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Eye Tracking Technologien: VDC-Whitepaper

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Das Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach hat den Stand der Technik sowie die Marktsituation und Anwendungsgebiete des Technologiefelds „Eye Tracking“ erarbeitet und in einem Whitepaper zusammengestellt.

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Eye Tracking Technologien: VDC-Whitepaper

  1. 1. © Competence Centre for Virtual Reality and Cooperative Engineering w. V. – Virtual Dimension Center (VDC) Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Kfm. Christoph Runde, Franziska Jöckel Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach Auberlenstr. 13 70736 Fellbach www.vdc-fellbach.de Whitepaper Eye Tracking
  2. 2. Marktanalyse Mission Messverfahren AnwendungsfelderBauarten ZusammenfassungEinführung 24.09.2018 2 Gliederung 1. Einführung 2. Marktanalyse 3. Bauarten 4. Messverfahren 5. Anwendungsfelder 6. Zusammenfassung
  3. 3. Marktanalyse Mission Messverfahren AnwendungsfelderBauarten ZusammenfassungEinführung 24.09.2018 3 Gliederung 1. Einführung 2. Marktanalyse 3. Bauarten 4. Messverfahren 5. Anwendungsfelder 6. Zusammenfassung Einführung
  4. 4. Marktanalyse Mission Messverfahren AnwendungsfelderBauarten ZusammenfassungEinführung 24.09.2018 4  Eye Tracking bezeichnet das Aufzeichnen der hauptsächlich aus Fixationen (Punkte, die man genau betrachtet), Sakkaden (schnellen Augenbewegungen) und Regressionen bestehenden Blickbewegungen einer Person.  Eye-Tracking-Systeme bestehen aus (1) Aufzeichnungsgeräten/-techniken (2) den Algorithmen zum Prozessieren der rohen Messdaten und (3) der Verwertung in Form von Darstellungsformen der prozessierten Informationen. Einführung in das Technologiefeld Einführung
  5. 5. Marktanalyse Mission Messverfahren AnwendungsfelderBauarten ZusammenfassungEinführung 24.09.2018 5  Die Zielsetzung von Eye Tracking ist meist zu ermitteln, wohin ein Mensch schaut  Um den Schnittpunkt der Blickachse des Menschen mit relevanten Objekten errechnen zu können, müssen die folgenden drei Parameter erfasst werden: o Blickrichtung o Augenposition im Raumkoordinatensystem o Koordinaten sämtlicher relevanter Objekte im Raumkoordinatensystem  Eye-Tracking-Technologien befassen sich mit der Erfassung entweder der ersten oder der ersten beiden Informationen  Befinden sich die Betrachtungsobjekte auf einem Bildschirm, involvieren Tracking-Systeme auch die dritte Information; anderenfalls bedarf es eines 3D-Raummodells Einführung in das Technologiefeld Einführung
  6. 6. Marktanalyse Mission Messverfahren AnwendungsfelderBauarten ZusammenfassungEinführung 24.09.2018 6 Anatomie des menschlichen Auges mit einigen Grundbegriffen Einführung in das Technologiefeld Einführung Anatomie des menschlichen Auges Bild: onmeda.de
  7. 7. Marktanalyse Mission Messverfahren AnwendungsfelderBauarten ZusammenfassungEinführung 24.09.2018 7 Gliederung 1. Einführung 2. Marktanalyse 3. Bauarten 4. Messverfahren 5. Anwendungsfelder 6. Zusammenfassung Marktanalyse
  8. 8. Marktanalyse Mission Messverfahren AnwendungsfelderBauarten ZusammenfassungEinführung 24.09.2018 8 Marktzahlen, Marktentwicklung  Dynamisch wachsender Markt  Marktvolumen 2018: ca. 400 Mio $  Bis zum Jahr 2023 soll das Marktvolumen 1,43 Mrd $ erreichen  Assistive Kommunikations- anwendungen hatten den größten Eye-Tracking-Marktanteil im Jahr 2016  Nordamerika als der größte regionale Markt  Externe Systeme als wichtigste Bauform von Eye-Tracking Systemen Marktanalyse Bild: Eye Tracking Market, 2018 Globale Marktentwicklung Eye Tracking 2016-2023
  9. 9. Marktanalyse Mission Messverfahren AnwendungsfelderBauarten ZusammenfassungEinführung 24.09.2018 9 Marktteilnehmer Marktanalyse  Zu den wichtigsten Eye Tracking Unternehmen zählen: o Tobii AB, o Eyetracking Inc., o Seeing machines Ltd., o Smarteye AB, o Sensomotoric Instruments (SMI) GmbH [jetzt Teil von Apple],  Detaillierte Übersicht der Unternehmen mit zugeordneten Technologien und Anwendungsmärkten auf der nächsten Folie o LC Technologies Inc., o Eyetech Digital Systems Inc., o Ergoneers GmbH, o PRS IN VIVO, o SR Research Ltd.
