрација) како би се осигурало да се положаји зенице и погледа поравнају.

Пре почетка експеримента, систем се калибрише праћењем положаја зеница за једну или више унапред дефинисаних тачака.

Подаци

Након израчунавања тачке погледа, необрађени подаци се појављују у облику КСИ координата. Координата КСИ означава где учесник гледа на екрану. Затим, праћење погледа даје координате у складу са његовом брзином кадрова.

Софтверски алати се обично користе за праћење ока и обраду података, односно идентификацију фиксација и сакада. Фиксације се често приказују као тачке са величинама које одговарају трајању покрета. Сакаде су линије које повезују фиксационе тачке. 

Ове радње могу помоћи у чишћењу необрађених података пре генерисања визуелних приказа:

  • Смањите густину буке
  • Побољшајте прецизност
  • Примените алгоритам класификације покрета очију

метрике и визуелизације за податке праћења очију Анализа

Од статичних до анимираних приказа, коришћење праћења ока и погледа разне метрике и визуелизације за преглед прикупљене податке.

Фиксације

Заједно са сакадама, фиксације стварају а сцанпатх, тј. путања коју прате очи субјекта. Поред тога, праћење очију омогућава мерење:

  • Време до прве фиксације (ТТФФ) – време између почетка стимулуса и фиксације унутар области од интереса (АОИ). Ово пружа увид у визуелну пажњу.
  • Трајање прве фиксације – укупно време прве фиксације
  • Број фиксација – колико се фиксација догодило унутар АОИ
  • Просечно трајање фиксације – што је дуже просечно трајање фиксације, АОИ је привлачнији за испитаника
  • Секвенце фиксације – састоји се од места фиксирања и времена фиксације

Тачке погледа & стрлотс

Вхидок тачка погледа открива где испитаник гледа, дијаграм погледа олакшава визуелизацију путање скенирања. Графичке стазе осликавају хронолошки редослед у коме су фиксације и сакада изведене.

Агрегирани прикази погледа се користе за процену путања скенирања више испитаника да би се на крају идентификовали обрасци понашања.

Области интересовања (АОИ)

За процену различитих метрика фиксације, области од интереса (АОИ) се користе за одабир специфичних региона у сцени.

Dim Eye Tracking Area Of Interest
Пригушено светло – окружење у аутомобилу
Bright Eye Tracking Area Of Interest
Јака светлост – канцеларијско окружење

За разграничење, АОИ су нацртани на слици, око елемената одабраних за поређење.

  • Ратио – број учесника који су се фиксирали на АОИ
  • Двелл тиме – колико је времена утрошено на гледање АОИ, односно, трајање посматрања
  • Број посматрања – колико пута је учесник поново посетио АОИ

Топлотне карте

Као алат за визуелизацију, топлотна мапа илуструје како се фиксације и тачке погледа дистрибуирају. Зелени, жути и црвени тонови се користе да покажу густину тачака погледа у одређеним деловима АОИ.

Eye Tracking Heat Map Light
Узорак топлотне карте беле позадине
Eye Tracking Heat Map Dark Background
Узорак топлотне карте црне позадине

Праћење очију и топлотне карте раде на принципу да више фиксација се одвија у одређеном подручју, то ће регион бити црвенији.

Мапе фокуса/прозирности

Мапа непрозирности, алтако позната као фокусна мапа, приказује исте информације као топлотна мапа, али на другачији начин.

Уместо да покрије области које су добиле највише визПажња, мапа фокуса/прозирности их јасно истиче. Заузврат, подручја са најмање фиксација су затамњена.

Мере

Стандардна јединица мере у праћењу ока су тачке погледа:

1 тачка погледа = 1 сирови узорак за праћење ока

Нпр: брзина узорковања од 60 Хз = 60 одвојених тачака погледа/секунди (1 тачка погледа/16,7 милисекунди)

Уређај за праћење очију потрошача има брзину узорковања која може да варира од 30 до 60 Хз. Јединице намењене истраживању могу пратити на око 120 Хз до 1000 Хз (а неке чак и до око 2000 Хз).

