Tato diplomová práce byla vypracována při studijním pobytu na University of Eastern, Finland. Tato práce se zabývá analýzou pohybů očí jakožto charakteristiky lidských úmyslů. Během hraní hry 8Puzzle byly extrahovány pohyby očí a rozděleny na základě stisku tlačítka, které ve hře symbolizovalo hráčův úmysl pohnout herní kostičkou. Takto rozdělené sekvence představují reflexivní chování oka, tzv. pohledové gesto, které představují zdroj příznaků. Příznaky extrahované z pohybů očí pak popisují pohledová gesta spojená jak s úmysly a tak bez úmyslů. Nově bylo do analýzy zahrnuto také pozorování změn v zorničce jakožto zdroj informací, který by mohl pomoci v rozlišení úmyslných pohledů od pohledů bez záměru. Tento úkol zahrnuje binární klasifikaci, která byla realizována pomocí navrženého predikčního modelu s využitím SVM a RBF jádra. Tato práce se také zaměřuje na studium vlivu normalizace na celkové výsledky. Vyhodnocení modelu bylo realizování pomocí křivky pod grafem. Z výsledků bylo dobře patrné, že datová sada příznaků založená na fixacích a sakádách lépe rozlišila úmyslné sekvence od neúmyslných, zatímco úspěšnost sad příznaků postavených na odezvách pupily se pohybovala na hranici náhodného klasifikátoru. Přestože dosažené výsledky vyzývají k dalšímu studiu lidských úmyslů pomocí pohybů očí, přestože klasifikace v reálném čase na základě takto navržených příznaků by prozatím nebyla 100% spolehlivá.

In the thesis, results of a research focused on monitoring strategies used by students during problem solving are presented. It follows previous studies conducted with the use of think- aloud method. Due to limitations of this method, an eye-camera is used. The record of the camera is used not only to analyse student's problem-solving process, but also as a tool eliminating one of the RTA limits - inaccuracies due to forgetting. The strategies were investigated among economics-oriented vocational school students in the first grade. They solved indicator tasks from the Methodical Comments and Tasks for Educational Standards in Lower-Secondary Education. The research sample was selected based on a pre-test composed of the selected tasks. According to the results, the students were divided into four categories, two students of each category were selected for the research. They solved a second set of the tasks. Based on eye-tracking and think-aloud data, their problem- solving processes were mapped and false-positive results were eliminated. The research results show that the students used the most expansive strategies, mainly work with the periodical table. However, in most cases, these strategies did not lead to a correct solution, due to the students' problems during solving. In these cases, they...

Das Verständnis über visuelle Aufmerksamkeitsprozesse ist nicht nur für die Kognitionsforschung von großem Interesse. Auch in alltäglichen Bereichen des Lebens stellt sich die Frage, wie wir unsere Umwelt in unterschiedlichen Situationen visuell wahrnehmen. Entsprechende Untersuchungen können in realen Szenarien und aufgrund neuer innovativer 3D-Verfahren auch in Umgebungen der virtuellen Realität (VR) durchgeführt werden. Zur Erforschung von Aufmerksamkeitsprozessen wird unter anderem die Methode der Blickbewegungsmessung (Eyetracking) angewandt, da das Sehen für uns Menschen die wichtigste Sinnesmodalität darstellt. Herkömmliche Blickbewegungsmessungen beziehen sich allerdings überwiegend auf zweidimensionale Messebenen, wie Bildschirm, Leinwand oder Szenevideo. Die vorliegende Arbeit stellt eine Methode vor, mit der dreidimensionale Blickorte und Blickbewegungen sowohl in einer realen als auch in einer stereoskopisch projizierten VR-Umgebung anhand moderner Eyetracking-Technologien bestimmt werden können. Dafür wurde zunächst in Studie I geprüft, ob die Blickbewegungsmessung durch die für eine stereoskopische Bildtrennung notwendigen 3D-Brillen hindurch möglich ist und inwieweit durch diesen Versuchsaufbau die Qualität der erhobenen Eyetracking-Daten beeinflusst wird. Im nächsten Schritt wurde zur Berechnung dreidimensionaler Blickorte das Anforderungsprofil an einen universellen Algorithmus erstellt und mit einem vektorbasierten Ansatz umgesetzt. Die Besonderheit hierbei besteht in der Berechnung der Blickvektoren anhand der Augen- bzw. Foveaposition und binokularen Eyetracking-Daten. Wie genau dreidimensionale Blickorte anhand dieses Algorithmus berechnet werden können, wurde nachfolgend in realer (Studie II) als auch stereoskopisch projizierter VR-Umgebung (Studie III) untersucht. Anschließend erfolgte die Bestimmung dreidimensionaler Blickbewegungen aus den berechneten 3D-Blickorten. Dazu wurde ein ellipsoider Fixationserkennungsalgorithmus konzipiert und implementiert. Für die dispersionsbasierte Blickbewegungserkennung waren sowohl ein zeitlicher als auch örtlicher Parameter für die Identifikation einer Fixation erforderlich. Da es noch keinerlei Erkenntnisse im dreidimensionalen Bereich gab, wurden die in Studie II und III ermittelten 3D-Blickorte der ellipsoiden Fixationserkennung übergeben und die daraus berechneten Fixationsparameter analysiert. Die entwickelte Methode der räumlichen Blickbewegungsmessung eröffnet die Möglichkeit, bislang in zwei Dimensionen untersuchte Blickmuster nunmehr räumlich zu bestimmen und grundlegende Zusammenhänge zwischen Blickbewegungen und kognitiven Prozessen dreidimensional sowohl in einer realen als auch virtuellen Umgebung zu analysieren.

