Um zu verstehen, wie ein Eye Tracker funktioniert, ist es wichtig, zu verstehen wie unsere Augen und das menschliche visuelle System funktionieren.

Ein Eye Tracker System wie zum Beispiel das Tobii X120 misst, wie die Augen typischerweise eine Szenen wahrnehmen oder über einen PC Bildschirm wandern. Das menschliche Auge ist solange in Bewegung, bis eine Fixation auf einem Punkt vorgenommen wird. Dabei unterscheidet man über zehn verschiedene Bewegungsarten des Auges. Die wichtigsten drei davon sind Sakkaden, Fixationen und Verfolgungsbewegungen. Sobald das Auge auf einem Punkt fokussiert spricht man von Fixation, die Augenbewegung zwischen zwei Fixationen wird Sakkade genannt. Siehe Bild rechts:

Die Länge einer Fixation variiert zwischen 100 und 600 Millisekunden, und während diesem Stopp beginnt das Gehirn die visuellen Informationen des Auges zu verarbeiten. Sakkaden hingegen sind extrem schnelle Sprünge von einer Fixation zur nächsten. Die durchschnittliche Dauer einer Sakkade beträgt lediglich 20 bis 40 Millisekunden. Während dieser Periode wird vom visuellen System keine Information ans Gehirn gesendet.

Das menschliche Auge hat ein visuelles Feld von ca. 200 °, aber die höchste Anzahl an Lichtempfindlichen Zellen befindet sich auf der Netzhaut im Bereich der Fovea (dem einzigen Punkt, wo wir scharf sehen). Die Fovea ist relativ klein und deckt nur ca. 1-2 ° unseres Gesichtsfeldes ab. Dies entspricht in etwa der Grösse eines Daumennagels in Entfernung einer Armlänge. Unser Gehirn kann nur von den Sehzellen im Bereich der Fovea detaillierte visuelle Informationen erlangen. Siehe Bild unten:

Unsere Wahrnehmung ist jedoch nicht nur auf das foveale Sehfeld begrenzt. Zum Beispiel beim Lesen eines Textes können wir ungefähr 12-15 Buchstaben nach rechts und 3-4 Buchstaben nach links lesen. Dies impliziert, dass wir eine Wahrnehmungsspanne von ca. 18 Buchstaben besitzen, die asymmetrisch um die Fovea angeordnet liegt. Bereiche welche ausserhalb des fovealen Sehfeldes liegen werden unscharf wahrgenommen, weshalb unser peripheres Sehen relativ schlecht ausfällt. Die periphere Wahrnehmung des Menschen ist nur gut im Erkennen von Bewegung und Kontrasten. Siehe Bild unten:

Es ist möglich, unsere Aufmerksamkeit unabhängig vom aktuell fixierten Punkt zu lenken, also eine Verschiebung der Aufmerksamkeit zu induzieren, ohne dass dabei das Auge bewegt werden muss. Trotzdem ist die Bewegung unseres Auges die verlässlichste Quelle, um zu eruieren, wo die aktuelle Aufmerksamkeit liegt. Das Gehirn würde zu viele Ressourcen verbrauchen beim Verarbeiten von unscharf wahrgenommenen Informationen, weshalb es legitim ist anzunehmen, dass die Bewegung der Augen die Aufmerksamkeitslenkung des Gehirns  sehr gut abzeichnet. Der Eye Tracker wiederum zeichnet diese Augenbewegungen und Fixationen verlässlich und genau auf. Vom Tobii Eye Tracker wird Infrarot-Licht ausgesandt, das wir Menschen nicht wahrnehmen. Dieses Licht wird auf der Netzhaut des Auges reflektiert und ergibt für den Eye Tracker ein Signal, mit welchem Richtungsvektor zum Eye Tracker und in welcher Entfernung sich die beiden Augen im Raum befinden. Eine Umwandlung dieses Signals mithilfe eines komplizierten mathematischen Algorithmus ermöglicht die genaue Lokalisation von Augenbewegungen und –Fixationen.

Durch die Aufzeichnung unserer Augenbewegungen lassen sich Aussagen über unser Verhalten machen. Die Länge einer Fixation ist normalerweise ein Indikator für Informationsverarbeitung oder kognitive Aktivitäten, während denen das Gehirn die visuellen Informationen der Augen interpretiert. Zum Beispiel wurde gezeigt, dass beim Lesen von Studien gängige Wörter kürzere Fixationszeiten haben als weniger gewöhnliche Wörter. Je kürzer die Fixationszeit ist, desto effizienter die Verarbeitung. [SWF]https://eyetracking.ch/wordpress/wp-content/uploads/2012/01/Eye-Tracking-Kompetenz-Center-Gaze-Plot.swf, 280, 200 [/SWF]

Diese Detailinformationen wurden in Zusammenarbeit mit Tommy Strandvall von Tobii Technology SA erstellt.