Исследовательская работа "Айтрекинг"

Муниципальное Автономное Общеобразовательное учреждение школа №6 с УИОП

Школьная конференция « Я – исследователь»

Использование айтрекинга в определении зоны интересов при просмотре сайта МАОУ СОШ №6 с УИОП

г. Калининграда

Научные руководители –

Шалагинова Ирина Геннадьевна,

старший преподаватель кафедры

молекулярной физиологии и биофизики

БФУ имени Канта г. Калининграда

Буздина Ирина Владимировна,

учитель биологии МАОУ СОШ №6 с УИОП г. Калининграда

Калининград, 2014

Содержание страницы

Введение. Цели и задачи работы………………………………………………………….3

Методы исследования………………………………………………………………………3

Глава 1 Изучение методики айтрекинга …… …… ………………………………………4– 9

1.1 Понятие айтрекинга……………………………………………………………………..4-5

1.2 Практическое использование айтрекинга……………………………………………..5-7

1.3 Система удаленного трекинга глаз SMI RED-m…………………………………… 7-8

1.4 Основные методы айтрекинга…………………………………………………………..8-9

Глава 2. Результаты исследования. …… …………………………………………………10

Глава 3. Заключение и выводы ………………………………………………………11

Список источников и литературы…………………………………………………………12

Приложение………………………………………………………………………………13-14

Введение. Цели и задачи работы

Во время бурного развития информационных технологий, огромное значение получили методы окулографии и айтрекинга (4). Окулографическое исследование позволяет установить, какие именно элементы веб-страницы привлекают взгляд, а также — воссоздать логику восприятия представленной на ней информации. Оно позволяет понять, действительно ли наиболее важная информация привлекает внимание человека. От расположения информации напрямую зависит то, как взгляд будет перемещаться по экрану. (1) Некоторые элементы привлекают больше внимания по сравнению с остальными. Окулографическое исследование дает разработчикам понять, как именно пользователь просматривает веб-страницу. Айтрекинг используется во многих областях науки. (6) Потому, тема исследования актуальна.

Цель исследования – изучить использование айтрекинга в определении зоны интересов при просмотре сайта МАОУ СОШ №6 с УИОП

Задачи:1. Изучить теорию вопроса 2. Овладеть методикой айтрекинга , регистрацией и анализом данных. 3. Определить зоны внимания при просмотре сайта МАОУ СОШ №6 с УИОП

В своей работе были использованы следующие методы исследования:

- метод анализа и поиска данных, полученных при изучении литературных источников

- метод эксперимента - метод сравнения и обобщения.

Глава 1. Изучение методики айтрекинга

1. 1 Понятие айтрекинга. Окулография (отслеживание глаз, айтрекинг) — 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 яблок В XIX веке все исследования в области айтрекинга и гейзтрекинга проводились исключительно методом наблюдения. (3)

Во время работы камеры непрерывно снимают лицо, выделяют на кадрах глаза определяют положение каждого глаза в пространстве относительно eye-trackera. Определяется направление взгляда (для каждого глаза), поэтому, перед началом тестирования проводится калибровка: eye-tracker показывает вам движущийся шарик,а испытуемый следит взглядом, а прибор рассчитывает всяческие коэффициенты, которые надо использовать при работе именно с этим человеком. И, зная положение глаза относительно экрана и направление взгляда, рассчитывается та точка экрана, на которую в данный момент человек смотрит (7).

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 , временную метку и некоторые другие параметры( 2).

Одновременно 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). (4).

Последовательность фиксаций и является результатом работы eye-tracker’а (7).

В 1879 в Париже Луи Эмиль Жаваль обнаружил, что в процессе чтения напечатанного текста глазные яблоки не движутся монотонно, как предполагали ранее. Вместо этого они совершают короткие остановки, которые Жаваль назвал фиксациями, и резкие передвижения — саккады. Результирующие серии фиксаций и саккад называются путем взгляда (scanpath). Основное количество информации зрительный анализатор человеческого мозга получает во время фиксации. 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. (3)

Пути взгляда полезны при анализе когнитивных процессов, а также выявлении точек интереса (1).

Пользователи имеют тенденцию просматривать информацию на сайтах согласно навыкам чтения. Люди, говорящие на английском и других европейских языках, отдают предпочтение левой стороне экрана, другими словами, все сайты просматриваются по принципу буквы F. (6)

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 (5).

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 (7).

1.2 Практическое использование айтрекинга.

Айтрекинг традиционно используется для оценки эффективности рекламы  на различных медиаресурсах 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 (3).

Айтрекеры используются в исследованиях зрительной системы, психологии и других науках . Для айтрекинга используются несколько методов. Самый популярный — покадровый анализ видеосъемки  глаза, также используются контактные методы, такие как электроокулаграфия (1).

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 (2).