Просеци брзине кретања очију и фреквенције су:

  • Фиксација
    • Од 100 до преко 600 милисекунди
    • Уобичајено трајање: 100-300 милисекунди
    • Типична фреквенција: око 3 Хз
  • Саццаде
    • Од 20 до 120 милисекунди
    • Уобичајено трајање: 20-40 милисекунди
    • До 600-700 степени у секунди
    • Типична фреквенција: 4 пута у секунди при брзини од око 4 Хз
  • Смоотх гоњење – до 30 степени/секунди

Хардвер и софтвер: Алати за праћење погледа

Праћењу очију и погледом потребан је уређај за хватање информација и систем за њихово праћење и обраду, тј. хардвер и софтвер.

Шта је софтвер за праћење очију?

Иако се карактеристике разликују од бренда до бренда, обично постоје два типа софтвера који се морају користити у стандардном процесу праћења очију:

  • Софтвер за прибављање и евидентирање података
  • Софтвер за обраду и анализу података

Штавише, у зависности од програмера, можда ће бити потребан наменски софтвер за:

  • Различити типови мерача за праћење очију (нпр. наочаре у односу на екране)
  • Специфичан еие трацкер
  • Различити стимуланси (нпр. статични наспрам динамичких)

Међутим, постоји неколико интегрисаних софтверских решења доступних и за прикупљање и анализу података.

Без обзира на одабрани софтвер, неке кључне карактеристике узети у обзир су:

  • Прецизност
  • Време калибрације
  • Оптимална удаљеност
  • Латентност
  • Узорковања
  • Углови праћења
  • Опсег покрета главе
  • Време опоравка

Праћење очију без наочара: Како функционише 3Д праћење погледа на 1ТП5Т?

Користи се најсавременије софтверско решење за праћење очију које обезбеђује 1ТП5Т камере са сензором дубине за олакшавање интеракције човека и машине у 3Д.

1ТП9Т бележи 3Д објекте од интереса и даје податке у реалном времену за истовремене студије са више особа. Као резултат тога, пружа информације о пажњи, намери, интересовању и ангажовању.

Без потребе за наочарима или других носивих уређаја за праћење, награђивани софтвер ради са различитим потрошачким и прилагођеним уређајима са технологијом сензора дубине. Од паметни телефони до развојни комплети, лаптоп рачунари или периферне уређаје за игре, 1ТП9Т је компатибилан са стереоскопским, структурираним светлом и ТоФ камерама, као и са прилагођеним 3Д сензорима.

Софтвер за праћење 3Д погледа има апликације у многим областима, као што су аутомобилска индустрија, роботика, потрошачки уређаји, игре, малопродаја и оглашавање.

Да бисте сазнали како 1ТП9Т може да оптимизује ваше комерцијалне или академске напоре кроз мултимодалну интеракцију човека и машине, контактирајте нашег стручњака за успех клијената.

Хардвер: Шта је Еие Трацкер?

У основи, стандардно 2Д праћење очију захтева уређај за мерење активности, познат као очни трагач.

Данас су и еие трацкери даљински (засновано на екрану) или мобилни/носиви (уређаји на глави, као што су наочаре или слушалице за виртуелну стварност).

Даљински: уређаји засновани на екрану

Приликом праћења активности очију на даљину у а контролисано окружење, обично се користе уређаји засновани на екрану.

Учесник седи испред компјутерског монитора или лаптопа, који има плочу или самосталну јединицу монтирану испод или на други начин близу екрана. Затим се учеснику презентују мултимедијални стимуланси – попут фотографија, веб локација, видео записа или игрица – за покретање, снимање и анализу покрета очију.

Све у свему, уређаји за праћење очију засновани на екрану пружају визуелни увид у пажњу за програмере или истраживаче прикупљањем висококвалитетних информација у вези са очима у статичном тестном окружењу.

