EYE-TRACKING
Eye-tracking je moderní výzkumná metoda, která je založena na zkoumání pohybu očí. Pohyby očí je možné exaktně měřit a na jejich základě studovat širokou škálu psychologických a biologických procesů (Wade a Tatler, 2005). V současné době patří eye-tracking mezi hlavní trendy v kartografii (Popelka, 2015). Sledování pohybu očí je objektivní metoda, která je schopná poskytnou úplná data bez toho, aniž by účastníci testování verbalizovali své pohyby (Aaron Marcus, 2014). Zařízení, které je schopné tyto pohyby sledovat a měřit, se označuje jako eye-tracker. Většina moderních eye-trackerů je založena na principu bezkontaktního snímání zornice a korneálního odrazu (Holmqvist a kol., 2011). Kognitivní kartografie zkoumá percepci map za účelem zvýšení efektivity a jejich přizpůsobení potřebám konkrétních uživatelů, což je označováno jako usability studies neboli studie použitelnosti (Popelka, Vávra a Brychtová, 2014). Termín použitelnost (angl. usability) je definován podle standardu ISO 9241 (1998) jako „efektivita, účinnost a spokojenost s prostředím, pomocí něhož uživatelé dosáhnou stanovených cílů“ (Popelka, Brychtová a Voženílek, 2012). Při eye-tracking experimentu probíhají dva po sobě následující psychologické procesy: percepční, při kterém uživatel hledaný prvek zahlédne, a kognitivní, při kterém si uvědomí tento nález a pochopí funkci nalezeného prvku (Popelka, Brychtová a Voženílek, 2012). Kvalita kartografického díla závisí na různých faktorech, v ideálním případě musí být přizpůsobena potřebám svých uživatelů, u kterých se měří efektivita práce s mapou, užitečnost a spokojenost uživatele (Brychtová a Coltekin, 2014).
Efektivita je charakterizována jako úplnost a přesnost, s jakou uživatelé dosáhnou specifického cíle a jestli byla jeho podstata a smysl úspěšně naplněné (Design, User Experience, and Usability, 2011). Účinností se zabývají převážně návrháři a grafici, kteří se snaží navrhnout takové prostředí, které bude co nejvýstižnější splňovat interpretační smysl, který byl při vytvoření do díla vložen. Účinnost lze také definovat rychlostí, za kterou se uživatel dobere ke správnému výsledku. Quesenbery (2001) uvádí, že výběr správných navigačních ikon má vliv na účinnost ve smyslu lepší orientace uživatele v navigačním prostředí a vynaložení méně času pro dokončení jakékoli akce. V současnosti je poměrně málo studií zabývající se uživatelským rozhraním navigací a zatím neexistuje jednotný konsensus (Design, User Experience, and Usability, 2011).
Eye-tracking experimentů je v dnešní době prováděna celá řada i v kartografii. Mnoho těchto experimentů bylo prováděno se smyslem zjištění použitelnosti kartografických produktů. Podle Šašinky (2017) je eye-tracking experiment zkoumající kartografické produkty založený na třech aspektech tvořící zároveň stěny pyramidy, a těmi jsou: (1) Mapa – konkrétně její obsah a metoda vizualizace, (2) Charakter řešeného problému – konkrétně typ řešené úlohy a vliv kontextu a (3) Kognitivní strategie – zaměřena na mapovou gramotnost, znalost tématu a úroveň kognitivních funkcí a jejich organizace. Percepce map je úzce spjatá převážně se zrakovou kognitivní psychologií. Zrak je nejdůležitějším smyslem živočichů, umožňuje vnímání barev, tvarů a světla. Pomocí zraku přijímá člověk až 80 % veškerých informací o okolním světě a díky tomu se dokáže orientovat v prostoru Obě oči poskytují zhruba eliptický obraz prostoru o úhlovém rozpětí přibližně 200° na šířku a 130° na výšku (Biedert a kol., 2010 in Popelka, 2015). Lidské oko může ostře vidět pouze malou oblast, která je specifikována jako nehet palce napřímo natažené ruky jedince. Aby bylo vidění co nejefektivnější, má lidské oko schopnost pohybu. Jako fixace je označována schopnost zaměření se lidského oka na jeden bod. Oproti tomu sakádou jsou myšlené pomyslné linie znázorňující pohyby právě mezi fixovanými body. Podle Popelky (2015) představuje sakáda nejrychlejší pohyb části lidského těla a během těchto pohybů nevnímá jedinec téměř žádné vizuální vjemy.