  10. 10. Marktanalyse Mission Messverfahren AnwendungsfelderBauarten ZusammenfassungEinführung 24.09.2018 10 Marktteilnehmer Zu den wichtigsten Eye-Tracking Unternehmen zählen:  Tobii AB,  Eyetracking Inc.,  Seeing machines Ltd.,  Smarteye AB,  Sensomotoric Instruments (SMI) GmbH [nun Teil von Apple], Weitere:  Eye Sight  Sightcorp  Cogisen  Irisbond  Tobii Pro  Pupil labs  LC Technologies Inc.,  Eyetech Digital Systems Inc.,  Ergoneers GmbH,  PRS IN VIVO,  SR Research Ltd.  GazeHawk  Eyezag  Eyeware  Lumen research  Arrington research  Gazepoint Unternehmen Technologien Anwendungsmärkte Tobii AB External systems, Mobile eye tracking Gaming & Entertainment (VR), Medicine, Industry, Automotive, Assistive technology Smart Eye AB External systems Automotive, Medicine, Research consumer Sensomotoric Instruments External systems, Mobile eye tracking Research Eye Sight External systems Automotive, Smart Home, Consumer Sightcorp Software Smart Environments, Market research, Security, R&D Cogisen Software - Irisbond External systems, Software Assistive technology Tobii Pro External systems, Mobile eye tracking, SW Psychology, Neurosciences, (Market) research, Usability, Sport, Education Ergoneers Mobiles eye tracking, Software Transport, Market researcj, Usability, Biomechanics, Sport Pupil Labs Mobiles eye tracking, Software Research (vision) Gaze Hawk Software Usability Eyezag External systems Market research, Consumer research, Usability Seeing Machines External systems Automotive, Traffic Eyeware Software Research (academic, industrial), Consumer SR Research External systems, Mobile eye tracking Research (children, language, cognitive illness), Attention PRS IN VIVO Software, Service Market research, Purchasing behavior Eyetech External systems Assistive technology, Automotive, Entertainment, Medicine, Research, Security Lumen Research External systems, Mobile eye tracking Attention Arrington Research External systems, Mobile eye tracking - Gazepoint External systems Market/ consumer research, Development (Human Computer Interaction) Tabelle:nachNeumann,V.,2018 Marktanalyse
  11. 11. Marktanalyse Mission Messverfahren AnwendungsfelderBauarten ZusammenfassungEinführung 24.09.2018 11 Gliederung 1. Einführung 2. Marktanalyse 3. Bauarten 3.1 Raumfeste Installationssysteme 3.2 Externe Systeme 3.3 Mobile Systeme 1. Messverfahren 2. Anwendungsfelder 3. Zusammenfassung Bauarten
  12. 12. Marktanalyse Mission Messverfahren AnwendungsfelderBauarten ZusammenfassungEinführung 24.09.2018 12 Raumfeste Installationssysteme  Kopf des Probanden im Gerät fixiert  Drei Techniken werden unterschieden: o Pan-Tilt-Systeme: Mechanisch bewegliche Komponenten führen die Kamera mit Kameraoptik den Kopfbewegungen des Probanden nach o Tilting-Mirror-Systeme: Kamera und Optik bleiben raumfest, servogetriebene Spiegel erlauben ein Nachverfolgen des Auges bei Kopfbewegungen o Fixed-Camera-Systeme: Diese Systeme verzichten auf jegliche mechanisch bewegliche Komponenten und erzielen den Bewegungsfreiraum mittels Bildverarbeitungsmethoden  Vorteil: Liefert exaktere Ergebnisse in höherer Bildfrequenz, Nachteil: intrusiv, immobil Bild: Fa. SR Research Bauarten EyeLink 1000
  13. 13. Marktanalyse Mission Messverfahren AnwendungsfelderBauarten ZusammenfassungEinführung 24.09.2018 13 Externe Systeme  Ermöglichen die Durchführung berührungsloser Messungen, mechanische Bauteile wie Übertragungs- kabel oder Kinnstützen entfallen  Der Proband kann sich nach erfolgreicher Kalibrierung in einem gewissen Bewegungsradius frei bewegen  Kompensation der Kopfbewegungen: eine Person kann einen Ort fixieren und dabei Kopfbewegungen durchführen, ohne den Fixationsort zu verlieren  Zur Registrierung von Blickbewegungen auf einem Computerbildschirm können die Komponenten des Gerätes entweder direkt in einen Bildschirm eingebaut oder unter beziehungsweise neben diesem angebracht werden  Vorteil: nicht intrusiv, Nachteil: immobil Bauarten Remote Eyetracker (in den Bild- schirm integriert) der Firma TobiiBild: Tobii
