Vorteile von (VR-)Eyetracking in der Verhaltensforschung

7. August 2020 Katrin Pape

Vorteile von (VR-)Eyetracking in der Verhaltensforschung

Bildquelle: tobii.com

Eyetracking wird schon seit einiger Zeit als „the next big thing“ in der Entwicklung von VR-Headsets gehandelt. Mittlerweile sind zahlreiche Headsets mit Eyetracking-Modul erschienen – angeführt von HTCs Vive Pro Eye.

Beim Eyetracking wird Infrarot-Licht auf die Netzhaut des Anwenders reflektiert und dessen Blickbewegung anhand von komplexen Algorithmen entschlüsselt.

Für VR-Headsets bietet Eyetracking zusätzliche Möglichkeiten, die Immersion zu steigern (indem virtuelle Charaktere dem Blick des Nutzers folgen können), die Bedienung zu erleichtern (durch Menüs, die komplett mit dem Blick gesteuert werden können) und die grafische Qualität zu verbessern (durch Foveated Rendering, bei dem die Auflösung an Punkten außerhalb des durch die Fovea centralis erfassten Bereichs vermindert wird – die so eingesparte Rechenleistung kann zum Beispiel für aufwändigere Effekte verwendet werden).

Doch Eyetracking ist selbstverständlich kein neues Verfahren: So wird die Technik umfassend in der Psychologie, den Sozial- oder Neurowissenschaften genutzt, um die Verbindung zwischen visuellem Reiz und einer physischer bzw. psychischer Reaktion zu untersuchen, die im Rahmen entsprechender Informationsverarbeitung abläuft.

90 Prozent unserer verarbeiteten Informationen basieren auf visuellen Eindrücken. Man kann also eine ganze Menge ablesen, wenn man weiß, wohin eine Person blickt. Zeit, sich die Vorzüge von Eyetracking näher vor Augen zu führen!

Besser sehen was ist

Im Zusammenhang mit ergänzender Software erhalten Forscher mit Eyetracking einen genaueren Aufschluss über spezifisches Verhalten der Probanden wie Konzentrationsvermögen, Müdigkeit oder geistige Präsenz. Grundlegend geht es um zwei Muster: Sobald das Auge auf einen Punkt fokussiert ist, spricht man von Fixation; die Augenbewegung zwischen zwei Fixationen wird Sakkade genannt. Während einer Fixation, nicht aber einer Sakkade, wird visuelle Information an das Gehirn gesendet.

Die Länge einer Fixation gibt daher einen Hinweis auf Erkenntnis- und Informationsverarbeitung.

sunny philadelphia. giphy.com

Ergebnisse einer solchen Messung sind u.a. :

  • Gazeplots: Eine Visualisierungsmethode, die Punkte, die Probanden der Studie fixiert haben, sichtbar macht. Ein größerer Punkt im Gazeplot signalisiert, dass ein Punkt länger betrachtet wurde
  • Heatmaps : In Headmaps werden die Aufmerksamkeitsschwerpunkte farbig dargestellt. Rote Punkte zeigen eine längere Fixierung des Blickes auf einen Punkt, während grüne Punkte kurze Fixierungen darstellen
  • Cluster: Cluster repräsentieren ganze Gebiete, die besonders lange oder intensiv betrachtet wurden und zu farblich markierten Bereichen zusammengefasst werden

Objektive Messverfahren

Tobii Pro ist der wohl bekannteste Hersteller von Eyetracking-Werkzeugen, die sich je nach Anwendungsgebiet spezifisch einsetzen lassen.

Tobii Pro Glasses 2. Bildquelle: tobiipro.com

Ein solches Werkzeug ist die Datenbrille Tobii Pro Glasses 2, die unter anderem der Erforschung von Leseverhalten dient.

Ein Beispiel für ein Einsatzgebiet: In Kombination mit Infrarot-Motion-Capture arbeiteten niederländische Wissenschaftler an der Universität Utrecht und dem Erasmus University Medical Center Rotterdam mit blinden bzw. stark seh-eingeschränkten, sowie sehenden Probanden, die mathematische Formeln lösen sollten. Hintergrund der Studie war die Erkenntnis, dass Personen, die auf Blinden-Schrift angewiesen sind, Probleme mit der Umsetzung algebraischer Ausdrücke haben und infolgedessen beruflich auch seltener naturwissenschaftliche Zweige einschlagen.

In der Studie wurden von der Blinden- bzw. sog. Braille-Schrift abhängige Testpersonen mit mathematischen Gleichungen konfrontiert. Ihr Verhalten bei der Lösung der Aufgabe wurde mit den Pro Glasses 2 und Fingertracking aufgezeichnet.

Durch das Eyetracking wurden die Blickmuster der Gruppen miteinander verglichen und die Wissenschaftler stellten fest: Blindenschrift-Leser hatten im Rahmen ihrer taktilen Vorgänge wesentlich mehr Schwierigkeiten bei der Lösung der Aufgaben, als die Vergleichsgruppe: sie benötigten etwa die dreieinhalbfache Zeit. Ihre Lesestrategie konnte sich weniger gut an die strukturbezogenen Eigenschaften der mathematischen Aufgabe anpassen.