Мобилни: наочаре за праћење очију и ВР слушалице

Носиви уређаји за праћење очију препоручују се за проучавање понашања у сценарији из стварног света. Они дозвољавају кретање изван ограничења „кутије за главу“ која намећу стационарни уређаји за праћење очију.

Очни уређаји за праћење на глави могу мерити покрете очију изблиза. Без обзира на то, мобилни уређаји за праћење попут наочара могу постати нестабилни у одређеним условима тестирања, као што су учесници који се баве спортом.

У ВР апликацијама, праћење очију може омогућити испитанику да контролишете функције једноставним гледањем у одређено виртуелно дугме

ВР слушалице са праћењем погледа могу се користити за:

  • Стручно усавршавање у индустријским областима
  • Интерактивна забава
  • Тестирање визуелне пажње у малопродаји и још много тога.

Eye Tracking Virtual Reality Experience

Све у свему, ако експериментима треба да реагују учесници природно, динамично окружење, уређаји за праћење очију који се могу носити су најбоље решење.

Праћење очију наспрам праћења главе

Разлика између праћења очију и праћења главе је једноставна.

Док оба процеса укључују праћење положаја и покрета, први прати само очи, док други бележи само активност главе.

Када се комбинују, ове две технологије пружају још вредније податке и стварају богато корисничко искуство у апликацијама као што су игре.

Истраживање и примене: Како функционише праћење очију у стварним ситуацијама?

Технички гледано, скоро сваки сценарио са визуелним елементима може имати користи од праћења очију и погледа. Click To Tweet

До сада је технологија коришћена за огроман напредак у когнитивним наукама, неуромаркетингу, вештачкој интелигенцији, безбедности на радном месту и многим другим истраживачким и пословним областима од интереса.

Праћење очију Поља употребе: за шта се користи?

Као што је предвиђено, праћење очију је већ револуционисало начин људи комуницирају са уређајима и обрнуто.

Ипак, још увек морамо да развијемо технологију за праћење очију како би сваки стандардни потрошачки уређај био опремљен њом. До тада, наставља да помаже академицима, програмерима и оглашивачима да стекну неупоредив увид у свесно и подсвесно људско понашање.

Истраживања

Као што је већ поменуто, праћење очију има значајан допринос и квалитативном и квантитативном истраживању. У академском контексту, технологија се може користити као алат за:

  • Студија визуелног понашања
  • Евалуација механизама пажње
  • Мерење одговора визуелних стимуланса
  • Увид у обрасце учења
  • Поређење понашања групе

Аутомотиве

Праћење очију игра главну улогу у безбедност у аутомобилској индустрији. Технологија може помоћи да се открије да ли је возач поспан или расејан и да спречи саобраћајне несреће.

Са 3Д праћењем очију, возач се надгледа и помаже му кроз интеракцију подржану погледом. Click To Tweet

Уграђивањем технологије у паметне контролне табле, функције као што су ХУД-ови са проширеном реалношћу и виртуелни копилот постају централни део искуства у вожњи.

Психологија

У оквиру области психологије, праћење погледа омогућава проучавање когнитивних процеса. Примери укључују памћење, решавање проблема, језик, доношење одлука, перцепцију и пажњу уопште.

Неуросциенце користи праћење очију за проучавање и рано откривање болести као што су Паркинсонова, шизофренија, Алцхајмерова болест или аутизам. На пример, технологија је помогла истраживачима демонстрирати препознавање и разумевање сложених емоција код одраслих са АСД.

Неуромаркетинг и оглашавање

Како технологија праћења очију олакшава проучавање визуелне пажње, постала је корисна алатка за неуро трговце и оглашиваче на ширем нивоу.

У оба онлајн и офлајн апликације, праћење погледа помаже у одређивању за шта су купци природно највише заинтересовани и оно што би могли потпуно занемарити.

Штавише, неуро трговци сада користе праћење ока и кодирање лица за мерење емоција када су изложени мултимедијалним стимулансима.

