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Biologische Psychologie (Fach) / Eye Tracking (Lektion)

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  • Typische Anwendungsgebiete Neurowissenschaften  Aufmerksamkeitsforschung – Problematik, dass Punkt der Aufmerksamkeit divergieren kann vom Punkt der optischen Fixation  Kombination von Eyetracking & bildgebenden Verfahren zur Erforschung der an der optischen Wahrnehmung & Aufmerksamkeit beteiligten Hirnareale  Psychologie  Informationsverarbeitung – z.B. Leseverhalten oder Szenenbetrachtung / -interpretation (Kunst, Filme)  Visuelle Suche  Natürliche Aufgaben wie Hand-Augen-Koordination, Treppenlaufen o.ä.  Marketing  Analyse von Werbung (Plakate, Gelbe Seiten, Printmedien, …) 
  • Limbus & Pupillentracking Optische Registrierung des Übergangs zwischen Iris und Bindehaut  Nur horizontale Augenbewegungen sind zu erfassen, da Teile der Iris durch das Augenlied verdeckt werden  Zur Ergänzung wird deshalb der Übergang zwischen Pupille und Iris erfasst 
  • Videobasierte Erfassung und Bildverarbeitung Blickachsenmessung Bestimmung der Blickachse aus einem festen Punkt des Auges und einem Lichtreflex  Meist Ermittlung des Abstandes zwischen Corneareflex und Mittelpunkt der Pupille oder zwischen Lichtreflex auf der Netzhaut und einem charakteristischen Blutgefäß auf der Netzhaut  Bei Kopfbewegung verändert sich die relative Position der beiden Punkt zueinander nicht, bei Augenbewegung jedoch schon  Lage beider Punkt wird üblicherweise mit Verfahren der automatischen Bildverarbeitung realisiert  Nicht invasive Messung möglich 
  • Methodische Umsetzung Brillengestütze Systeme Mobile Nutzung außerhalb eines Labors möglich  Direkte Aufzeichnung der Daten auf eine SD-Karte (o.ä.)  Monookulare Erfassung der Blickrichtung  Parallele Aufzeichnung des Blickfeldes über eine Frontkamera  Nutzung sog. IR-Marker möglich zur Markierung von Feldern von besonderem Interesse 
  • Methodische Umsetzung Stand-Alone-Tracker & Screen-mounted Tracking der Blickbewegung außerhalb eines Labors möglich, z.B. um Simulatorstudien oder Untersuchungen großer (Projektions-)Flächen zu realisieren  Biokulare, nicht invasive Erfassung der Blickrichtung  Auch Anbringung an TFT-Bildschirm möglich 
  • Probleme und deren Ursachen Kontext muss immer bekannt sein (Bildschirmabfilmen, Szenenkamera o.ä.) sowie die Eyetracking-Daten damit zusammengeführt werden  Besonders schwierig bei dynamischen Inhalten (Webseiten scrollen, Tabs wechseln o.ä.)  Noch schwerer bei dynamischer Welt (Smartphones, Autofahren)  Hauptherausforderung liegt hier auch in der Größe des Objektes  Bei typischer Nutzungsentfernung (30-50cm) benötigt der Mensch der nur eine Fixation des Bildschirmes eines Smartphones um ~25% des Bildschirms zu erkennen  Somit ist das Tracking von Blickpfaden o.ä. extrem schwierig, unabhängig von der Genauigkeit des Tracking-Systems  „Hinschauen“ ≠ „Wahrnehmen“ (siehe Forschungsfelder Neurowissenschaften & Psychologie)  Nur Rohdaten … Interpretation durch den Anwender nötig 
  • Probleme Stand-alone Vergleichsweise natürliche Interaktionsmöglichkeit mit dem Objekt  Jedoch vergleichsweise starre Haltung und Blickrichtung durch den Probanden nötig  Unflexibler Aufbau  Ebenfalls das Problem eines kleinen Bildschirms bei Mobilgeräten, der eine gute Visualisierung der Interaktion des Probanden erschwert  (teuer) 
  • Probleme Brillengestützte Systeme Kleine Bildsensoren der Frontkamera in Kombination mit dem (häufig) kleinen Bildschirm eines Mobilgeräts führen zu qualitativ schlechten Aufnahmen des Blickfelds des Probandens  Dieses ist zusätzlich oft durch Finger / Hände / Arme verdeckt (Smartphones)  Eher qualitative Ergebnisse im Kontext der Evaluation von Mobilgeräten 
  • Was wird erhoben? Was wird ausgewertet? Fixationsanzahl – Anzahl der vom Probanden gemachten Fixationen  Fixationsdauer – Dauer der einzelnen Fixationen  Sakkadenlänge – „Sprungweite“ der Sakkaden, bzw. Entfernung zwischen zwei Fixationspunkten  Sakkadenpfad – Visualisierung des Blickpfades des Probanden  kumulative Dauer aller Fixationen im Bereich von Interesse (häufig als Heatmap dargestellt)  Lidschlagfrequenz  Heatmap einer Webseite 
  • FACE LAB Eine Software zum berührungslosen Tracking und anschließender Analyse physiologischer Maße  Hierzu zählen u.a. Fixationspunkte, Gesichtszüge, Pupillendurchmesser  Komplexe Untersuchungsumgebungen können virtuell abgebildet werden 
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  • EYE WORKS Softwarepaket zur einfachen Visualisierung der FaceLAB Daten, Heatmaps, Videoaufzeichnungen etc.  Für wissenschaftliche Arbeit nur bedingt verwendbar 
  • Face LAB allgemein faceLAB ist ein Beobachtungssystem zur Messung von Kopfposition, Blickrichtung und Lidschluss. Das System ermöglicht einzuschätzen, auf welches Objekt aus der Umwelt eine Person blickt. Die Messung der Blickrichtung ist mit einer Genauigkeit von bis zu 2° möglich. Es handelt sich um ein berührungsloses Verfahren (ohne Helm oder andere Hilfsmittel die die Bewegungsfreiheit der Versuchsperson einschränken) und ermöglicht so eine Messung ohne Beeinträchtigung des Verhaltens der Versuchsperson. Die Messung von Blickbewegung ist auch unter Vibrationsbedingungen und bei Kopfbewegungen möglich. Das System ist somit sehr flexibel einsetzbar. Fixationsdauer und Sakkaden können ermittelt werden.
  • Sakkaden schnelle, ruckartige Rückbewegungen der Bulbi nach einer Augenbewegung, bei der ein Gegenstand fixiert wird. Man spricht auch von einem "Abtastsprung im Blickverlauf". Während der Sakkade ist die visuelle Wahrnehmung stark eingeschränkt. Im erweiterten Sinn bezeichnet der Begriff "Sakkade" jede Form der ruckartigen Muskelbewegung, also beispielsweise auch der Extremitätenmuskulatur.

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