Tobii Wearables beim Einkauf. Bildquelle: iot-now.com

Genauere Ergebnisse

Auch Konsumentenverhalten lässt sich mit Eyetracking-Technologie genauer untersuchen:

Der Einsatz von Eyetracking-Technologie bietet hier auch den Vorteil, dass Erinnerungslücken und ungenaue Informationen des Probanden bei der endgültigen Auswertung nicht ins Gewicht fallen. Oft wissen die Testpersonen auch nicht, welche Art Reiz unterschwellig das eigene Verhalten beeinflusst hat – mit dem Eyetracking-Verfahren werden diese unterbewussten Reize erkennbar.

Unbewusste Aspekte die beim Kaufverhalten eine Rolle spielen, können mit Eyetracking nicht nur besser, sondern in den meisten Fällen überhaupt erst ersichtlich werden.

So kann ein Käufer behaupten, die Kaufentscheidung sei mit dem niedrigen Preis verbunden gewesen, während das Eyetracking tatsächlich Aufschluss darüber gibt, dass die Testperson das Preisetikett überhaupt nicht beachtet hat.

Die Reihenfolge der verarbeiteten Informationen, die Vernachlässigung von bestimmten Aspekten und die konkrete Verweildauer – alle diese Faktoren können mit Eyetracking-Technologien in ihrer ganzen Komplexität zuverlässiger erhoben werden.

VR-Eyetracking im Fokus

Analyse der Fokussierungen in VR. Bildquelle: tobiipro.com


Aufmerksamkeit in der Heatmap. Bildquelle: tobiipro.com

Eyetracking ist indes auch ein Schlüssel zu immersiver Forschung.

Aufschlüsse über Aufmerksamkeit von Konsumenten und Konsum-Dynamiken können auch während einer virtuellen Erfahrung erhoben werden. Hier lassen sich Marketing-Strategien direkt auf virtueller Ebene ausloten. Testaufbauten können beliebig virtuell beeinflusst werden und die Erfassung zusätzlicher Daten – beispielsweise von Bewegungsmustern der Testpersonen – ist noch einfacher. Neben Hochleistungs-Eyetracker wird teilweise auch mit dem Flaggschiff-Headset von HTC, der Vive Pro Eye gearbeitet.

Bildquelle: 4players.de

Von Vorteil ist hier, dass sich z.B. beliebig viele Produkt-Ausleuchtungen testen lassen, ohne gleich umständliche Technik hinzuziehen zu müssen.

Im Rahmen von Mitarbeiterschulung und Qualitätssicherung helfen virtuelle Analysen im Vorfeld dabei, qualitative Szenarien mit ausreichend realistischer Rückkopplung zu erzeugen.

Bildquelle:dailydooh.com

Komplexe Umgebungen, wie etwa Flughäfen, lassen sich konkreter in VR analysieren. So wurde auf Grundlage des Heathrow Terminals 5 beispielsweise eine vollständige 360-Grad-Umgebung erzeugt, um das Blickverhalten unter Marketing-Aspekten zu untersuchen.

„The learnings will enable us to service and advise our clients better, giving them key direction on how best to achieve a high impact and engaging creative campaign.“

Steve Cox, Marketing Director/ JCDecaux Airport UK
über das Projekt

Userin mit Tree VR auf dem Tribeca Immersive Festival. Bildquelle: forbes.com

Erkenntnisse aus derartiger Forschung sind auch im Bereich des VR-Storytellings spannend:

Bei non-linearen Geschichten, die als VR-Anwendung konzipiert sind, handelt es sich um individualisierte Inhalte, in deren Mittelpunkt der Anwender selbst steht. Dieser ist nicht Rezipient, sondern Protagonist der Story. Sein Fühlen und Handeln hat großen Einfluss auf den Verlauf der Geschichte.

Damit die Applikation die Intension des Nutzers auslesen kann – selbst, wenn dieser nicht bewusst interagiert – ist Pupillentracking und deren Datenerhebung von großem Nutzen. So können VR-Narrative für den User noch persönlicher und authentischer generiert werden.

Eyetracking ermöglicht dem VR-User aber auch ein schnelleres Interagieren mit virtuellen Gegenständen. Ereignisse treten gemäß seiner natürlichen „Bereitschaft“ auf den Plan – gemessen an der Aufmerksamkeit mit der er Details in einem VR-Raum betrachtet oder vernachlässigt.

Auch nonverbale Kommunikation zwischen einem virtuellen Konterfei und Usern kann authentischer dargestellt werden. Denn ein Avatar wird sich vom User abwenden, sobald dieser ihm den Blickkontakt entzieht. Der Augenkontakt mit virtuellen Avataren bekommt hier also eine neue Dimension und wird wesentlich dazu beitragen, das Präsenzgefühl des Users zu erhöhen.

Ist die Pupillenbewegung ausschlaggebend, kann diese nicht nur erheblichen Aufschluss in Bezug auf die Aufmerksamkeit und das Engagement eines Users geben, sondern auch Einblicke in dessen Anspannung (vergrößerte Pupillen) oder Stress-Level (etwa durch starke Bewegungsabfolge).

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