In den letzten Jahren wurden Low-Cost-Eye-Tracking-Geräte auf dem Verbrauchermarkt eingeführt. Diese werden hauptsächlich als Spielgeräte vermarktet, haben aber auch Anwendungen im Bereich des Computerzugangs für Menschen mit körperlichen Behinderungen gefunden.
Eye-Tracker (oder gaze-trackers) sind Geräte, die aus Infrarot-LEDs und einer oder mehreren Infrarot-Kameras bestehen. Indem sie die Reflexion des Infrarotlichts von den Augen des Benutzers erfassen, kann ein Bildverarbeitungsalgorithmus feststellen, wohin der Benutzer auf einem Computermonitor gerade schaut. In der Vergangenheit waren diese Geräte sehr teuer, aber einige werden jetzt für weniger als 200 Dollar verkauft.
In diesem Artikel werde ich mich auf den Tobii Eye Tracker 4C konzentrieren. Ich persönlich habe dieses Gerät seit über einem Jahr im Einsatz. Es kostet ca. 150 $ und wird an ein Gaming-Publikum vermarktet. Mit einem selbstklebenden Magneten kann das Gerät an der unteren Kante Ihres Computermonitors befestigt werden, und ein USB 3.0-Anschluss überträgt die Daten an den Computer. Um alle verfügbaren Dienstprogramme nutzen zu können, wird Windows 8, 8.1 oder 10 benötigt. Einige Funktionen sind auch unter Windows 7 möglich. Tobii hat keine ähnliche Hardware mit Treibern für Mac oder Linux zur Verfügung gestellt. (Andere Geräte auf dem Markt haben ähnliche technische Spezifikationen und funktionieren mit einem Großteil der gleichen Software.)
Ich habe festgestellt, dass der Eye Tracker 4C am besten mit einem mittelgroßen externen Monitor funktioniert, aber es gibt eine obere Größengrenze für Monitore: entweder 27 Zoll oder 30 Zoll, je nach Seitenverhältnis. Damit das Gerät richtig funktioniert, ist die Grundvoraussetzung, dass Ihr Gesicht auf den Monitor ausgerichtet ist und sich Ihre beiden Augen auf gleicher Höhe befinden. Bei einer traditionellen Monitoraufstellung bedeutet dies, dass Sie aufrecht mit dem Gesicht zum Monitor sitzen, aber mit einer kreativen Monitorbefestigung kann eine Vielzahl von anderen Positionen erreicht werden.
Es ist möglich, den Eye-Tracker mit einem Laptop zu verwenden, aber die Zielgenauigkeit wird geringer sein. Der Bildschirm kann auch zu einem limitierenden Faktor bei der Arbeit an einem Laptop werden, da eine Bildschirmtastatur, die groß genug für Eye-Tracking ist, wahrscheinlich mindestens die Hälfte des Bildschirms einnimmt. Es gibt einige auf Spiele fokussierte Laptops, die im Wesentlichen die gleiche Eye-Tracking-Hardware im Laptop selbst integriert haben.
Tobii stellt Treiber und Kalibrierungssoftware sowie einige andere Dienstprogramme zur Verfügung. Die Kalibrierung ist recht einfach und erfordert nur, dass der Benutzer einige Punkte auf dem Bildschirm für jeweils ein paar Sekunden anschaut. Standardmäßig versucht die Software, beide Augen zu verfolgen, aber es ist konfigurierbar, nur das rechte oder nur das linke Auge zu verfolgen.
Die meisten der von Tobii zur Verfügung gestellten Hilfsprogramme sollten eher als Demo denn als nützliche Software betrachtet werden, aber eine Funktion ist besonders erwähnenswert. Sie können die Software so konfigurieren, dass der Mauszeiger zum aktuellen Blickpunkt „springt“, wenn der Benutzer beginnt, die Maus in diese allgemeine Richtung zu bewegen. Dies kann sehr nützlich sein, wenn Sie die Eye-Tracking-Technologie mit einer physischen Maus (oder einem Trackball, oder einem Joystick, etc.) kombinieren. Diese Konfiguration ermöglicht es, dass große Mausbewegungen über den Bildschirm durch den Eye-Tracker und kleine, präzise Bewegungen durch eine physische Maus gesteuert werden können. Weitere Optionen sind die Konfiguration des Cursors so, dass er beim Drücken einer Taste springt und die Einstellung von Schwellenwerten für die minimale Sprungdistanz.