  14. 14. Marktanalyse Mission Messverfahren AnwendungsfelderBauarten ZusammenfassungEinführung 24.09.2018 14 Mobile Systeme  Eye-Tracking-Lösungen sind in Brillengestellen und ähnlichem verbaut, werden an einen tragbaren Computer angeschlossen  Ein Kamerasystem ist auf die Umwelt gerichtet (World Cam), eine auf die Pupille (Eye Cam)  Ein Algorithmus projiziert das eine auf das andere  Diese Systeme ermöglichen es weitgehend, die Menschen in natürlicher Interaktion mit Produkten und Medien zu beobachten  Einsatzmöglichkeiten außerhalb des Labors möglich  Vorteil: mobil, Nachteil: intrusiv Mobiler Eye Tracker der Fa. Eye squereBild: eve spare Bauarten
  15. 15. Marktanalyse Mission Messverfahren AnwendungsfelderBauarten ZusammenfassungEinführung 24.09.2018 15 Gliederung 1. Einführung 2. Marktanalyse 3. Bauarten 4. Messverfahren 4.1 Kontaktlinsenmethode 4.2 Elektrische Potenzialmessung 4.3 Optische Verfahren o Okulographie o Infrarot- oder LASER-Reflektion o 3D-Tracking 5. Anwendungsfelder 6. Zusammenfassung Messverfahren
  16. 16. Marktanalyse Mission Messverfahren AnwendungsfelderBauarten ZusammenfassungEinführung 24.09.2018 16 Kontaktlinsenmethode Die Position und Orientierung eines mit dem Auge verbundenen Objektes (z. B. einer speziellen Kontaktlinse) kann gemessen werden:  Reflektion von verspiegelten Kontaktlinsen wird von einer Kamera aufgezeichnet  Elektromagnetisches Tracking mit Hilfe einer Spule (engl. „search coil“): mit Spulen versehene Kontaktlinsen werden einem magnetischen Feld ausgesetzt  aus induzierter Spannung kann die Augenbewegung berechnet werden  Photoelektrisches Tracking: Photoelektrische Sensoren leiten Strom in Abhängigkeit zum einfallenden Licht und damit zur Augenbewegung  Video-basiertes Tracking künstlicher Markierungen (schwarze Punkte auf der Lederhaut) Spiegel- reflektions- System Search Coil Messverfahren Photo- elektrische Limbus- Tracker Bild: Holqvist, K; Andersson 2017 Bild: Duchowski, A. T., 2017 Bild: Gilroy, H., 2018
  17. 17. Marktanalyse Mission Messverfahren AnwendungsfelderBauarten ZusammenfassungEinführung 24.09.2018 17 Elektrische Potenzialmessung  Messung des elektrischen Potenzials durch die Positionierung von Elektroden rund um das Auge  Elektrookulogramme (Elektro-Okulographie – EOG) messen die elektrische Spannung zwischen Netzhaut (negativer Pol) und der Hornhaut (positiver Pol)  Imec, ein Forschungszentrum für Nano-Elektronik und digitale Technologien hat ein schnelles, drahtloses Eye Tracking vorgestellt (ITF Belgium 2018), das auf EOG beruht o Fünf Trockenkontakt-Elektroden an einer Brille o Ergonomisches Design einer alltäglich genutzten Brille o Sampling-Raten von 256 pro Sekunde Beispiel eines EOG- Systems Bild: imec Schnelles, drahtloses Eye- Tracking in ergonomischer Form Messverfahren Bild: Duchowski, A. T., 2017
  18. 18. Marktanalyse Mission Messverfahren AnwendungsfelderBauarten ZusammenfassungEinführung 24.09.2018 18 Optische Erfassung - Okulographie 1. Okulographie  Optische Erkennung von Eigenschaften des Auges bei Rotation und Translation  Messgrößen der Okulographie o Pupillenform o Lidwinkel und Hornhautwölbung o Position des Limbus o Retina o Position Gesicht und Augen  Die Auswertung dieser Messgrößen erfolgt nach zwei grundsätzlich unterschiedlichen Verfahren: o Regressionsanalyse (Erscheinungsbild-basierender Ansatz ) o Parametrisch-geometrisches Fitting Retina-Merkmale rund um den Sehnervkopf Beispiel Pupillenformen Beispiel einer hellen Pupille Messverfahren Bild: Duchowski, A. T., 2017 Bild: N.N., 2018 Bild: Duchowski, A. T., 2017
