Klauni blogují

Eye tracking pomocí standardních webkamer

Otestovali jsme dostupné aplikace pro sledování pohybu očí, které využívají obyčejných webkamer.

Profesionální vybavení pro eyetracking je velmi drahé. Cenami specializovaných očních kamer dosahujících i několika tisíců dolarů. Kromě těchto speciálních kamer existují i řešení využívající obyčejné webkamery. Jedná se skutečně o nízko nákladová řešení, ale mohou se svoji kvalitou alespoň částečně přiblížit těmto komerčním kamerám? Vyzkoušeli jsme několik dostupných nástrojů pro sledování pohybu očí pomocí standardních webkamer.

Použitá webkamera

Pro vlastní testování jednotlivých nástrojů byla využita kamera Trust SpotLight Webcam Pro. Jedná se o levnější webkameru disponující rozlišením 1280 × 1024 pixelů se schopností zachycovat video s až 30 snímky za sekundu. Obraz je možné manuálně zaostřit a pro případ špatných světelných podmínek je kamera vybavená také přisvětlovacími diodami.

EyesDecide

Web – EyesDecide

EyesDecide je cloudová aplikace od společnosti Xlabs. Přímo ve webovém rozhraní je možné vytvořit studii, která bude zkoumat obrázek, screenshot z webu nebo video z Youtube. Vytvořenou studii lze snadno nasdílet konkrétním uživatelům, kteří budou měření vykonávat. Ke sdílení je možné využít sociální sítě nebo přímý odkaz. Také si lze vyžádat uživatele přímo z databáze společnosti. Po kliknutí na sdílený odkaz uživatele provede jednoduchý návod, který uživatele provede všemi částmi testování včetně stažení doplňku do prohlížeče který eyes decide využívá. Celá služba je v současné době v beta verzi a je zdarma.

Vlastní zkušenosti

Celý vizuál i ovládání aplikace je na velmi slušné úrovni. Volby jsou přehledné a nabízené funkce zajímavé. Ovšem to samé se rozhodně nedá říct o samotném provádění měření. Prvním problémem je samotný průběh měření. Aplikace vyžaduje instalaci doplňku, správné nastavení světla a dalších parametrů a pak také samotnou kalibrace webkamery, která probíhá postupným sledováním třiceti postupně se objevujících bodů. Kalibrace je velmi zdlouhavá a často neúspěšná. Doplněk je nestabilní a často se neočekávaně ukončí. V tomto případě je nutné restartovat prohlížeč a celým procesem kalibrace projít znovu.

EyesDecide nastaveni kamery

Základní nastavení náklonu a pozice kamery

EyesDecide kalibrace

Kalibrace kamery

Někdy doplněk přestal reagovat ihned po otevření odkazu se studií, jindy vydržel téměř až do konce kalibrace. Projít celým tímto procesem bez chyby je velmi náročné a pár nepovedených pokusů spolehlivě odradí od využívání aplikace. Celkově se díky nestabilitě doplňku nepovedlo uskutečnit ani jedno úspěšné měření. Je však nutné brát v úvahu, že aplikace je stále v beta verzi a pro lepší představu tak bude nutné vyčkat než tvůrci aplikaci odladí.

EyesDecide error

Nejčastější výsledek měření s EyesDecide – error

SentiGaze

Web – SentiGaze

Další aplikace využívající webkameru je aplikace SentiGaze od společnosti Neurotechnology. Algoritmus SentiGaze je poskytován zdarma v demoverzi, což je dostatečné na základní otestování. SentiGaze umožňuje vytvářet heatmapy pro jedno i více měření.

Vlastní zkušenosti

Vzhledem k tomu, že je aplikace v demoverzi, neumožňuje jednoduše ukládat heatmapy ani exportovat naměřené údaje. Při startu aplikace je možné vybrat webkameru a nastavit základní parametry. Jako pozadí kalibrace, využívanou kameru a další parametry. Před provedením samotného měření je nutné webkameru zkalibrovat, během kalibrace uživatel sleduje standardně se objevující body (kroužky), je možné volit z 9, 12 a 16 bodů. Bohužel výsledky kalibrace neposkytují dostatek informací ohledně přesnosti, výsledek kalibrace je znázorněn pomocí čísla přičemž čím vyšší číslo tím lepší kvalita. Celkově se nepodařilo dosáhnout lepšího výsledku než 40 bodů, s tímto výsledkem bylo také provedeno měření jehož výsledek je zobrazen v následujícím obrázku. Jak je vidět z obrázku níže, měření je velmi nepřesné. Celou dobu byl sledován červený objekt a naměřená data jsou soustředěna do menší oblasti, ovšem o značný kus mimo skutečný pohled (červeno-bílý objekt).

Výsledek měření SentiGaze

Výsledky měření (sledován červený objekt) s nejlepším dosažením kalibrace

Výsledný dojem z demoverze aplikace SentiGaze je tak velmi rozpačitý a ke koupi by rozhodně nepřesvědčil. Nabízených možností není mnoho a samotná kvalita měření také není dobrá.

GazeRecorder

Web – GazeRecorder

Další systém využívající webkameru je GazeRecorder, aplikace je zdarma pro nekomerční užití a umožňuje nahrávat maximálně minutu dlouhé měření, což však pro většinu účelů bohatě stačí. Z vyzkoušených aplikací nabízí GazeRecorder nejvíce funkcí. Kromě vytváření statické heatmapy umožňuje také tvorbu dynamických heatmap a také export nahraných dat. Gazerecorder dokáže zachycovat pohyb očí, obrazovky i myši najednou.

