Eye Tracking for Virtual Environment: Development and Evaluation of a Prototype

摘要

Tämän diplomityön tarkoituksena oli kehittää prototyyppi virtuaaliympäristössä käytettävästä katseenseurantajärjestelmästä Tampereen teknillisen yliopiston Konstruktiotekniikan laitoksen CAVE-virtuaaliympäristöön ja testata sen toimivuus. Vastaavanlaisia ratkaisuja on toteutettu aiemmin, mutta ne eivät ole helposti saatavilla saati sovitettavissa laboratorion laitteisto- ja ohjelmistoympäristöön ja kaupalliset järjestelmät ovat kalliita. Ehdotus järjestelmän kehittämisestä tuli Sandvik Mining and Construction Oy:lta. Valmiin prototyypin oli tarkoitus olla esiteltävissä yritysvieraille.Laitteistoratkaisuna oli videokameran ja valaistuksen infrapunaledien kiinnittäminen virtuaaliympäristössä käytettäviin 3D-laseihin ja videon kaappaaminen USB-videokaapparilla. Ohjelmisto toteutettiin käyttäen apuna työpöytäkäyttöön tarkoitettua katseenseurantaohjelmaa nimeltä Gaze Tracker. Toteutettu ohjelma laski silmän paikan ja katseen orientaation virtuaaliympäristössä pään paikan ja orientaation sekä Gaze Trackerin tarjoaman 2D-tason pikselikoordinaattien avulla.Järjestelmää testattiin kehitystyön aikana manuaalisesti ja ohjelmallisesti. Järjestelmän integraatiotestaus toteutettiin CAVE-virtuaaliympäristön henkilökunnan avustuksella. Lopuksi suoritettiin käyttäjätestauksen pilotti ja varsinainen käyttäjätestaus yhteensä kuudella käyttäjällä järjestelmän toimivuuden osoittamiseksi ja suurimpien jatkokehitystarpeiden tunnistamiseksi.Tutkimuksen tuloksena järjestelmä todettiin toimivaksi. Katseenseurannan tarkkuus oli esittelytarkoitukseen riittävä ja latenssi hyvä. Järjestelmän vaste oli lähes reaaliaikainen. Myös järjestelmän merkittävimmät ongelmat tunnistettiin, joista tärkein oli ohjelmiston hankala käytettävyys järjestelmää käyttävän henkilökunnan kannalta. Ohjelmiston käyttö vaati liikaa manuaalista työtä. Laitteiston osalta kävi ilmi, että kameran asemointi ja infrapunaledien sijoittelu eivät olleet parhaat mahdolliset. /Kir12