Широкое разнообразие дисциплин, которые используют системы айтрекинга включает в себя: когнитивные науки (познание и психические процессы), 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 (3)

Использование айтрекинга включает в себя: когнитивные исследования (познание и психические процессы), психологические исследования, медицинские исследования (неврологическая диагностика), человеческий фактор, исследования процесса перевода с одного языка на другой, исследования в реальных транспортных средствах, технологии виртуальной реальности, исследование пациентов разного возраста, исследования обезьян, спортивные тренировки, коммерческий айтрекинг (веб юзабилити, реклама, маркетинг, банкоматы), оптимальный выбор одного из нескольких вариантов, коммуникационные системы для полностью парализованных людей (8).

Айтрекинг традиционно используется для оценки эффективности рекламы на различных медиаресурсах. 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 (6).

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 (4)

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 (2).

Самая миниатюрная в мире лаборатория по отслеживанию движений глаз. Маленький и портативный – с настолько продуманным дизайном, что единственный необходимый источник питания – USB, который также используется для передачи данных. Простой в использовании – быстрая и несложная процедура установки и настройки в сочетании с экранами ноутбуков, таблет-PC и обычными мониторами. Полная самодостаточность – все необходимое программное обеспечение входит в комплект поставки Легкая интеграция с приложениями пользователя через SMI SDK

Маленький и портативный SMI RED-m удаленный айтрекер – сверхкомпактное устройство, как по весу, так и по энергопотреблению (достаточно USB питания). Оно специально разработано для исследователей, которые нуждаются в максимальной мобильности и гибкости в сочетании с надежным съемом данных и обширным набором средств для анализа результатов работы айтрекера. Уникальный механизм фиксации корпуса айтрекера позволяет использовать его практически в любых условиях: организация лаборатории трекинга глаз непосредственно на объекте заказчика, эксперименты в условиях клиники, тестирование интерактивных технологий обучения в образовательных учреждениях и при обучении на дому.

Несложная и гибкая процедура установки SMI RED-m можно установить на несколько видов стимуляционных экранов: обычный монитор, экран ноутбука, экран таблет-PC.

Высокое качество данных SMI RED-m использует трекинг глаз с автоматической компенсацией движений головы. Система рассчитана на широкий диапазон участников экспериментов и устойчива к различному цвету глаз, различному возрасту, очкам, контактным линзам и т.д.

Готовность «под ключ» - полное программное решение в комплектеВ сочетании с SMI Experiment Suite 360, система превращается в готовое к использованию решение портативной лаборатории по исследованию движений глаз. Полностью автоматическая калибровка занимает секунды и устойчива к незначительным движениям головы участника эксперимента.

Простота анализа результатов экспериментаSMI RED-m собирает все значимые события при движении глаз и позволяет качественно их анализировать. Позиция взора , диаметр зрачка , позиция глазного яблока в пространстве, возможность экспорта в MATLAB, SPSS и Excel BeGaze – собственный пакет анализа от SMI

Совместимость с приложением пользователя SMI предоставляет SDK, позволяющий через TCP/IP протокол интегрировать SMI RED-m в единую систему с другими приборами. Более подробная информация на www.smivision.com/redm.

Спецификации SMI RED-m Технология Полностью автоматическая обработка изображений глаза и компенсация движений головы.

Производительность Частота опроса 60 или 120 Гц , разрешение 0.1 углового градуса, погрешность 0.5 углового градуса, дистанция 50-75 см, рабочий объем 32х21х60 см, размер 24х2.5х3.3 см

Интерфейс Используется плоским монитором, таблет-PC, экраном ноутбука

Программное обеспечение SMI Experiment Suite 360, бесплатный плагин для TechSmith Morae, бесплатный SDK, возможность экспорта в MATLAB, E-Prime. Интеграция с NBS Presentation, eye square Visualizer

Соответствие нормам CE, FCC Eye Safety (5).

1.4 Основные методы айтрекинга

График взглядов. При подобном способе подачи информации, каждая фиксация отмечается в виде кружка с указанным порядковым номером, а диаметр этого кружка соответствует продолжительности фиксации. Сложность восприятия информации на таком графике возрастает с увеличением числа фиксаций, поэтому использовать его имеет смысл только для просмотра результатов тестирования за какой-то достаточно короткий период времени (1-2 секунды).

Тепловая карта. Это способ позволяет избавиться от захламленности при большом количестве фиксаций – картинка окрашивается в цвета от «холодного» до «горячего»: чем больше фиксаций, тем «горячее» зона. В разных случаях может использоваться несколько видов тепловых карт, в зависимости от выводимой информации: 
При построении тепловой карты с абсолютной продолжительностью фиксаций время просмотра каждой области суммируется и по результатам строится карта. При использовании относительной продолжительности, время фиксаций каждого респондента масштабируется (минимум - зеленый, максимум - красный), и только после этого строится карта

Туманная маска. Это разновидность тепловой карты, только вместо раскрашивания областей изображения меняется прозрачность наложенного слоя. Чем больше смотрели на какую-то область изображения, тем лучше его видно, те же области, на которые тестируемые люди не обращали внимания, оказываются затуманенными (6).