  19. 19. Marktanalyse Mission Messverfahren AnwendungsfelderBauarten ZusammenfassungEinführung 24.09.2018 Optische Erfassung - Okulographie  Regressionsanalyse (Erscheinungsbild-basierender Ansatz): Das aufgenommene 2D-Bild wird mit zuvor aufgenommenen Bildern im Bestand verglichen und in Verbindung gesetzt, bei denen eine logische Zuweisung der Bedeutung bereits vorgenommen wurde.  Parametrisch-geometrisches Fitting - wird heute für Augen und Gesicht eingesetzt o Augen: geometrische Bilderkennung, bei der Bildmerkmale mathematisch erkannt werden  Einpassung eines bekannten geometrischen Primitivs o Gesicht: Face-model-based approach ermittelt Gesichts- merkmale aus dem 2D-Bild Kamerabilder von Augen zur Auswertung Die Feature-basierte Auswertung „Iris- Fitting“ Optische Ermittlung von Gesichtsmerkmalen aus einem 2D-Bild Messverfahren 19 Bild: Eyeware Bild: Eyeware Bild: tobii
  20. 20. Marktanalyse Mission Messverfahren AnwendungsfelderBauarten ZusammenfassungEinführung 24.09.2018 20 Optische Erfassung - Okulographie Vorteile der Okulographie: + Meist ein nicht intrusives Verfahren (Ausnahme: Retina-Tracking) + Sinkende Preise von digitalen Kamerasystemen + Das Retina-Tracking ist sehr präzise Nachteile der Okulographie: - Das Retina-Tracking ist intrusiv - Regressionsanalyse, parametrisch-geometrisches Fitting und face-model-based approach sind wenig präzise/ zuverlässig - Abhängigkeit von Lichtverhältnissen - Bei Einsatz von nur einer Kamera fehlen räumliche 3D-Informationen, Okulographie beherrscht keine Blickpunktermittlung - Stereoskopische Kamerasysteme beschränken den Arbeitsraum Messverfahren
  21. 21. Marktanalyse Mission Messverfahren AnwendungsfelderBauarten ZusammenfassungEinführung 24.09.2018 21 Optische Erfassung - Infrarot- oder LASER-Reflektion 2. Infrarot- oder LASER1 -Reflektion  Für die absolute Blickrichtung müssen mehrere Augenmerkmale gemessen werden, damit die Kopfbewegung von der Augendrehung unterschieden werden kann  Messprinzipien von Infrarot- oder LASER-Reflektion o Pupillenzentrum-Cornea-Reflektion (engl.: „pupil center cornea reflection” [PCCR]): Messung der Cornea- Reflektion (auch Purkinje-Reflektionen oder Purkinje- Bilder) relativ zum Pupillenzentrum o Dual Purkinje Imaging (DPI) eye trackers: messen auch das vierte Purkinje-Bild  differenzieren zwischen der translatorischen und rotatorischen Augenbewegung; DPI- Eye-Tracker sind sehr präzise, aber der Kopf des Betrachters ist zu fixieren o Für die Ermittlung des Pupillenzentrums kann die Regressionsanalyse oder das parametrisch-geometrisches Fitting eingesetzt werden Die vier Purkinje- Reflektionen Die Nutzerin dieses DPI Eye Trackers fixiert ihren Kopf, indem sie auf einen festgestellten Zahnabdruck beißt Messverfahren Bild: Duchowski, A. T., 2017 Bild: Duchowski, A. T., 2017 1 Light amplification by stimulated emission of radiation
  22. 22. Marktanalyse Mission Messverfahren AnwendungsfelderBauarten ZusammenfassungEinführung 24.09.2018 22 Optische Erfassung - Infrarot- oder LASER-Reflektion Messverfahren Vorteile der Infrarot-/ LASER-Reflektion: + PCCR- Systeme sind nicht intrusiv (Ausnahme: mobile PCCR-Brillen). + Werden mehrere Kameras eingesetzt, wird auch die Schätzung der Kopf-Position im absoluten 3D-Raum ermöglicht + Kommt (nicht-sichtbares) Infrarot Licht zum Einsatz, ist das gesamte Setup unabhängiger von der gegebenen Beleuchtungssituation Nachteile der Infrarot-/ LASER-Reflektion: - DPI-Systeme sind intrusiv - Natürliches Sonnenlicht stört den Einsatz der PCCR- und DPI-Tracker im Außenraum - Beschränkte Reichweite (ca. 1m) - Werden mehrere Kameras zur Generierung von 3D-Informationen eingesetzt, verkleinert sich der Arbeitsraum zusätzlich
