В наше время бурного развития IT и появления множества интереснейших гаджетов, многие слышали о такой штуке, как eye-tracker (это такой прибор, который определяет куда люди смотрят) и даже видели разного рода «тепловые карты» и аналитику, построенные «на основе данных eye-tracker’а». Но при этом очень немногие задумываются над тем, что же именно этот прибор измеряет…

Очень наглядно это было видно во время дискуссии, развернувшейся вокруг моей с кучей иллюстраций о разнице в восприятии сайтов. Все очень бурно обсуждали достоинства и недостатки разных видов дизайна; как можно интерпретировать приведенные мной карты; достаточно ли использовать 5 респондентов или надо 10; нужны ли вообще подобные тесты… Но никто не поинтересовался, какие именно данные отображены на приведенных мной «картах внимания»!

Итак, давайте для начала определимся с тем, какие данные eye-tracker выдает, а потом поговорим об их полезности в реальной жизни.

Начнем, собственно, с самого прибора. В отличие от представляющихся многим электродов и шлемов, современный eye-tracker выглядит почти как обычный монитор, в который вмонтированы несколько камер и инфракрасные лампочки.

Во время работы камеры непрерывно снимают ваше лицо, выделяют на кадрах глаза и методом триангуляции определяют положение каждого глаза в пространстве относительно eye-trackera. Кроме того, по взаимному расположению центра зрачка и бликов от ИК подсветки определяется направление взгляда (для каждого глаза). Ну а так как глаза у разных людей несколько различаются, то для того, чтобы это направление определялось точно, перед началом тестирования проводится калибровка: eye-tracker показывает вам движущийся шарик, вы за ним следите взглядом, а приборчик рассчитывает всяческие коэффициенты, которые надо использовать при работе именно с вами. И, наконец, зная положение глаза относительно экрана и направление взгляда, рассчитывается та точка экрана, на которую в данный момент вы смотрите.

Таким образом, несколько десятков раз в секунду eye-tracker записывает данные об испытуемом – расположение каждого глаза, координаты взгляда каждого глаза, качество измерений, результирующую координату взгляда (в идеале они должны совпадать и чем ближе точки взгляда каждого глаза – тем более достоверным является измерение), временнУю метку и некоторые другие параметры. Одновременно с этим записывается и ход теста – что именно показано на экране и какие действия проводил испытуемый: нажимал на клавиши, двигал мышку и т.п. Оба этих потока данных синхронизируются по времени.

Одновременно с записью всего этого дела, происходит вычисление взглядов. Еще в 19-м веке стало известно, что взгляд человека движется не непрерывно, а рывками, перемещаясь от одной точки к другой. Быстрые движения взгляда называется саккадами (succade), а точки, на которых взгляд останавливается – точками фиксации или просто фиксациями (fixation). В русском языке чаще всего под «взглядом» (в контексте eye-tracking"а) понимаются именно фиксации.

Во время записи eye-tracker следит за координатами вашего взгляда (напомню, что это происходит несколько десятков раз в секунду) и, если они остаются неизменными, суммирует время. При превышении некоторого порогового значения – обычно 100 миллисекунд – прибор отмечает фиксацию. Координаты взгляда, правда, тоже не совсем неизменны: они могут «дрожать», например, из-за ошибок округления (мы же в пикселы пересчитываем), из-за движений испытуемого или из-за моргания. Поэтому берется еще некий пороговый радиус (обычно 30 или 50 пикселов) и, если координаты остаются внутри заданного круга, то фиксация продолжается, а если выходят – начинается отсчет новой фиксации.

В процессе тестирования оператор имеет возможность наблюдать за его ходом – на втором мониторе в реальном времени отображаются материалы, демонстрируемые испытуемому и наложенное на них изображение взгляда испытуемого.

Собственно говоря, именно последовательность фиксаций и является результатом работы eye-tracker’а. Дальше начинаются отображения, анализы и интерпретации этой последовательности. Но об этом мы подробно поговорим в следующем посте.

Процесс исследования на таком Eye tracker был болезненным для пациента, так как существовал физический контакт с глазами респондента и доставлял крайние неудобства для проведения эксперимента.

Первый не-инвазивный eye tracker построил Guy Thomas Buswell в Чикаго. Он использовал эффект отражения лучей света от зрачка человека и затем записывал их на фотоплёнку. Точность первых eye tracker была крайне мала, однако они послужили первыми шагами и прообразами для современного оборудования.

С 1930-го года, исследования eye tracker начали применяться в экспериментальной психологии.

Eye tracking, популярный на Западе метод маркетинговых исследований, к сожалению, практически не известен в России. Однако, еще в 1962 году, один из крупнейших специалистов нашей страны в области психофизики зрения – Альфред Лукьянович Ярбус, опубликовал монографию «Роль движений глаз в процессе зрения», которая уже 4 раза переиздавалась за рубежом.