Nowadays, information is increasingly presented in the form of various graphic materials. One of the key means of information visualisation is a map. Maps are complex representations and it is necessary to comprehend several cartographic concepts and to acquire skills and strategies for their efficient use. For this reason, it is important to give maps sufficient attention in the course of education. For the education to be of high quality, it is fundamental to understand the process of the map use and factors affecting this process and its successfulness. Therefore, the general purpose of the dissertation thesis is to develop this understanding. Specifically, the thesis has four main aims. One of them is to identify a map skill level of Czech students while using thematic maps since the popularity of thematic maps is increasing together with the number of cartographic insufficiencies they contain. These insufficiencies can inter alia cause a formation of misconceptions both about the maps and phenomena and regions they display. The second main aim is to identify and describe strategies that students choose to solve tasks which require the use of a thematic map. Additionally, the sub-aim is to understand the influence of chosen factors on the level of map skills as well as on choice and efficiency...

Online conversations via video have nowadays partially replaced face to face contact, and there are some challenges that occur in video conversations, e.g., time delay and the placement of the camera which leads to eliminating the possibility for direct eye contact, and time delay. There are experiences that these conditions disturb the social connection with the other, which does not mainly affect problem solving effectiveness, but something relational seems to alter. This study investigated if eye-movement can used to measure social connectedness during video conversation. In order to study this, two custom made units (“NUNAs”) with robotized cameras were built, which e.g. allow for unprocessed eye contact. A feasibility pilot was conducted, which data this report is based on. The experimental conditions were 1, available eye contact, 2, skewed visuality and 3, time delayed signal. The participants (n = 12) took part pairwise, they were familiar with online conversation and did not self report autism spectrum disorder. They were instructed to talk naturally and unprobed through video using the NUNA’s for 30-50 minutes, and the three conditions were changing every 4 minutes. Eye movement behavior within the three conditions was compared, such as the duration of the visit in the eyes area. None of the results showed a significant difference. Factors that might lead to these results, such as limited sample size, are discussed. Eye movement in relational processes may be needed to be studied on a dyadic level, and not on individual. / Onlinekonversationer via video har numera delvis ersatt kommunikation ansikte mot ansikte. Det finns dock vissa utmaningar som uppstår vid videosamtal, exempelvis placeringen av kameran som leder till ett omöjliggörande av ögonkontakt, och tidsfördröjning. Det finns erfarenheter av att dessa förhållanden stör känslan av samhörighet till den andre, vilket inte påverkar problemlösningens effektivitet nämnvärt, istället är det de relationella aspekterna som förändras. Denna studie undersökte om ögonrörelser kan användas för att mäta social anknytning under videokonversation. För att studera detta byggdes två specialtillverkade enheter (”NUNA”) med robotiserade kameror, som t.ex. tillåter obearbetad ögonkontakt. En pilotstudie genomfördes och data ifrån studien har legat till grund för denna rapport. Experimentförhållandena var 1, tillgänglig ögonkontakt, 2, skev visualitet och 3, fördröjd signal. Deltagarna (n = 12) deltog parvis, de var bekanta med onlinekonversationer och rapporterade själva att de inte var inom autism spekrat. De instruerades att prata naturligt genom video med hjälp av NUNA i 30-50 minuter, och de tre förhållandena ändrades var 4:e minut. Ögonrörelsebeteenden inom de tre tillstånden jämfördes, såsom längden på besöket i ögonområdet. Inget av resultaten visade någon signifikant skillnad. Faktorer som kan leda till dessa resultat, såsom begränsad urvalsstorlek samt att ögonrörelser i relationella processer kan behöva studeras på dyadisk nivå, och inte på individnivå, diskuteras.