  23. 23. Marktanalyse Mission Messverfahren AnwendungsfelderBauarten ZusammenfassungEinführung 24.09.2018 23 Optische Erfassung – 3D-Tracking 3. 3D-Tracking Messung der absoluten Kopfposition im 3D-Raum  Vorherrschende technologische Ansätze bei der Verwendung separater Tracking-Systeme: o Inertialmesssysteme: Ermitteln Positionsänderungen und Winkeländerungen durch Integration der erfassten Beschleunigungen. Durch den Einbau weiterer Sensoren (z.B. Magnetfeldsensoren) ergibt sich die Bezeichnung Inertialmesssystem mit neun Freiheitsgraden (9DOF-IMU). 9DOF-IMUs sind kostengünstig, ermöglichen schnelle Messungen, beherrschen jedoch kein absolutes Tracking. o Optisches Tracking: Infrarot-Kameras erfassen aktive (IR- LEDs) oder passive (IR-Reflektoren) IR-Leuchtpunkte, die in einer spezifischen räumlichen Struktur angeordnet sind. Aus dem Muster der IR-Leuchtpunkte, das von mind. zwei Kameras erfasst wird, kann der Computer die Position und Orientierung des betrachteten Objekts errechnen. Shutter-Brille der Fa. Volfoni (ermöglicht stereoskopisches Sehen), kombiniert mit einem Eye- Tracking-System der Fa. SMI und einem externen optischen Trackingsystem der Fa. A.R.T. Head Mounted Display (HMD) "Vive" der Fa. HTC mit zugehörigen Tracking-Kameras (schwarze Würfel) und Eingaben/ Handcontrollern Bild: HTC Messverfahren Bild: itersnews, 2018
  24. 24. Marktanalyse Mission Messverfahren AnwendungsfelderBauarten ZusammenfassungEinführung 24.09.2018 24 Optische Erfassung – 3D-Tracking Messverfahren  Verwendung von 3D-Kameras / Entfernungsbildkameras (EBKs)/ Tiefenbildkameras/ RGBD-Kameras (engl. 3D depth camera) o Kamerasysteme, die – im Gegensatz zu normalen Analog- oder Digitalkameras, die Graustufen oder Farbwerte der Objekte darstellen – die bildliche Darstellung von Entfernungen einer ganzen Szene erlauben o 3D-Kamera und Outside-In-Tracking: Beim so genannten Outside-In-Tracking befindet sich der Tracker (hier: die 3D- Kamera) in der Referenz, also in der feststehenden räumlichen Umgebung, und „schaut“ auf das bewegliche, zu trackende Objekt (etwa einen Flystick oder den Kopf des Benutzers) Microsoft Kinect- System mit Erläuterung der verbauten Sensoren Bild: Microsoft
  25. 25. Marktanalyse Mission Messverfahren AnwendungsfelderBauarten ZusammenfassungEinführung 24.09.2018 25 Optische Erfassung – 3D-Tracking Messung der Kopfgeometrie 3D-Kameras können eine 3D-Abbildung ihrer Umgebung erreichen. Eyeware verwendet diesen Ansatz, um mit Hilfe von 3D-Kameras ein Nutzer-individuelles 3D-Modell des Kopfes zu erstellen. Damit ist die präzise Kopfgeometrie bekannt. Messung der Stelllung der Augen im Kopf Mithilfe eines Lasers scannt ein Eye Tracker kreisförmig über die Iris, der die Torsionsdrehung der Iris über einen Vergleich der Streifung auf sukzessiven Aufnahmen wiedergibt. Diese Tracker können damit die 3D-Position des Auges im Kopf-Koordinatensystem ermitteln. Kommerzielle Tracking-Systeme verwenden diese Technologie zurzeit nicht. Eyeware 3D- KopfmodellBild: Eyeware Messverfahren
  26. 26. Marktanalyse Mission Messverfahren AnwendungsfelderBauarten ZusammenfassungEinführung 24.09.2018 26 Optische Erfassung – 3D-Tracking Vorteile von 3D-Tracking + Separate Trackingsysteme können große Reichweiten (10-20m) und bei Parallelschaltung einen großen Arbeitsraum (beispielsweise 10m x 50m) erzielen + 3D-Kameras sind kostengünstig + 3D-Kameras sind nicht intrusiv + 3D-Kameras liefern 3D-Informationen zur Kopfposition und -orientierung. + 3D-Kameras können ein 3D-Abbild des Kopfes erstellen  genauere Lokalisation der Augen Nachteile von 3D-Tracking: - Die LASER-Erfassung nach Irie ist intrusiv und kostenintensiv - Separate Trackingsysteme sind zumeist kostenintensiv. 9DOF IMUs sind zwar kostengünstig, aber alleine nicht zu verwenden, da sie kein absolutes Tracking ermöglichen und Drift zeigen. - Separate Trackingsysteme sind fast immer intrusiv. Markerloses Motion Capturing trackt in erster Linie Rumpf, Arme, Hände, Beine und Füße. Die Genauigkeit der Erfassung des Kopfes wäre unzureichend, um daraus eine Blickrichtung abzuleiten. Messverfahren