А.Л.Ярбус – один из крупнейших специалистов в нашей стране в области психофизики зрения. Его работа была связана с разработкой оригинального метода «присосок», который использовался для регистрации движения глаз.

Метод Ярбуса состоит в помещении на глаз наблюдателя особых "присосок". Им была изобретена присоска, предназначенная для записи движений глаза. Присоска представляет собой маленькую чашечку, к которой присоединен каучуковый баллончик. Сжав баллончик пинцетом, чашечку присоски прикладывают к поверхности склеры предварительно анестезированного глаза. Когда отпускают баллончик, он, расправляясь, создает под чашечкой легкий вакуум, и она "присасывается" к поверхности склеры. На присоске укреплено зеркальце, отбрасывающее луч света на лист фотобумаги.

Эта же методика была использована для создания изображения, неподвижного относительно сетчатки. Она позволила сделать ряд открытий, касающихся «пустого поля» и его свойств. Результаты, полученные при изучении закономерностей движения глаз, имеют существенное значение для понимания механизмов работы органа зрения. Эти факты были положены в основу исследований eye tracking – достаточно было выделить фиксации зрачка для анализа восприятия информации человеком, о том какие элементы дизайна привлекают человека больше или меньше.

Представьте себе юзабилити-тестирование, в котором участник пытается купить велосипед. На главной странице он быстро находит ссылку на велосипеды, но на следующей теряется. «Я не был уверен, куда нужно кликать, — объясняет он позже, — было много вариантов». В дальнейшем, просматривая записи, тестировщики обращают внимание на подобные слова участников испытаний. Они отмечают движения мышки, проверяют, как далеко прокручивалась страница. Но в идеале им хочется видеть то, что видел пользователь.

Айтрекинг (eye tracking) иногда воспринимается как панацея — совершенная технология, с помощью которой легко обнаружить проблемы пользовательского интерфейса. Неудивительно, что ее популярность растет вот уже 20 лет.

Но каждой впечатляющей демонстрации предшествуют часы усилий и попыток интерпретации. Ведущие эксперты противоречиво отзываются о ценности айтрекинга, поэтому технология по-прежнему применяется лишь в немногочисленных дизайнерских веб-проектах. Несмотря на резкое сокращение ее стоимости и увеличившуюся надежность, временные затраты, расходы на обучение специалистов и оборудование по-прежнему остаются значительными.

В этой статье мы попытаемся ответить на два вопроса: какие преимущества вы получите, используя эту технологию? И когда окупятся расходы?

Простыми словами, айтрекинг — технология, позволяющая наблюдать и записывать движения глаз: расширение зрачка, его перемещение. Она широко применяется во многих областях, в том числе в психологических исследованиях, при разработке дизайна упаковки. По отношению к контенту, представленному на экране, эта технология прежде всего используется для того, чтобы понять, куда смотрят пользователи.

Особый интерес представляют так называемые «точки фиксации» — области, в которых взгляд пользователя задерживается на продолжительное время, чтобы обработать воспринимаемое изображение. Процесс движения взгляда пользователя между точками фиксации называется «саккада» (saccade). Хотя скорость движения означает, что пользователь не обрабатывает то, что видит, воспроизведение саккад показывает, какой путь проделывает взгляд между точками фиксации.

Общий метод определения фокуса взгляда пользователя предполагает сравнение позиции ближнего инфракрасного света (отраженного глазом) с позицией зрачка. Эта информация в сочетании с информацией о положении головы наблюдаемого может быть экстраполирована для определения точки, на которой сфокурисован взгляд пользователя, посредством чего определяются соответствующие координаты на экране.

Положение отраженного глазом инфракрасного света (белая точка в центре) по отношению к зрачку (черный круг) используется для определения направления взгляда пользователя.

Айтрекинг-устройства проектируют данные путем многократной записи координат за одну секунду. Этот набор данных впоследствии можно визуализировать и интерпретировать, чтобы описать поведение, незамеченное иным способом, включая:

• упорядоченный список точек фиксации (и неупорядоченный список упущенных элементов) — айтрекинг фиксирует то, что пользователь видит, и то, что он не видит;
• время достижения любой заданной точки фиксации — это может быть связано с тем, как легко или трудно было найти элемент;
• длина любой заданной фиксации — имеет отношение к тому, насколько привлекателен или понятен был элемент;
• количество фиксаций на элемент — имеется в виду, отвлекающим, полезным или противоречивым ли был элемент.

Видеть не значит понимать

Данные, полученные с помощью айтрекинг-устройств, не зависят от отчетов пользователей или их памяти. Отвечая на вопросы о своих действиях, участники исследований, как правило, не могут вспомнить свое поведение. Они могут не знать о том, что они сделали (так как сделали что-то бессознательно или просто забыли об этом), или могут быть не в состоянии выразить словами ход своих мыслей. Посредством изучения данных, их визуализации и повторов, причины поведения могут быть обнаружены без опоры на человеческую память. Важно отметить, что анализ айтрекинга может привести к открытиям, сделать которые с помощью других методов тестирования было бы трудно.