Vlastní zkušenosti

Aplikace nahrává dění na obrazovce do videa, je tedy možné nahrávat v podstatě libovolné médium, jako je video, obrázek nebo cokoliv jiného.

Kalibrace

Nejprve je potřeba nakalibrovat kameru, v aplikaci GazeRecorder může být využito 1, 5, 9 nebo 16 kalibračních bodů. Pro nastavení co nejlepších podmínek bylo nejprve provedeno několik testovacích kalibrací, jejichž cílem bylo zajistit optimální sklon kamery a  detekci obličeje. Detekce obličeje předchází samotné kalibraci a cílem je zachytit polohu obou očí. Pro rozpoznání obličeje slouží sledování jednoho kalibračního bodu, přičemž kamera musí být správně natočena a obličej musí být ve středu zabírané zóny. Během měření tak nesmí docházet k výrazným pohybům hlavy do stran. Dalším cílem úvodních kalibrací bylo také eliminovat případné odlesky a celkově nastavit vhodné prostředí. Samotný čas nutný pro kalibraci se odvíjí od počtu využitých bodů. Uživatel nejprve sleduje postupně se objevující body a poté proběhne softwarové zpracování dat z kalibrace. Jednotlivé body se objevují a ztrácejí relativně rychle což ztěžuje provedení kalibrace, obzvláště při větším počtu bodů. Na rozdíl od SentiGaze je zde mnohem lépe znázorněn výsledek kalibrace, díky tomu si uživatel může udělat lepší představu o tom co dělal špatně.

Výsledek kalibrace

Výsledek kalibrace

Čas nutný pro kalibraci se liší dle využitého počtu bodů. S pěti body trvá kalibrace necelou minutu, zatímco s šestnácti body trvá přibližně pět minut.

Podmínky kalibrace

Kalibrace kamery byla zkoušena v různých podmínkách. Osvětlení místnosti zajišťovalo okno s se spuštěnými, ale rozevřenými žaluziemi, pro rozptýlení venkovního světla. Monitor s webkamerou byl umístěn před tímto oknem. První případ zahrnoval méně světla, veškeré osvětlení tak pocházelo z venku. Ve druhém případě bylo venkovní osvětlení doplněno také lampou. Třetí případ se od druhého lišil pouze tím, že kalibrace proběhla bez nasazených dioptrických brýlí. Kamera byla umístěna nad monitorem, jelikož GazeRecorder neumožňuje nahrávání s kamerou pod ním.

Výsledky kalibrace

Výsledky kalibrace jsou také velmi nevyzpytatelné. Jak je vidět z následující, i v různých podmínkách se přesnost kalibrace značně liší a žádné testované podmínky neznamenají jistotu alespoň trochu stabilních výsledků. V případě vyšších čísel, by bylo nutné provést kalibrací znovu, což opět prodlouží čas nutný k dokončení měření.

Kalibrace s různými podmínkami
Podmínky Méně světla Více svlětla Bez brylí (více světla)
Přesnost 0,9 2,4 2,3
3 1,5 1,4
1,4 2,7 1,7
1,4 2,4 2,1
0,9 0,9 3,1
6,7 3,2 2,2
3,1 0,7 1,4
0,7 2,3 3
Průměr 2,2625 2,0125 2,15

Měření

Následující měření bylo provedeno s webkamerou s kalibrací na 0,7 stupně (Což byl jeden z těch lepších výsledků během řady kalibrací). Pro měření bylo využito aplikace dostupné na stránce coffeevortex.net v této webové aplikaci se pohybují čtyři různě barevné objekty uvnitř krabice. Cílem tohoto měření bylo otestovat, jak přesně dokáže kamera sledovat pohyb očí, při zaměření se na konkrétní pohybující se objekt. V tomto případě spočívalo měření ve sledování pouze červeného objektu.

Jak je vidět ve videu, přestože kalibrace patřila k těm zdařilejším, webkamera nestíhá zaznamenávat pohyb očí a naměřená data se výrazně liší od skutečného pohledu. Dalším problémem je, že po každém měření je nutné webkameru znovu nakalibrovat, což by bylo logické pokud by se změnil uživatel, ale pokud je třeba provést více měření se stejným uživatelem, nutnost kalibrovat kameru znovu zdržuje.

Shrnutí

Ze všech předchozích nástrojů zůstává i přes značnou nepřesnost jedinou, alespoň trochu použitelnou aplikací GazeRecorder. I když se často skutečný a naměřený pohled velmi liší, kamera dokáže určit alespoň přibližný směr, kam se uživatel dívá. Jak u SentiGaze tak i u GazeRecorder byl velký problém s kalibrací, jejíž výsledky se velmi často lišily a pro dosažení rozumných výsledků bylo nutné provést kalibraci několikrát. Celkově můžeme říct, že dostupné aplikace využívající webové kamery pro eye-tracking jsou zatím nedostačující a dřív zešedivíte, než se dostanete k rozumnému výsledku.

Pokud hledáte levný způsob, jak vyzkoušet ve své práci eye-tracking a dosáhnout lepších výsledků než s webovýma kamerama, tak je zde naše aplikace na záznam uživatelských testů, která funguje s oční kamerou The Eye Tribe. Aplikaci můžete vyzkoušet v omezené verzi na zadarmo.testujiweby.cz, komerční využití aplikace je pak zpoplatněno podle způsobu a četnosti jejího využití. Kameru vám můžeme i zapůjčit a vy si vše můžete nejdřív vyzkoušet jako to udělali například v CA Technologies viz report od Petra Žalmana.

  • Facebook
  • Twitter