  27. 27. Marktanalyse Mission Messverfahren AnwendungsfelderBauarten ZusammenfassungEinführung 24.09.2018 27 Gliederung 1. Einführung 2. Marktanalyse 3. Bauarten 4. Messverfahren 5. Anwendungsfelder 6. Zusammenfassung Anwendungsfelder
  28. 28. Marktanalyse Mission Messverfahren AnwendungsfelderBauarten ZusammenfassungEinführung 24.09.2018 28 Usability - Untersuchungen  Von User Experience (UX) und Human-Computer Interaction (HCI) Forschern genutzt  Untersuchung der Nutzerfreundlichkeit in Bezug auf Mensch-Computer-Interaktionen  Erklärung des menschlichen Verhaltens anhand von objektiven Daten  Einsatz im Bereich der Software-Ergonomie: Im Rahmen von Usability-Tests wird die Wahrnehmung von Versuchspersonen während der Ausführung von Aufgaben mit einer Software oder auf einer Webseite analysiert  Einsatz bei der ergonomischen, UX- und HCI-gerechten Auslegung sämtlicher Maschinenbedienungen (z. B. Kiosk-Systeme) und Cockpit-Systeme beliebiger Fahrzeuge (z. B. PKW) Untersuchung der Usability einer Bahnhofsanzeige Anwendungsfelder Bild: Kuerzel, E., 2018
  29. 29. Marktanalyse Mission Messverfahren AnwendungsfelderBauarten ZusammenfassungEinführung 24.09.2018 29 Marktforschung  Eine Methode um objektiv die Aufmerksamkeit von Konsumenten und ihre spontane Reaktion auf Werbebotschaften zu messen  effektive Gestaltung der Kommunikation  Untersuchungsaspekte beinhalten die Gestaltung von Verkaufspackungen, Ladengeschäften, verkaufsfördernden Maßnahmen am Point-of-Sale, Websites, Zeitungen und Magazinen und das Produktdesign Anwendungsfelder Marktforschung mit Eye Tracking: SupermarkttestBild: Kuerzel, E., 2018
  30. 30. Marktanalyse Mission Messverfahren AnwendungsfelderBauarten ZusammenfassungEinführung 24.09.2018 30 Film  Bewegungssteuerung der Extremitäten (auch Gestik) virtueller Avatare in Animationsfilmen durch Schauspieler mithilfe von Motion Capturing  Ebenfalls wird die Technik der Erfassung der Gesichtsmimik abgewandt  Mittlerweile umfasst das Capturing-Repertoire auch das Eye Tracking Anwendungsfelder Pascal Langdale as Caleb Smith in Faster than Night photo by Vanessa Shaver, 3D model by Dionisios Mousses/SIRT Centre Bild: Gilroy, H., 2018
  31. 31. Marktanalyse Mission Messverfahren AnwendungsfelderBauarten ZusammenfassungEinführung 24.09.2018 31 Psychologie  Anwendungen in der Psychologie und den Neurowissenschaften, um zu verstehen wie und warum Augenbewegungen entstehen und wie wir Informationen visuell erfassen  Untersuchungsaspekte sind die Bildwahrnehmung und die Bewegungswahrnehmung Anwendungsfelder Eye Tracking/ Cognitive NeuroscienceBild: Crane, H.D., 1978
  32. 32. Marktanalyse Mission Messverfahren AnwendungsfelderBauarten ZusammenfassungEinführung 24.09.2018 32 Arbeitswissenschaften  Eyetracking wird in den Arbeitswissenschaften angewandt, um Leistung zu evaluieren, Novizen vs. Experten zu vergleichen, effektive Trainingsprotokolle zu entwickeln und kognitive Strategien zu entwickeln  Ebenso geht es hier um die ergonomische, intuitive und effiziente Auslegung von Arbeitssystemen im Sinne der Usability Anwendungsfelder Bild: Usability.gov Bild: TU Chemnitz Bild: TU Chemnitz Eye-Tracking- Untersuchungen im Usability- Labor Heat Maps repräsentieren wohin und wie lange ein Blick gerichtet ist Bild: Usability.gov