Например, в недавнем исследовании прототипа онлайн-игры айтрекинг-команда Cyber-Duck попросила участников тестирования найти запись их участия в более ранних версиях игры. Чтобы выполнить задание, пользователи должны были кликнуть на одну из кнопок «Обзор» под надписью «Нью-Йорк» или «Буэнос-Айрес» и перейти к следующему шагу.

Домашняя страница прототипа онлайн-игры. Цветные квадраты — «зоны интереса», которые были отмечены, чтобы можно было получить специфичные данные для определенного региона.

Результаты наблюдений показали, что только половина участников справилась с заданием успешно. Обычные тесты юзабилити дали бы достаточно информации, чтобы найти решение проблемы. Тем не менее, айтрекинг позволил получить более четкое представление о проблеме.

«Тепловая карта» всех участников тестирования. Цветные области показывают относительную длительность фиксации на определенных элементах страницы. Красным цветом выделены зоны наибольшей фиксации.

Хотя участники испытаний часто смотрели на кнопку «Обзор», кликали они по ней редко. Из этого следует, что в целом пользователи видели кнопку. Но тот факт, что они смотрели на нее, но не нажимали, свидетельствует о том, что они не осознавали своей цели.

Траектория движения взгляда одного из участников исследования. Круги — точки фиксации или места, где задержался его взгляд. Числа обозначают хронологический порядок моментов фиксации, а размер круга показывает, сколько времени длилась фиксация — чем больше круг, тем дольше задержался взгляд в этой точке.

Траектория движения взгляда, представленная выше, демонстрирует поведение одного из участников исследования. Анализируя многочисленные точки фиксации и саккады, можно сказать, что пользователь перемещался между элементами несколько раз. Это наводит на мысль, что он оценивал каждый вариант, не зная, как правильно завершить задание.

С помощью других методов тестирования стало возможным обнаружить проблему юзабилити: половина участников исследования не справились с навигацией предложенной страницы. В то же время айтрекинг позволил получить больше специфичных данных. Так, выяснилось, что половина респондентов не смогли перейти на следующую страницу, хотя большинство из них видели нужную кнопку. Иными словами, проблема была не в отсутствии внимания. Соответственно, усилия должны были быть направлены на то, чтобы сделать целевую кнопку более понятной.

Стоит ли использовать айтрекинг?

Айтрекинг — инструмент, и как любой другой инструмент будет наиболее эффективен в руках эксперта. Реальную пользу айтрекинг может принести только в том случае, если сбором и анализом данных будет заниматься специалист со знаниями и опытом в этой области.

Айтрекинг не заменит другие качественные методы исследования. Данные, полученные в результате айтрекинга, позволяют сказать, на каком элементе пользователи чаще всего фиксируют взгляд, но не позволяют сказать, почему. Такую информацию можно получить только с помощью интервью, наблюдения и эксперимента.

Безусловно, айтрекинг позволяет лучше понять поведение пользователя во время тестирования юзабилити, и следовательно дает возможность принимать более точные решения.

Прежде чем применять данную технологию, постарайтесь оценить, используете ли вы весь потенциал менее дорогих методов тестирования. Если вы положительно ответите на этот вопрос, то айтрекинг будет естественным следующим шагом. Если нет, то использование таких недорогих методов, как наблюдение, интервью пользователей и сплит-тест, позволит сделать хороший скачок вперед.

Как отмечают Якоб Нильсон (Jakob Nielsen) и Кара Перниче (Kara Pernice) в своей книге «Веб-дизайн: анализ удобства использования веб-сайтов по движению глаз»: «Вы можете удвоить доходность вашего сайте, не имея ничего, кроме … блокнота».

Готовы начать?

Предположим, что вы используете менее дорогие методы по-максимуму и готовы глубже понять, что айтрекинг может вам предложить. Существуют разные способы использования этой технологии, каждый из них имеет значительные последствия с точки зрения затрат и результатов, которые вы получите.

Охват

Айтрекинг-исследования занимают некоторое время. Для проведения качественных тестов, где записи проверяются вручную, пяти пользователей будет достаточно, но для получения показательных тепловых карт и других наглядных данных необходимо как минимум 39 участников. Затраты на отбор и стимулирование участников должны быть частью бюджета любого тестирования, но очень важно оценить значительные инвестиции времени, необходимого для тестирования такого количества людей. Специалисты Cyber-Duck считают, что на каждой сессии должно присутствовать два куратора. Так риск пропустить что-либо сокращается, плюс каждый из кураторов может взять перерыв. Временные затраты можно легко прикинуть, учитывая, что индивидуальное тестирование занимает от 20 минут до часа.