Глава 2. Результаты исследования.

Для определения зоны внимания при просмотре сайта МАОУ СОШ №6 с УИОП, были исследованы 6 человек (нормой считается от 5 до 10 человек)

Испытуемым было предложено в течение 5 секунд смотреть на картинку главной страницы сайта МАОУ СОШ №6 с УИОП. (Учеными установлено, что первое впечатление определяется в первые секунды времени). В это время фиксировались необходимые данные.

В ходе эксперимента были получены следующие результаты:

1. Изучив графики взглядов, можно определить, что главное внимание взгляд фиксирует на заголовках новостей, расположенных в центре, меню сайта и логотипе учреждения. (рис.1, рис.2, рис.3)

2. Некоторые испытуемые читают сразу весь текст подряд, (рис.2) некоторые сначала осматривают всю страницу (рис.1).

3. Пользователи имеют тенденцию просматривать информацию на сайтах согласно навыкам чтения и отдают предпочтение левой стороне экрана (рис.3).

4. При изучении тепловых карт испытуемых, определили зоны интересов с учетом времени в миллисекундах. Видно, что заголовки, центральные события привлекают внимание первостепенно. Внимание не рассеивается по всей странице, в том числе на картинку (рис.4).

(красный цвет отвечает за повышенный интерес при просмотре, зеленый - за пониженный)

1. Верхняя полоса на сайте занимает достаточно много места, но не привлекает внимания испытуемых (рис.5, рис.6).

Заключение и выводы

Изучив теорию вопроса, познакомившись с методикой айтрекинга , регистрацией и анализом данных, определив зоны внимания при просмотре сайта МАОУ СОШ №6 с УИОП можно подвести итоги:

Итак, окулографическое исследование позволяет установить, какие именно элементы веб-страницы привлекают взгляд, а также — воссоздать логику восприятия представленной на ней информации. Оно позволяет понять, действительно ли наиболее важная информация привлекает внимание пользователей. Однако на основе данных исследования невозможно сделать выводов о том, как представленная на сайте информация интерпретируется посетителями. 

Процесс движения глаз отражает процесс мышления человека.
Широкое разнообразие дисциплин, которые используют системы айтрекинга включает в себя: познание и психические процессы, психологию,  маркетинговые исследования, медицинские исследования и другие.

В ходе эксперимента было выявлено, что сайт МАОУ СОШ №6 разработчиками был создан грамотно, главное внимание взгляд фиксирует на заголовках новостей, расположенных в центре, меню сайта и логотипе учреждения. Некоторые испытуемые читают сразу весь текст, подряд, некоторые сначала осматривают всю страницу. При изучении тепловых карт испытуемых, определили зоны интересов с учетом времени в миллисекундах. Видно, что заголовки, центральные события привлекают внимание в первую очередь. Внимание не рассеивается по всей странице, в том числе на картинку.

В ходе исследования можно отметить, что верхняя полоса на сайте занимает достаточно много места, но не привлекает внимания испытуемых, возможно в этой зоне можно разместить что-то другое.
При всех своих очевидных преимуществах, методики айтрекинга имеют один существенный недостаток: с их помощью можно получить представление о движении взгляда, но нельзя объяснить, почему взгляд задержался на каких-то конкретных элементах страницы и чем они привлекли внимание пользователя.

В перспективе своей деятельности, я планирую определить зоны интересов учащихся МАОУ СОШ №6 с УИОП при просмотре популярных социальных сетей

Список источников и литературы

1. Барабанщиков В. А. , Жегалло А. В. Айтрекинг: Методы регистрации движений глаз в психологических исследованиях и практике, М.: Когито-Центр, 2014, - 128с.

2. Горовая А.Е., Коробейникова Е.Ю. Использование технологии айтрекинга в психологии спорта [Электронный ресурс] // Психологическая наука и образование psyedu.ru. 2013. №1.

3. http://ru.wikipedia.org/wiki/

4. http://www.o-pt.ru/seo-blog/juzabiliti-sajta/ajtreking-kak-dobitsja-luchshih-rezultatov

5. http://neurobotics.ru/eyetracking/redm_system/

6. http://lpgenerator.ru/blog/2013/05/15/pervoe-vpechatlenie-imeet-znachenie-ili-pochemu-vazhen-horoshij-dizajn/

7. http://www.muldyr.ru/a/a/aytreking_-_primenenie_aytrekinga_na_praktike

8. http://cendomzn.ucoz.ru/index/0-10181

Приложение

Рис.1 График взглядов испытуемого 1 (кружки – фиксации, линии – саккады)

Рис.2 График взглядов испытуемого 2 на сайт школы №6 с УИОП

Рис.3 График взглядов испытуемого 3 на сайт школы

Рис. 4 Тепловая карта одного из испытуемых при просмотре сайта

Рис.5 Зоны интереса (все испытуемые) время фиксации, мс

Рис.6 Зона интересов, все просмотры (все испытуемые)