The degree project explores the interaction between computers and users who, due to physical impairments are unable to use computer mice and/or keyboards. The users are given alternative means of input,namely eye tracking and speech recognition. The interactions are studied using experiments that are based on the Wizard of Oz-method.The project also includes development of a framework used during the experiments and interfaces that are based on the results of the experiments. It is shown that eye tracking and speech recognition has the potential to allow a user full and efficient usage of a computer, without the need for a computer mouse or keyboard. / Examensarbetet utforskar interaktionen mellan datorer och användare som på grund av någon form av funktionsnedsättning inte kan använda datormöss och/eller tangentbord. Användarna får tillgång till alternativamedel för inmatning, nämligen ögonstyrning och taligenkänning.Interaktionen studeras genom att utföra experiment som är baserade på Wizard of Oz-metoden. Examensarbetet inkluderar även utvecklingenav ett ramverk som används under experimenten samt prototyper på grafiska gränssnitt som baseras på resultaten av experimenten. Det visasatt dessa alternativa medel för inmatning har potentialen att ge en användare full och effektiv användning av en dator, utan behov för en datormus eller ett tangentbord.

Through continuing technological advancement, increased media exposure occurs as consumers are able to obtain access more easily. Various media formats, including video, are a means whereby consumers gather information about the world around them, and continually make comparisons between that information and themselves. Among the information obtained from media channels is how bodies are portrayed in the media. Comparisons between media images of body and self-perceptions of body are particularly prevalent in women. The current study employs the use of eye-tracking to examine how women view other women's body types and areas of the body in video-based advertising. The study also employs self-report measures to further understand how individual body region satisfaction, drive for thinness, and media influence relate. Findings indicate that women, regardless of personal satisfaction, tend to look longer at thin women than plus-sized or average women. Furthermore, media pressures and internalization were found to play a strong role in women's drive for thinness and personal satisfaction, while media as a source of information played no such role.

Ein positives Nutzungserlebnis (engl. User Experience) ist einer der Schlüsselaspekte erfolgreicher Produkte und damit auch eine der Grundlagen für den wirtschaftlichen Erfolg eines Unternehmens. Ergonomische Bedienbarkeit und ansprechende Gestaltung des Produkts haben hierauf einen starken Einfluss (Schröppel & Wartzack, 2018). Entwickler und Designer versuchen deshalb, dieses Erlebnis bereits in einer möglichst frühen Phase des Produktentwicklungsprozesses zu erfassen und zu bewerten. Ein in der Automobilbranche erfolgreich eingesetztes Werkzeug zur Bewertung des Nutzungserlebnisses ist der Prototypenbau. Der Einsatz von solchen prototypischen Realaufbauten ist allerdings mit einem hohen finanziellen und vor allem mit einem hohen zeitlichen Aufwand verbunden. Deshalb werden diese meistens erst relativ spät im Produktentwicklungsprozess verwendet. Im Sinne des „Frontloadings“ wäre es vielmehr wünschenswert und sinnvoll, früh zur Verfügung stehende, digitale Modelle für die Bewertung des Nutzererlebnisses zu verwenden. Damit könnten bereits in einer frühen Phase des Produktentwicklungsprozesses Erkenntnisse über das Nutzungserlebnis unterschiedlicher Konzepte in die Entwicklung des Produkts einfließen. [... aus Punkt 1]