Обучить сотрудников компании или пригласить специалистов

Следующий вопрос: обучить айтрекингу сотрудников компании или нанять экспертов-консультантов? Из-за значительных инвестиций рекомендуется готовить команду по айтрекингу из числа сотрудников компании только в том случае, если:

• у вас есть персонал с фоновой работой, связанной с айтрекингом;
• у вас есть ресурсы, чтобы приобрести оборудование и обучить персонал пользоваться им;
• вы будете постоянно проводить исследования с использованием технологии айтрекинга;
• вы уверены, что углубленные исследования, будут стоить потраченного времени и денег.

Снижение затрат может сделать идею вырастить специалистов по айтрекингу внутри компании привлекательной, но стоит учесть много факторов, прежде чем инвестировать в нее. Айтрекинг по-прежнему остается сложной в использовании технологией. Помимо умения калибровать оборудование для организации исследования и анализа его результатов основополагающее значение имеет всестороннее понимание методологии айтрекинга. Иначе можно пропустить или неверно истолковать значимое поведение. В худшем случае результаты исследования могут быть полностью искажены.

Хотя стоимость технологии значительно снизилась в последнее время и продолжает снижаться, за профессиональный аппарат придется выложить от $15 000 и больше. Программное обеспечение, как правило, включено в стоимость, но потребуется мощный компьютер, приобретение которого означает дополнительные расходы. Их тоже нужно учитывать. Рассмотрение достоинств оборудования и программного обеспечения для айтрекинга от разных производителей — тема для отдельной статьи, но стоит отметить, что наиболее популярной является продукция таких компаний, как EyeTech, Mirametrix и Tobii.

Если расходы на обучение, покупку оборудования и программного обеспечения, а также временные затраты кажутся вам непомерными или вы планируете изредка пользоваться технологией, вы можете обратиться в консалтинговую фирму и воспользоваться преимуществами айтрекинг-тестирования с меньшими затратами.

При оценке потенциального партнера изучите его компетентность в данной области, обратите внимание на отзывы клиентов. Ищите доказательства того, что исследования и рекомендации этой фирмы позволили улучшить ключевые показатели юзабилити, такие как показатель успешности, время на задачу, частота ошибок и удовлетворенность пользователей. Оцените, в состоянии ли команда представить свои выводы таким образом, чтобы они были доступны тем, кто мало что понимает в айтрекинге? Профессиональный жаргон может впечатлить, но в конечно счете, специалисты должны обосновать свои рекомендации на понятном языке.

Выводы

Как и любая другая развивающаяся технология, айтрекинг имеет потенциал получить широкое применение, позволяя устранить барьеры выхода на рынок. Однако сейчас значительные затраты на применение айтрекинга позволят получить максимальную отдачу от инвестиций лишь тем, кто уже использовал весь потенциал более дешевых, низкотехнологичных методов исследования.

Айтрекинг (трекинг глаз, отслеживание глаз) - процесс определения координат взора («точки пересечения оптической оси глазного яблока и плоскости наблюдаемого объекта или экрана на котором предъявляется некоторый визуальный стимул»). Айтрекер устройство, используемое для определения ориентации оптической оси глазного яблока в пространстве (то есть для айтрекинга). Айтрекеры используются в исследованиях зрительной системы , психологии, когнитивной лингвистике и юзабилити исследованиях. Для айтрекинга используются несколько методов. Самый популярный - покадровый анализ видеосъемки глаза, также используются контактные методы, такие как электроокулаграфия.

История

В девятнадцатом веке все исследования в области айтрекинга и гейзтрекинга проводились исключительно методом наблюдения.

В 50-х годах двадцатого века в Москве русский ученый Альфред Ярбус проделал важные исследования в области айтрекинга и его монография 1967 года крайне высоко была оценена мировым научным сообществом. Он показал, что формальная задача, поставленная испытуемому, имеет огромное влияние на результат эксперимента по айтрекингу.

Он также писал о взаимосвязи между мотивацией испытуемого и фиксациях его взгляда: «Проведенные исследования… показывают, что характер движения глаз либо совсем независим, либо крайне мало зависим от содержимого зрительного стимула». Серия экспериментов показала, что результат эксперимента зависим не только от визуального стимула, но и от задачи, поставленной испытуемому, а также от информации, которую испытуемый рассчитывает получить из визуального стимула .

This study by Yarbus (1967) is often referred to as evidence on how the task given to a person influences his or her eye movement.

Записи экспериментов по оценке движения глаз показали, что только небольшая часть элементов изображения привлекает внимание испытуемого и его глаза совершают фиксации на этих элементах. Процесс движения глаз отражает процесс мышления человека. Взгляд с некоторым отставанием следует за точкой, куда направлено внимание испытуемого. Таким образом, достаточно просто, определить какие элементы изображения привлекают внимание испытуемого, в каком порядке и как часто .

Часто внимание испытуемого привлекали элементы, которые не могут дать важной информации, но по его личному мнению могут это сделать. Часто глаз испытуемого фиксируется на элементах, которые просто напросто необычны в данной обстановке .