Vlastní experiment
Praktická část realizace bakalářské práce zahrnovala uživatelské testování, které bylo provedeno s využitím technologie eye-tracking, dostupné na Katedře geoinformatiky Univerzity Palackého v Olomouci.
Eye-tracking na Katedře Geoinformatiky Univerzity Palackého v Olomouci
Návrh experimentu
Eye-tracking testování pro zjištění vlivu denního a nočního režimu na percepci map byl po konzultacích s vedoucí bakalářské práce navrhnutý tak, aby evokoval hlavní cíl práce. Jako optimální počet respondentů zúčastněných ET testování byl stanovený na 40 bez dalších osobních charakteristik. Samotné testování bylo pro lepší a přehlednější vyhodnocení výsledků rozděleno na dvě samostatné části zkoumající odlišnou problematiku.
Příprava eye-tracking experimentu
Na realizaci eye-tracking experimentu byl zvolený typ within-subject design. Tento typ designu experimentu má výhodu v tom, že respondenti nemusí být rozděleni na dvě dovednostně vyrovnané skupiny, tudíž mohou všichni respondenti vidět všechny stimuly experimentu. Testování bylo rozděleno na dvě části, kdy každá část experimentu byla zaměřena na testování odlišné problematiky. První část experimentu byla zaměřena na vliv jednotlivých režimů mapy na orientaci v mapě při změně světelných podmínek. Pro sběr dat o vlivu obou režimů na účastníky ET experimentu bylo zvoleno prostředí hry Euro Truck Simulator, kde byl uživatel navigován podle navigace v pravém dolním rohu. Pro účely testování byly navrhnuté dvě obtížnostně srovnatelné trasy, kdy účastníci testování jeli každou trasu tam a zpět. Mimo testovací jízdy byla vytvořena i trénovací trasa z důvodu osvojení si řidičských dovedností v prostředí výše zmíněné hry. Aby podmínky v laboratoři byly nasimulované co nejreálněji, bylo k počítači přidáno herní příslušenství v podobě volantu a pedálů. Druhá část experimentu se zabývala samotným vlivem denního a nočního režimu na percepci map. Druhá část experimentu byla v souladu se získanými daty z online dotazníku, kdy byla pomocí vytvořených stimulů měřena efektivita navigačního prostředí ovlivněná především barevným provedením. Pro testování denního režimu navigace bylo celkem vytvořeno 11 stimulů. Noční režim navigace byl testován celkem na deseti stimulech. Mapové podklady pro tvorbu navigačních stimulů byly vytvořené v prostředí Mapbox. Toto prostředí umožňuje přípravu návrhů jednotlivých mapových podkladů pro různé účely. V prostředí Mapbox bylo pozměněno pouze barevné rozhraní mapového podkladu, který byl vytvořený pro každý stimul odlišně podle potřeb testování. Dále byly vytvořené stimuly v podobě screenshotů ze hry Euro Truck Simulator. Byla snaha vybrat velmi situačně podobné místo jak ve hře Euro Truck Simulator, tak v prostředí Mapbox tak, aby respondent měl dojem, že se jedná o totéž území.