Den fysiska arbetsmiljön är viktig för hälsan. Den kontorstypen vi arbetar i har en betydande påverkan på individen. Vi vet idag att buller, speciellt över en längre tid bidrar till negativa hälsoeffekter. Trots det utformar vi kontor med öppnare landskap där arbetstagare inte kan kontrollera bakgrundsljudet. Den här studien genomförs i en kontrollerad miljö med syfte att synliggöra hur det kan vara att arbeta i ett öppet kontorslandskap och i ett vanligt kontor. Studien mäter både upplevd och observerad arbetsbelastning, samt hur dessa skiljer sig åt i en tyst miljö och en miljö med bakgrundsljud. I experimentet använde vi oss av eye-tracking utrustning för att mäta pupillutvidgning, vilket kan ha ett samband med ökad mental arbetsbelastning. GSR-utrustning användes för att mäta känslosvall och deltagarnas upplevda arbetsbelastning mättes med hjälp av en NASA-TLX enkät. Resultatet visar att miljön med bakgrundsljud upplevdes störande under hela testet. Skillnader i pupillstorleken visade på en ökad mental arbetsbelastning när det fanns ljud i bakgrunden, men bara på de tester som innehöll en läsuppgift. Om arbetsbelastningen blir för hög, kan det enligt tidigare forskning, leda till en negativ påverkan på en persons hälsa. / The physical work environment is important for your health. The type of office we work in have a significant impact on the individual. We know today that noise, especially over a longer period of time contribute to negative health effects. Despite this we continue designing offices with open landscape where workers cannot control the background noise. This study is conducted in a controlled environment with the intention to get a view how it might be to work in an open landscape office and in a regular office. The study measure both perceived and observed mental load, and how these differ in a quiet environment and an environment with background noise. In the experiment we used eye-tracking equipment to measure pupil dilation, which may be associated with increased mental load. GSR-equipment was used to measure emotional arousal and participants perceived workload was measured using a NASA-TLX questionnaire. The result shows that the environment with background noise was experienced as disturbing throughout the test. Differences in pupil dilation showed an increased mental workload when there was sound in the background, but only on the tests that contained a reading task. If the workload becomes too high, it can, according to previous research, lead to a negative impact on a person’s health.

Den ständigt ökande mängden av smarta enheter i vår vardag har lett till nya problem inom HCI så som hur vi människor ska interagera med dessa enheter på ett effektivt och enkelt sätt. Än så länge har kontextuellt medvetna system visat sig kunna vara ett möjligt sätt att lösa detta problem. Om ett system hade kunnat automatiskt detektera personers aktiviteter och avsikter, kunde det agera utan någon explicit inmatning från användaren. Ögon har tidigare visat sig avslöja mycket information om en persons kognitiva tillstånd och skulle kunna vara en möjlig modalitet för att extrahera aktivitesinformation ifrån.I denna avhandling har vi undersökt möjligheten att detektera aktiviteter genom att använda en billig, hemmabyggd ögonspårningsapparat. Ett experiment utfördes där deltagarna genomförde aktiviteter i ett kök för att samla in data om deras ögonrörelser. Efter experimentet var färdigt, annoterades, förbehandlades och klassificerades datan med hjälp av en multilayer perceptron--och en random forest--klassificerare.Trots att mängden data var relativt liten, visade resultaten att igenkänningsgraden var mellan 30-40% beroende på vilken klassificerare som användes. Detta bekräftar tidigare forskning att aktivitetsigenkänning genom att analysera ögonrörelser är möjligt. Dock visar det även att det fortfarande är svårt att uppnå en hög igenkänningsgrad. / The increasing amount of smart devices in our everyday environment has created new problems within human-computer interaction such as how we humans are supposed to interact with these devices efficiently and with ease. So far, context-aware systems could be a possible candidate to solve this problem. If a system automatically could detect people's activities and intentions, it could act accordingly without any explicit input from the user. Eyes have previously shown to be a rich source of information about a person's cognitive state and current activity. Because of this, eyes could be a viable input modality for extracting information from. In this thesis, we examine the possibility of detecting human activity by using a low cost, home-built monocular eye tracker. An experiment was conducted were participants performed everyday activities in a kitchen to collect eye movement data. After conducting the experiment, the data was annotated, preprocessed and classified using multilayer perceptron and random forest classifiers.Even though the data set collected was small, the results showed a recognition rate of between 30-40% depending on the classifier used. This confirms previous work that activity recognition using eye movement data is possible but that achieving high accuracy is challenging.