Двигаясь от одной точки фиксации к другой, глаз испытуемого часто возвращается к тем элементам изображения, которые он уже видел, то есть дополнительное время используется на вторичный осмотр наиболее важных элементов вместо осмотра менее важных элементов .

В 70-е годы 20 века исследования по айтрекингу резко ускорились, особенно в области теории чтения. Хороший обзор этих исследований был проведён Райнером.

Все ещё невозможно установить механизм протекания когнитивных процессов напрямую из результатов экспериментов по айтрекингу . Например, фиксация взгляда на лице или картинке может показывать попытку изучения, может показывать то, что лицо или картинка нравится или не нравится испытуемому. Это является причиной того, что технология айтрекинга часто используется вместе с такими методами как интроспективный вербальный протокол.

Типы айтрекеров

Айтрекеры определяют ориентацию оптической оси глазного яблока и динамику изменения этой ориентации во времени. Это делается несколькими способами, но их можно разделить на три больших группы.

Первый тип использует механический контакт с глазом. Это могут быть контактные линзы со встроенными зеркалами, это может быть миниатюрное устройство, создающее магнитное поле. Измерения, проведённые с помощью специальных контактных линз показали записи, чрезвычайно чувствительные к движению глаз. Данные методы часто используются исследователями, изучающими динамику и скрытую физиологию движения глаз.

Следующая обширная категория использует бесконтактные оптические методы регистрации движения глаз. Как правило используется инфракрасная подсветка, которая отражается глазным яблоком и регистрируется видео камерой или другим специально разработанным оптическим сенсором. В процессе обработки видеозаписи получается информация о ориентации глазного яблока в пространстве и её временная динамика. Айтрекеры, основанные на видео записи, часто используют отражение инфракрасной подсветки от роговицы глаз (первое изображение Пуркине) для расчета направления на центр глазного яблока и дальнейшего сравнения с координатами центра зрачка. Более сложный тип айтрекера использует как отражение от роговицы, так и отражение от хрусталика глаза . Наиболее сложные айтрекеры данного типа анализируют также расположение сосудов на роговице глаза и его сетчатке. Данная категория айтрекеров наиболее часто используется в задачах гейзтрекинга (нахождение точки пересечения оптической оси глазного яблока и плоскости экрана, на котором предъявляется некоторый визуальный стимул), которые требуют, чтобы процедура эксперимента была неинвазивна, а оборудование было относительно недорогим.

Третья категория использует электрические потенциалы, измеряемые электродами, расположенными вокруг глаз. Каждый глаз является источником стабильного электрического поля, которое может быть обнаружено в условиях полной темноты или когда испытуемый закрывает глаза. Глаз может быть приравнен к диполю, положительный полюс которого находится на роговице, а отрицательный на сетчатке. Электрический сигнал может быть получен путем использования двух пар электродов, устанавливаемых на кожу вокруг одного из глаз, данных метод называется электроокулограммой (ЭОГ). Если глаза двигаются из центральной позиции к периферийной, то сетчатка приближается к одному электроду, а роговица к другому. Данный процесс меняет ориентацию диполя, как следствие меняется электрическое поле и, следовательно, меняется измеряемый ЭОГ сигнал. Таким образом, анализ этих электрических сигналов может быть использован для айтрекинга. Благодаря тому, что используется две пары электродов, возможно разделение горизонтальных и вертикальных компонент движения глаз. Третьим ЭОГ компонентом является радиальный ЭОГ канал , который является разницей между средним значением 4-х ЭОГ электродов и дополнительного электрода, закрепленного на голове. Этот радиальный канал чувствителен к потенциалам, вызываемым саккадическими спайками глазодвигательных мышц, что позволяет проводить детекцию даже крайне незначительных саккад .

Благодарю дрифту потенциалов сигналов ЭОГ и длительности саккад, становится возможным использовать ЭОГ для измерения медленных движений глаз и определения позиции взгляда. Кроме того, ЭОГ является весьма устойчивой техникой определения саккадического движения глаз на фоне движений головы и моргания глаз. В противоположность методам, основанным на видеозаписи, ЭОГ позволяет проводить регистрацию движений глаз даже когда глаза закрыты и, таким образом, ЭОГ может быть использована в исследованиях процесса сна. Это весьма малоресурсоемкий подход, который в противоположность методам, основанным на видеозаписи, не требует мощный компьютер, работает при различных световых условиях и легко может быть выполнен в виде мобильного устройства . Таким образом, этот метод хорош для мобильного айтрекинга в повседневных ситуациях, а также в исследованиях стадии быстрых движений глаз во время сна.

Методы и их реализация

На сегодняшний день самыми широко применяемыми являются айтрекеры на основе видеозаписи глаз. Камера снимает один или оба глаза и регистрирует их движения пока испытуемый рассматривает визуальный стимул. Большинство современных айтрекеров используют контраст между зрачком и радужной оболочкой, который возникает при инфракрасной подсветке. Кроме того, анализируется положение блика инфракрасной подсветки, благодаря чему, становится возможным определить ориентацию оптической оси глазного яблока.

