Section 3. The Overview of Eye Tracking Systems
3.1. The Concept of Eye Tracking System
Eye Tracking System에서 나오는 Infrared Lights가 눈의 다양한 위치, 예를 들어 수정체나 망막 등에서 반사되는데 이 반사되는 Infrared Lights의 각도를 계산하여 User가 현재 어디를 응시(Fixation)하고 있는지 알게 된다. 이것은 앞에서 설명한 인간의 시각 체계(Visual System)과 인지 체계(Cognitive System), 그리고 주의(Attention) 이론에 기초하고 있다. 수 많은 자극(Stimulus)이 눈(Eye)에 들어오게 되면, 감각 기억(Sensory Memory)으로 넘어가게 되고 그 중 주의(Attention)를 기울인 정보에 대해서만 의식적으로 작업 기억(Working Memory)에서 처리가 된다. Eye Tracking System은 Infrared Lights를 이용하여 현재 주의(Attention)와 밀접한 관련이 있는 Fovea 영역인 Central Area를 직접적으로 측정하는 것이다. 즉, 이 영역을 측정함으로써 어느 곳에 시선이 고정되는지 알 수 있으며, 시선이 고정된 영역에 대해서 가장 중요한 정보 처리가 이루어지고 있다는 가정에서 출발하는 것이다. 물론, 실제 구체적이고 세부적인 뇌 활동(Brain Activity)을 측정할 수 없고, 실제로 어떤 정보들이 어떤 과정으로 처리되는지 알 수 없지만, 현재 주의를 기울이는 영역을 측정함으로써 어느 영역에 대해서 정보 처리가 이루어지는지 판단할 수 있다. 실제 어떤 정보들이 어떤 과정으로 처리되는지에 대해서는 추가적인 방법론을 동시에 사용함으로써 보완될 수 있다
Eyetracking System의 원리
3.2. The Kinds of Eye Tracking System
Eye Tracking System은 측정 원리에 따라 5가지로 분류될 수 있다(Duchowski, 2003) : Electro-oculography(EOG), Scleral contact lens/search coil, Video-oculography(VOG), Photo-oculography(POG), 그리고 Video-based combined pupil/corneal reflection Techniques. 이 중 가장 안정적이면서 신뢰롭고 사용하기 편리하다는 이유로 인해 가장 많이 쓰여지고 있는 방식이 Video-based combined pupil/corneal reflection Techniques이다. Video-based 방식이 바로 앞에서 설명한 것처럼 눈(Eye)에 Infrared Lights에서 반사된 것을 기초로 안구 운동(Eye Movement)을 측정하는 방식이다.
하지만, Video-based combined pupil/corneal reflection Techniques의 문제점이 있다. 바로 머리 움직임(Head Movement)에 대해서 매우 취약하다는 것이다. 조금만 머리를 움직이게 되면 Eye Tracking System에서 Tracking Loss가 발생하여 눈 움직임(Eye Movement)을 측정할 수 없다. 이에 일반적으로 Video-based 방식의 Eye Tracking System은 Head-mounted 장치를 갖추어, 피험자의 머리가 움직이지 않도록 고정시킨다. 그러나, Head-mounted 장치를 통해 머리를 고정시킬 경우, 피험자의 자연스러운 행동을 방해하기 때문에 일부 학자들 사이에서 다소 논란이 되기도 했다. 또한 피험자의 행동을 제약하기 때문에, 피험자가 Research를 진행하는 동안 불편함을 많이 느껴 대략 20분 이상의 테스트를 진행하는데 무리가 있다는 문제점도 나타나게 되었다.
3.3. Tobii Eye-Tracking Device
이러한 문제점을 해결한 것이 바로 Tobii Eye-Trackig Device이다. 이 장치는 피험자의 머리가 움직이는 것에 대한 문제점을 보완할 수 있는 내부 프로세스를 갖추었으며, 일정 영역 내에서 머리 움직임(Head Movement)으로 인해 발생되는 오차(Error)를 수정할 수 있도록 되어 있다. 그래서 Tobii Eye-Tracking System에는 Head-mounted device가 없다. 또한 기존의 Eye Tracking System은 한쪽 눈(Eye)만 측정하기 때문에 Tracking Loss가 많이 발생하였는데, 이 Tobii Eye-Tracking System은 양쪽 눈(Eye)을 모두 측정하기 때문에 한 쪽 눈에서 Tracking Loss가 발생될 경우, 다른 나머지 한쪽 눈은 계속해서 측정되기 때문에 안정적이고 신뢰로운 데이터를 확보할 수 있다는 장점이 있다.
Tobii 1750 Eyetracking System
3.4. Tobii 1750 Eye-Tracking System
현재 NHN의 UX Lab에서는 Tobii사에서 만든 1750 Eye-Tracking System을 보유하고 있다. 이 장비의 장점은 머리를 고정시키기 위한 Head-mounted device가 필요없으며, 가장 자연스러운 상황에서 다양한 User들의 눈 움직임(Eye Movement)를 측정할 수 있다는 것이다. 또한, 모니터 일체형으로 구성되어 있어 공간적인 활용이 매우 뛰어나며, 타 장비에 비해 Long-lasting calibration을 제공해 준다는 것이다. 단 한번의 Calibration 과정만 거치면 그 이후에는 그 피험자에 대해서 다시 Calibration할 일이 없어진다. 다른 장비의 경우 한번 Calibration하는데 필요한 시간만 평균 5분 이상이 필요한데, 30초도 안 걸리는데 빠른 Calibration 과정에, 한번 Calibration을 하면 다시는 할 필요가 없다는 것이 얼마나 놀라운 기술의 진보인가.
[ 표. Tobii 1750 Eye-Tracking System 특징 ]
|
Physical Design |
- Integrated with 17” TFT Display |
|
Data Output |
- Time Stamp
- Gaze Position relative to stimuli for each eye ( X and Y values)
- Position in camera field view of each eye
- Distance from camera of each eye
- Pupil size of each eye
- Validity code of each eye |
|
Accuracy |
- 0.5 degrees |
|
Spatial Resolution |
- 0.25 degrees |
|
Frame Rate |
- 50Hz |
|
Price (Basic Module) |
- $38,900 |
Tobii 1750 Eye Tracking System으로 측정 가능한 Web 영역은 아래에 제시되어 있다.
[ 표. Web 영역에서의 측정 가능 영역 ]
|
Type of Content |
Handled today |
|
Standard HTML Page |
Yes |
|
HTML Frames |
Yes |
|
I-Frames |
Partly Yes |
|
Pop-up Windows |
Yes |
|
ASP-generated Pages |
Yes |
|
Javascript and Other Script Tools |
No |
|
Flash Animation |
No |
[ Eyetracking Research 101 - Part 1. 으로 가기]