Realizace eye-tracking experimentu
Experiment Vliv denního a nočního režimu na percepci map byl zrealizovaný v eye-tracking laboratoři na Katedře geoinformatiky v Olomouci. Experiment byl strukturován na úvod a dvě samostatné testovací části. Za úvod je považováno přivítání, ve kterém byl respondent obeznámen s výzkumnou metodou eye-tracking experimentu a také s tématem výzkumu. V další navazující části ET testování části respondent uváděl základní identifikační údaje: jméno a příjmení, věk, průměrný počet hodin strávený za volantem za jeden týden a zodpověděl dotaz na používání navigací. Na základě odpovědi týkající se průměrného počtu hodin strávených za volantem byli dále respondenti rozděleni na aktivní nebo pasivní řidiče. Na skupinu, do které byl respondent zařazený na základě průměrného počtu hodin odjetého za týden, byl brán zřetel při vyhodnocování výsledků nasbíraných dat. Na základě odpovědi o používání navigací byli respondenti taktéž rozděleni při následném vyhodnocování výsledků do skupin. Při eye-tracking experimentu bylo otestováno celkem 43 respondentů.
Pro zjištění co nejobjektivnějších výsledků bylo osvětlení v ET laboratoři regulováno tak, aby byly vytvořené podmínky přijatelné jak pro den, tak pro noc. Experiment byl rozdělený na dvě části, které byly spuštěné respondentům vždy ve stejném pořadí. V první části měl respondent za úkol jet testovacím automobilem podle navigace při změně světelných podmínek a režimů navigace. Pro tuto část experimentu byla vytvořena jedna testovací jízda a čtyři obtížnostně srovnatelné jízdy. Respondenti měli odlišné mezičasy při jednotlivých jízdách, z toho důvodu musel být brán zřetel na tuto skutečnost při vyhodnocení výsledků první části. Druhá část testování zjišťovala uživatelské preference barevného provedení, kdy byly nejprve respondentům spuštěny testovací stimuly pro denní režim navigace a poté testovací stimuly pro noční režim navigace. Při druhé části experimentu byly taktéž upravovány světelné podmínky v laboratoři tak, aby podmínky byly nasimulované co nejreálněji.
Technické provedení eye-tracking experimentu
Po úvodním přivítání a vyplnění osobních údajů následovala kalibrace. V první části testování byl brán zřetel na to, aby maximální odchylka kalibrace byla co nejmenší. Vzhledem k faktu, že oblast navigace byla dominantou pravého dolního rohu, mohla být maximální odchylka kalibrace určena jako 1°. V některých případech musel být proces kalibrace i několikrát opakován, aby bylo dosaženo stanovené hodnoty. Pro druhou část testování nebyl proces kalibrace směrodatný, neboť byla zaznamenávána data od respondentů pouze pomocí kliku myši. I přes tuto skutečnost však byla kalibrace nedílnou součástí i druhé části experimentu. V první části ET experimentu byl testovaný vliv denního a nočního režimu na percepci map pomocí hry Euro Truck Simulator. Ve hře byly navolené obtížnostně srovnatelné trasy. Pomocí navigace s vypnutou funkcí navigování hlasem byl respondent naváděn po předem zvolené trase. Celkem byla navolena jedna tréninková jízda za účelem osvojení si řízení nákladního automobilu pomocí herního volantu, a další čtyři trasy samotného experimentu. Všem respondentům byla předložena stejně navolená trasa bez jakékoli změny. Pro objektivnost výsledných dat byla na kombinace režimů se světelnými podmínkami nastavena randomizace tak, aby jedna z kombinací nebyla znevýhodněna svým postavením. Mimo jiné byl průběh experimentu zaznamenáván a na jakoukoli dezorientaci při určité verzi byl brán zřetel při dalším vyhodnocení.
Druhá část ET testování byla vytvořena na základě zjištění preferencí uživatelů z on-line dotazníku. Respondent musel začátkem druhé části vyplnit své jméno a příjmení proto, aby se data z první části experimentu spárovala s daty z druhé části experimentu. Začátkem druhé části testování proběhla opět kalibrace. Na velikost odchylky nebyl brán zřetel, neboť byly zaznamenávány kliky myší a následně vyhodnocena správnost odpovědí a preference uživatele. Celkem bylo vytvořeno 21 stimulů, ve kterých bylo testováno různé barevné provedení obou režimů. Správnost odpovědí byla zjišťována v programu SMI BeGaze™, kde byly jednotlivé odpovědi respondentů zaznamenávány do souboru s příponou *.txt.