Используется два основных типа подобных систем: системы, основанные на методе яркого зрачка и системы, основанные на методе тёмного зрачка. Их разница заключается в расположении источника подсветки относительно камеры. В случае, если подсветка расположена параллельно оптической оси камеры, глаз работает как вторичный отражатель света, который поступает от подсветки и отражается от сетчатки, создавая эффект яркого зрачка, аналогичный эффекту красных глаз в фотографии. В случае, если источник подсветки сдвинут относительно оптической оси камеры, зрачок становится чёрным, поскольку вторичное отражение от сетчатки не поступает в камеру. Эффект яркого зрачка позволяет вести айтрекинг в не зависимости от цвета радужной оболочки испытуемого. Это также способствует преодолению влияния тёмной глазной туши и ресниц, частично закрывающих зрачок. Это также позволяет проводить айтрекинг при световых условиях от полной темноты до высокой освещенности, однако техники яркого глаза не эффективны для айтрекинга в условиях улицы, вследствие наличия дополнительных источников инфракрасного излучения.

Устройства для айтрекинга в своей аппаратной реализации очень сильно отличаются. Некоторые из них монтируются на голову испытуемого, другие требуют неподвижного закрепления головы испытуемого, остальные функционируют удаленно и автоматически компенсируют движения головы. Большинство систем функционируют при скорости съёмки не менее 30 кадров в секунду. Несмотря на то, что наиболее часто используемой скоростью съёмки является 50/60 кадров в секунду, большинство айтрекеров основанных на видео съемке глаз работают на скоростях 12, 300, 500 или даже 1000/1250 кадров в секунду. Это необходимо для обеспечения регистрации 100 % движений глаз.

Движения глаза традиционно разделяются на фиксации и саккады, то есть глаз фиксируется в некоторых позициях и затем быстро передвигается на следующую позицию. Результирующие серии фиксаций и саккад называются путем взгляда (scanpath). Основное количество информации зрительный анализатор человеческого мозга получает во время фиксации. Центр зрительного поля, который образован телесным углом в 2 стерадиана даёт большую часть визуальной информации. Сигнал с оставшейся части зрительного поля менее информативен. Как следствие положения точек фиксаций, которые нам даёт scanpath объективно показывают точки привлекающие внимание на зрительном стимуле. Средняя продолжительность фиксаций находится в диапазоне от 200 мс во время чтения текста до 350 мс во время изучения статического изображения. Процесс движения взгляда от одной точки фиксации к другой (саккада) занимает до 200 мс.

Пути взгляда полезны при анализе когнитивных процессов, а также выявлении точек интереса. Другие биологические факторы, например пол, также могут оказать влияние на путь взгляда. Таким образом айтрекинг может быть использован в юзабилити исследованиях, а также в управлении внешними устройствами с помощью контроля движений глаз.

Айтрекинг и гейзтрекинг

Айтрекеры определяют ориентацию глазного яблока относительно некоторой системы координат. Если айтрекер монтируется на голову испытуемого, например, как в системе, основанной на ЭОГ, то необходимо заложить компенсацию движения головы испытуемого относительно этой системы координат. Вследствие этого, задача по определению точки взгляда испытуемого усложняется. В случае, если айтрекер неподвижно закреплен, то расчет точки взора приводит к меньшим вычислительным затратам. Во многих системах голова испытуемого фиксируется с помощью офтальмологической рамки, вследствие этого становится возможным избежать дополнительных вычислений, связанных с движением головы испытуемого. В других системах выполняется компенсация движения головы с помощью магнитных сенсоров или дополнительного анализа видеоизображения.

Для устройств, монтируемых непосредственно на голове испытуемого, позиция головы и её ориентация в пространстве складываются с вектором направления взгляда человека. Для систем с неподвижным айтрекером направление головы вычитается из направления взгляда для того, чтобы определить позицию глаз на лице.

Информация о механизме и динамике движения глазного яблока пользуется большим спросом в научных исследованиях, однако, в большинстве случаев конечной задачей айтрекинга является определение точки взгляда, то есть гейзтрекинг.

Применение айтрекинга на практике

Конечный потребитель может быть заинтересован, например, какие именно фрагменты изображения привлекли внимание испытуемого. Важным моментом является то, что айтрекер, в принципе, не может провести точное определение точки, которая привлекла внимание испытуемого. Тем не менее, айтрекинг весьма эффективен для определения примерной последовательности точек, привлекающих интерес. Для того, чтобы определить точку взгляда испытуемого, необходимо провести процедуру калибровки. В ходе подобных процедур, испытуемому предлагается последовательно направлять свой взгляд на серию калибровочных маркеров. Параллельно с этим айтрекер записывает координаты зрачка, которые соответствуют каждой из позиций калибровочных маркеров. Даже те техники, которые исследуют расположение сосудов на сетчатке глаза не позволяют создать устройство, которое калибруется один единственный раз на всех возможных испытуемых, поскольку, расположение сосудов на сетчатке является уникальным для каждого испытуемого. Точная и надежная калибровка необходима для получения правильных и воспроизводимых экспериментальных данных. Это может стать значительным препятствием при проведении экспериментов по айтрекингу с испытуемыми с нестабильным взглядом.