  33. 33. Marktanalyse Mission Messverfahren AnwendungsfelderBauarten ZusammenfassungEinführung 24.09.2018 33 Medizin  Augenlasern: Eye Tracking misst die Bewegungen des Auges und justiert den Laser nach. Eventuell wird der Laser abgeschaltet, bis das Auge wieder die gewünschte Position eingenommen hat.  Steigende Bedeutung in der Psychiatrie (zuverlässigere und frühere Diagnosen, z.B. bei Autismus, ADHS)  In der Leistungssportpraxis besteht ein hohes Interesse an Erkenntnissen zur Trainierbarkeit sportart- spezifischer Blickbewegungsstrategien.  Optimierung/ Unterstützung der Arbeit des Arztes: Überprüfung der Konzentration auf die richtige Stelle, Steuerung von Funktionen mit den Augen Anwendungsfelder High Speed TrackingBild: Irie, K., 2002
  34. 34. Marktanalyse Mission Messverfahren AnwendungsfelderBauarten ZusammenfassungEinführung 24.09.2018 34 Erziehungswissenschaften  Eyetracking wird in den Erziehungswissenschaften genutzt um Lernprozesse zu untersuchen  Zusätzlich werden Classrooms und Labore mit dieser Technologie ausgestattet, um die nächste Generation in der Nutzung von Eyetracking in den unterschiedlichsten Bereichen auszubilden Anwendungsfelder Tobii Pro eye Tracking zeigt die Aufmerk- samkeit der Studenten im Hörsaal Bild: tobiipro.com
  35. 35. Marktanalyse Mission Messverfahren AnwendungsfelderBauarten ZusammenfassungEinführung 24.09.2018 35 Sicherheit  Fahrassistenzsysteme o Durch das Verwenden von Eye-Tracking-Technologien können anhand des Öffnungsgrads des Auges, der Kopfhaltung inklusive der Bewegungen und der Rate der Blinzler die Verfassung des Fahrers überwacht und unterstützt werden. o Verhindert werden sollen Kurzschlafphasen am Steuer, Unaufmerksamkeiten und Kontrollverluste  Smart Home, Geräte- und Datensicherheit, öffentliche Veranstaltungen  Erfassen von Personen, Verhaltensmustern Anwendungsfelder
  36. 36. Marktanalyse Mission Messverfahren AnwendungsfelderBauarten ZusammenfassungEinführung 24.09.2018 36 Virtual Reality  In HMDs integriertes Eye Tracking war sofort mit dem Aufkommen preisgünstiger HMDs ein Thema  Autostereoskopische Displaysysteme, die auf Parallaxbarriere-Technologie basieren, werden auf die Position des Betrachters relativ zum Display ausgerichtet. Damit muss bekannt sein, wo sich die Augen des Betrachters befinden.  Entwicklung der Technologie „Foveales Rendering“: Hauptlast der GPU soll auf die Bereiche einer 3D- Szene konzentriert werden, die der Nutzer fokussiert; Randbereichen hingegen soll weniger GPU-Kapazität zugewiesen werden  Voraussetzung: Eye Tracking  Haupteinsatzbereiche: Usability, Designuntersuchungen, Marktforschung Anwendungsfelder SMI für Oculus Rift bei Carrefour Arrington Research Eyeframe FOVE: HMD mit integriertem Eye-TrackingBild: FOVE Bild: FH Kufstein Bild: mellottsvrpage.com
  37. 37. Marktanalyse Mission Messverfahren AnwendungsfelderBauarten ZusammenfassungEinführung 24.09.2018 37 Gliederung 1. Einführung 2. Marktanalyse 3. Bauarten 4. Messverfahren 5. Anwendungsfelder 6. Zusammenfassung Zusammenfassung
  38. 38. Marktanalyse Mission Messverfahren AnwendungsfelderBauarten ZusammenfassungEinführung 24.09.2018 38 Zusammenfassung Anwendungsfelder •Usability-Untersuchungen •Marktforschung •Film •Psychologie •Arbeitswissenschaften •Erziehungswissenschaften •Medizin •Sicherheit •Virtual Reality Eye-Tracking- Messverfahren •Kontaktlinsenmethode •Elektrische Potenzialmessung •Optische Verfahren •Okulographie •Infrarot- oder LASER- Reflektion •3D-Tracking Eye-Tracking-Bauarten •Raumfeste Installationssysteme •Externe Systeme •Mobile Systeme Zusammenfassung