Um den Computer komplett mit den Augen zu steuern, ist zusätzliche Software erforderlich. Eine hochwertige, kostenlose und Open-Source-Option ist OptiKey. (Vollständige Offenlegung: Ich habe an OptiKey und seiner Dokumentation mitgewirkt.) Im Kern ist OptiKey ein Tool, das es Benutzern ermöglicht, mit einem Windows-Computer zu interagieren und eine synthetische Sprachausgabe mit Hilfe des Blicks zu erzeugen. Es bietet eine Bildschirmtastatur, auf die Sie mit Ihren Augen zeigen und entweder mit einem Schalter oder durch Verweilen auf einer Taste klicken. Gut gestaltete Maus-Emulationstools sind ebenfalls enthalten. Dazu gehören Optionen, mit denen Sie kleine Ziele leichter auswählen können, indem Sie in einen Bildschirmbereich hineinzoomen. OptiKey bietet außerdem mehrere Methoden zur Wortvorhersage und -vervollständigung über die Tastatur und die Möglichkeit, allgemeine Einstellungen zu ändern, ohne die Tastaturumgebung zu verlassen. Es ist so konzipiert, dass Sie, sobald OptiKey läuft, nur mit dem Eye-Tracker (und optional einem Schalter) mit dem Computer interagieren können. OptiKey enthält Tastaturen in vielen Sprachen und sogar eine Reihe von Bildtastaturen (entwickelt, um Kindern und anderen, die Schwierigkeiten mit der Schriftsprache haben, die Kommunikation zu ermöglichen).
Es ist durchaus möglich, OptiKey zum Schreiben von Quellcode zu verwenden, aber einige der Symbole, die häufig in Code verwendet werden, sind in OptiKey vergraben, so dass der Benutzer durch mehrere Untertastaturen navigieren muss, bevor er das gewünschte Symbol erreicht. Mein großartiger Freund Maxie hat mir geholfen, einige alternative Tastaturlayouts zu erstellen und zu implementieren, die besser für die Programmierung geeignet sind, und Sie können unsere Arbeit (sowie Anleitungen für die Erstellung Ihrer eigenen benutzerdefinierten Tastaturen) auf GitHub finden.
Project Iris ist ein weiteres Softwarepaket, das mit dem Eye-Tracker arbeitet. Es ist darauf zugeschnitten, dass Sie Ihre eigenen auf Eye-Tracking basierenden Oberflächen für Windows-Programme erstellen können. Seine mächtigste Funktion sind „Interaktoren“, Rechtecke auf dem Bildschirm, die reagieren, wenn man sie anschaut, und so Tastendrücke oder andere Aktionen auslösen. Die Software ist besonders nützlich, wenn Echtzeit-Eingaben wichtig sind, wie z.B. bei Videospielen. Diese Software ist nicht kostenlos, aber es gibt eine kostenlose 14-tägige Testversion.
Dasher ist eine weitere kostenlose und quelloffene Bildschirmtastatur, deren Design sehr gut für verrauschte Eingaben wie Eyetracker geeignet ist. Um Dasher zu verwenden, müssen Sie zunächst die Eye-Tracker-Eingabe auf die Maus mappen. Dies kann mit Project Iris oder mit einem einfachen FreePIE-Skript geschehen (siehe unten). Dasher ist sehr gut für die schnelle Texteingabe geeignet, aber nicht für die Bearbeitung oder Navigation von Benutzeroberflächen. Ich beschreibe die Verwendung von Dasher mit einem Eyetracker gerne als „interaktives Lesen“. Dasher hat eine ziemlich steile Lernkurve, aber am Ende dieser Kurve ist es wirklich so einfach wie Lesen.
Wenn Sie Ihren eigenen Code schreiben wollen, um mit dem Eyetracker zu interagieren, ist FreePIE ein großartiger Ort, um zu beginnen. Damit können Sie Python-Skripte schreiben, die Eingaben von einer beliebigen Anzahl von Geräten (einschließlich des Eyetrackers) entgegennehmen und die Maus und/oder die Tastatur als Ausgabe emulieren.