Каждый метод айтрекинга имеет свои преимущества и недостатки и выбор оборудования для айтрекинга зависит от его стоимости и сферы применения. Существует оффлайн и онлайн методы. Существует зависимость между ценой и точностью системы. Большинство высокочувствительных систем стоят десятки тысяч долларов и требуют высокой квалификации персонала для настройки оборудования к экспериментам у конечного потребителя. Высокие темпы развития компьютерных технологий и технология обработки видео привели к возникновению относительно недорогих систем, которые пригодны в большинстве областей применения айтрекинга и простые в управлении. Интерпретация результатов все ещё требует некоторого уровня подготовки, кроме того, плохо откалиброванная система может привести к значительным погрешностям в процессе эксперимента.

Использование айтрекинга при вождении автомобиля в сложных ситуациях

Движение глаз двух групп водителей были отсняты айтрекером, монтируемым на голове испытуемого. Исследования проводились в шведском федеральном технологическом институте. Водители-новички и водители с многолетним опытом принимали участие в данном эксперименте. Эксперимент заключался в проезде по очень узкой дороге. Серии снимков водителя новичка и опытного водителя приведены на рисунке .Последовательность снимков охватывает временной интервал в 0,5 секунды.

Серия снимков показывает как распределялись фиксации у новичка и у опытного водителя. Сравнение первых снимков показывает, что опытный водитель отслеживает в первую очередь искривление проезжей части, в то время, как водитель-новичок фиксируется на припаркованном автомобиле. На средних снимках видно, что опытный водитель концентрируется на области, где теоретически может появится встречная машина, а водитель-новичок по прежнему смотрит на припаркованные машины. На нижних снимках видно, что водитель-новичок оценивает дистанцию между стеной слева и припаркованным автомобилем, в то время как опытный водитель может использовать боковое зрение и по прежнему концентрирует свой взгляд на опасном повороте дороги: если в этой области появится встречная машина, у него будет путь отхода, то есть прижаться к обочине и остановиться между припаркованными машинами .

Айтрекинг более молодых и более пожилых испытуемых

Более пожилые испытуемые в большей степени опираются на центральное зрение. Их скорость передвижения при ходьбе меньше, чем у более молодых испытуемых. Более молодые испытуемые в процессе ходьбы используют как центральное, так и периферийное зрение. Их периферийное зрение позволяет лучше контролировать обстановку вокруг и как следствие ходить быстрее .

Выбор айтрекера

Одно из трудностей при оценки систем айтрекинга является то, что глаз испытуемого крайне редко находится в неподвижном состоянии, бывает крайне трудно оценить небольшие, но крайне быстрые и иногда хаотические движения, связанные с воздействием источника шума внутри самого механизма систем айтрекинга. Одним из полезных приемов борьбы с этим эффектом является параллельная запись двух глаз испытуемого и проверка позиции одного глаза по другому глазу. Глаза здорового человека очень хорошо связаны между собой и разница в направлении оптических осей в вертикальном направлении обычно не превышает ± 2 угловых минут. Правильно функционирующая и чувствительная система айтрекинга должна показать эту степень согласованности глаз испытуемого. Любое возникновение более высокой угловой разницы может рассматриваться как ошибка измерения.

Области использования

Широкое разнообразие дисциплин, которые используют системы айтрекинга включает в себя: когнитивные науки, психологию (особенно психолингвистику и изучение процессов чтения), взаимодействие человек-машина, маркетинговые исследования, медицинские исследования (неврологическая диагностика). Специфические приложения включают в себя изучения движения глаз при чтении на разных языках, чтение музыкальных нот, изучение взаимодействие между людьми, восприятие рекламы, спортивные соревнования . Использование включает в себя:

Коммерческие приложения

В последние годы резко увеличилась сложность систем айтрекинга и простота в их использовании, что привело к резкому увеличению интереса к ним со стороны коммерческого сектора. Применения систем включают в себя веб юзабилити, рекламу, оптимизацию внешнего дизайна продукции и автоматизацию разработки. В общем коммерческое использование систем айтрекинга в большинстве сводится к тому, что группе потребителей предъявляется один и тот же визуальный стимул, в то время как айтрекер регистрирует движение глаз. Примерами конечных стимулов могут быть веб сайты, телевизионные программы, трансляции спортивных состязаний, фильмы, рекламные ролики, страницы журналов, страницы газет, упаковки некоторых продуктов и прилавки магазинов, также банкоматы и пользовательские интерфейсы программного обеспечения. Результирующие данные могут быть статистически анализированы и графически отражены для того, чтобы показать справедливость сделанных выводов. Путем исследования фиксаций, саккад, изменения размера зрачка, морганий и ряда других параметров исследователи в значительной степени могут определить эффективность созданного информационного ресурса или продукта. Пока некоторые компании пытаются решить подобные задачи внутренними ресурсами, другие привлекают фирмы, предлагающие услуги айтрекинга.