Видео игре и забава

Рендеровање у облику удубљења, графика у омотачу и проширена контрола погледа су све најсавременије карактеристике у индустрији игара које су могуће кроз праћење очију.

Корисник може да истражује окружење кроз свој поглед и да комуницира са различитим елементима игре само гледајући их.

Слично, већ неколико година појединци могу да контролишу телевизоре на основу истих принципа.

Приступачност

Кроз праћење очију, особе са инвалидитетом могу да контролишу рачунаре и мобилне уређаје и чак стварају дигиталну уметност. Појединци који не могу да се крећу или говоре могу да комуницирају са машинама кроз покрете очију.

Технологија је знатно побољшала приступачност и оснажила кориснике са инвалидитетом да обављају различите задатке у вези са рачунаром.

Малопродаја

Професионалци у малопродаји такође могу да користе праћење очију за генерисање аналитике пажње на полици. Другим речима, технологија праћења погледа пружа увид у понашање купаца и процес одлуке о куповини. Click To Tweet

Као резултат тога, трговци на мало могу да направе значајна побољшања у погледу дизајна излагања, продавнице и паковања, као и изгледа и дистрибуције.

Које су предности и мане праћења очију?

Без сумње, предности технологије за праћење очију су обилне.

Предности

  • Напредак у областима попут вештачке интелигенције, друштвених наука и здравства
  • Помоћна технологија за особе са ограниченом покретљивошћу
  • Побољшања корисничког интерфејса и искуства
  • Обезбеђивање безбедности у опасним радним срединама
  • Резултати истраживања тржишта високог квалитета
  • Изванредан увид у људски ум и тело, када се користи са више биосензора као што су:
    • ФЕА (Анализа израза лица)
    • ЕКГ (електрокардиограм)
    • ЕЕГ (електроенцефалограм)
    • ЕДА (електродермална активност)
    • ЕМГ (електромиограф)

Како је праћење очију и даље технологија у развоју, остаје мноштво изазова којима треба приступити.

Потешкоће

  • Хавторнов ефекат – особа мења своје понашање знајући да је под посматрањем (нпр. истраживачка студија у окружењу за тестирање)
  • Тумачење (нпр. већи или мањи број фиксација може дати различите закључке на основу контекста)
  • Жмирење – метода рефлексије рожњаче у центру зенице (ПЦЦР) није ефикасна када учесник жмири
  • Проблем са Мидас додиром у интерфејсима контролисаним погледом – када корисник ненамерно покрене нежељену радњу
  • Лакша калибрација за стандардно праћење очију

Најбоље праксе и етика

Спровођење праћења очију студије и експерименте имају криву учења. 

Само неке од процедура и етичких разматрања које треба унапред узети у обзир су:

  • Информишите сваког учесника о сврси, процедурама, потенцијалним ризицима (ако их има) и предностима експеримента
  • Осигурајте да сваки учесник пружи своје пуна сагласност да учествује у студији
  • Prepare an effective test environment – balanced light, removal of distractions, adjusting eye tracking equipment
  • Train the participants to be familiar with the eye tracking equipment and procedures

Да ли је праћење очију вредно истраживања?

Апсолутно.

Од свог почетног развоја, технологија праћења очију је утрла пут монументалном напретку у безбројним областима.

Индустрија праћења погледа предвиђа континуирани раст у наредним годинама помажући: 

  • Р&Д инжењери пронађите решења у стварном свету са најсавременијом технологијом
  • Иновациони лидери имплементирати креативна, најсавременија решења
  • Девелоперс изградити ефикасније системе за решавање тренутних и непосредних изазова  
  • Маркетерс креирајте ПОЦ и побољшајте корисничко искуство
  • Професори и истраживачи пробити нови терен и утрти пут ка бољем свету
  • Неуросциентистс стекну увид без преседана у озбиљне когнитивне поремећаје
  • Студенти доприносе развоју технологије будућности

Биће нам драго да вам помогнемо да испробате 3Д кодирање погледа у реалном времену помоћу нашег софтвера. Обратите се 1ТП5Т тиму директном поруком.