  39. 39. Marktanalyse Mission Messverfahren AnwendungsfelderBauarten ZusammenfassungEinführung 24.09.2018 39 Zusammenfassung  Es gibt heute eine ganze Reihe verschiedener Bauarten und Messverfahren von Eye Trackern. Diese unterscheiden sich sehr stark bzgl. Nutzungskontext, Messgröße, Präzision und Preis.  Die Kontaktlinsenmethode und die elektrische Potenzialmessung haben heute keine praktische Bedeutung mehr am Markt. DPI-Tracker haben ausschließlich eine sehr enge medizinische Bedeutung.  Eye Tracking geschieht heute mit Hilfe optischer Verfahren: Die Okulographie und die Pupillenzentrum-Cornea-Reflektion (PCCR) sind die dominierenden Verfahren. Der Einsatz von 3D-Kameras ist noch nicht als Produkt am Markt.  Für HCI-Untersuchungen werden häufig externe Systeme verwendet, da sie nicht intrusiv sind und der Arbeitsraum mit dem Interaktionsraum vor dem Maschineninterface ohnehin beschränkt ist.  Hoch-präzise, raumfeste Installationssysteme, etwa für die Retina-Erfassung, kommen vor allem in medizinischen Anwendungen zum Einsatz.  Es gibt nicht das „beste“ Eye-Tracking-System. (Abhängigkeit vom Anwendungsfall) Zusammenfassung
  40. 40. Marktanalyse Mission Messverfahren AnwendungsfelderBauarten ZusammenfassungEinführung 24.09.2018 40 Quellen  Bergstrom, Jennifer Romano; Schal, Andrew: Eye Tracking in User Experience Design. Morgan Kaufmann, 2014, ISBN 978-0-12- 416709-4.  Crane, H.D.; Stelle, C.M.: Generation-V dual- Purkinje-image eyetracker. Applied Optics, 17(5), 1978, S. 527-537  Duchowski, Andrew T.: Eye Tracking Methodology. Theory and Practice. Third Edition. Spring-er-Verlag, London, 2017  Eye Tracking Market 2018 Leading Growth Drivers, Emerging Audience, Segments, Sales, Prof-its & Analysis [aus: http://www.crossroadstoday.com/story/37763 460/eye-tracking-market-2018-leading- growth-drivers-emerging-audience-segments- sales-profits-analysis]  Gilroy, H.: Facial Capture. Online unter: https://praxistheatre.com/author/fasterthannig ht/ page/2/; abgerufen am 31.3.2018  Holmqvist, K.; Andersson, R.: Eye Tracking. A comprehensive guide to methods, paradigms, and measures. Second edition. Lund Eye Tracking Research Institute AB, Lund, 2017  itersnews: Displays. 3D eye tracking smart glass gives immersive 3D gaming experience. Online unter: http://itersnews.com/?p=24045; abgerufen am 31.3.2018  Kuerzel, Eric: How Eye Tracking is Driving the Next Generation of AR and VR; online unter: https://vrscout.com/news/eye-tracking-driving- next-generation-ar-vr/; abgerufen am 31.3.2018  Lobe, Adrian: Schau mir in die Augen, Kunde. In: TagesWoche am 31.01.2015; online unter https://tageswoche.ch/allgemein/schau-mir-in- die-augen-kunde/; abgerufen am 31.3.2018  abgerufen am 31.3.2018  tobii: Was ist Ihr Anwendungsfeld?; online unter: https://www.tobiipro.com/de/anwendungsfeld er/ ; abgerufen am 31.3.2018  tobii: Year-End Report January – December 2017; online unter: https://www.tobii.com/group/ investors/calendar/year-end-report-q4-2017/; abgerufen am 31.3.2018  Nielsen, Jakob; Pernice, Kara: Eyetracking Web Usability. New Riders Publishing, Thousand Oaks, CA, USA 2009, ISBN 978-0- 321-49836-6.  Irie, K.; et al.: LASER-based eye-tracking system. Behavior Research Methods, 34(4), 2002, S. 561-572
  41. 41. Mitglieder der Netzwerke VDC und Visual Sweden in diesem Bereich: 24.09.2018 41
  42. 42. © Competence Centre for Virtual Reality and Cooperative Engineering w. V. – Virtual Dimension Center (VDC) Vielen Dank für Ihr Interesse! Das Thema interessiert Sie und Sie suchen nach Ansprechpartnern? Sprechen Sie uns gerne an. Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach Auberlenstraße 13 70736 Fellbach www.vdc-fellbach.de

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