Наиболее многообещающее поле использования коммерческого айтрекинга это веб юзабилити. Несмотря на то, что традиционные юзабилити техники дают достаточно адекватные данные путем анализа кликов мышкой и прокручивания, айтрекинг даёт возможность анализировать связь между поведением пользователя и кликами мышкой. Это даёт значительное улучшение оценки того, какие фрагменты веб сайта являются наиболее привлекательными для пользователя, какие фрагменты веб сайта вызывают трудности у конечного пользователя и какие пользователем не замечаются. Айтрекинг также может быть использован для оценки эффективности поиска, правильности концепции бренда, онлайн исследования, юзабилити перехода между страницами, эффективности общего дизайна и многих других аспектов веб дизайна. В процессе исследования может быть проведено сравнение двух сайтов-конкурентов.

Айтрекинг традиционно используется для оценки эффективности рекламы на различных медиа ресурсах. Телевизионные видеоролики, рекламные буклеты, реклама на интернет сайтах, показ эмблемы спонсоров в телепрограммах, все это открывает обширное поле деятельности для коммерческого айтрекинга. Анализируются заметность упаковки с продуктом или некоторого логотипа на витрине магазина, газеты, веб сайта и телепрограммы. Это позволяет исследователям с высокой детализацией оценивать то, как потребители замечают или не замечают логотип конечного продукта, упаковку, POS. Таким образом, специалист по рекламе может оценить эффективность рекламной компании благодаря реальному визуальному восприятию.

Айтрекинг позволяет разработчикам упаковки продукта оценить её эффективность. Таким образом могут быть оценены заметность, привлекательность и соответствие современным трендам исследуемой упаковки с целью оптимального выбора. Айтрекинг часто используется, пока коммерческий продукт ещё находится на стадии прототипа. Прототипы часто тестируются парами для выявления наиболее эффективного своего дизайна, а также сравнение с решениями конкурентов.

Одно из наиболее многообещающих применений атрекинга это оптимизация дизайна уличных терминалов. В настоящее время исследователи дошли до того, что предлагают интегрировать айтрекеры в серийно производимые уличные терминалы. Основной задачей этого является уменьшения времени взаимодействия между человеком и устройством The National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) утверждает, что интеграция айтрекеров в автомобиле может сократить количество ДТП на 100 тысяч в год. В соответствие с их исследованиями до 80 % ДТП происходят в результате неправильных действий водителя в течение 3-х секунд перед аварией. Экипировка автомобилей айтрекерами позволит значительно увеличить класс безопасности этих автомобилей. Лексус обещает оснастить модель LS460 встроенным айтрекером, подающим предупреждающий сигнал в случае, если водитель отвлекается от дороги .

С 2005 года система атрекинга используется в коммуникационном оборудовании для полностью парализованных людей. Они позволяют набирать текстовые сообщения, отправлять электронную почту, работать в интернете, используя исключительно их глаза . Система айтрекинга позволяет достичь положительных результатов даже в случае церебрального паралича, при котором пациент совершает непроизвольные движения. Механизмы айтрекинга могут также использоваться для оптимизации системы автофокуса цифровой фотокамеры (резкость наводится туда, куда смотрит пользователь).

Мониторные айтрекеры

Данная форма айтрекеров представляет собой устройство, которое крепится к нижней части экрана любого устройства. Регистрация движений зрачков пользователей происходит через инфракрасную камеру с подсветкой. Айтрекер имеет компактный дизайн, но при этом сохраняет в себе все возможности для проведения полноценных научных исследований. Основным преимуществом является портативность устройства. Это позволяет использовать гаджет за пределами лаборатории.

К основным преимуществам можно отнести компактный дизайн, возможность исследования большего количества людей, возможность ненавязчивого сбора информации, детальное исследование движения глаз, легкость в крепеже, возможность интеграции с различными устройствами.

Очки айтрекеры

Беспроводные очки-айтрекеры с функцией живого просмотра. Позволяют проводить исследования в любой среде. Простота использования и легкий дизайн максимально погрузжают пользователя в естественное состояние, что качественно улучшает полученную информацию. Очки предназначены для использования в реальном мире. Вес устройства составляет всего 45 грамм. Пользователь чувствует себя комфортно и совершает свои обычные действия.

Функция беспроводной передачи данных, позволяет получить результаты в режиме реального времени. Это значительно сокращает время исследования. Интегрированное программное обеспечение дает возможность оперативно проанализировать, получаемые данные. С помощью очков-айтрекеров можно проанализировать совокупность физиологических данных с данными полученными от ай-трекинга.