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INTERFACCE A CONTROLLO OCULARE: INTERFACCE A CONTROLLO OCULARE: CARATTERISTICHE, APPLICAZIONI E SCENARI CARATTERISTICHE, APPLICAZIONI E SCENARI
FUTURIFUTURI
Relatore: Prof. Marco PortaRelatore: Prof. Marco PortaCorrelatore: Prof.ssa Lidia FalomoCorrelatore: Prof.ssa Lidia Falomo
Tesi di laurea diTesi di laurea di
Federico DellafioreFederico Dellafiore
Anno accademico 2010/2011Anno accademico 2010/2011
Università degli Studi di Pavia
Facoltà di Economia, Giurisprudenza,Ingegneria,
Lettere e Filosofia, Scienze Politiche
Corso di Laurea Interfacoltà in
Comunicazione Interculturale e Multimediale
EYE TRACKING EYE TRACKING
Metodo di analisi oculareMetodo di analisi oculare Metodo di puntamento oculareMetodo di puntamento oculare Eye Tracker: il mezzo che permette Eye Tracker: il mezzo che permette
di effettuare la misurazione dei di effettuare la misurazione dei movimenti dell’occhiomovimenti dell’occhio
I 4 METODI DI EYE TRACKINGI 4 METODI DI EYE TRACKING
Electro-OculoGraphy (EOG)Electro-OculoGraphy (EOG) Scleral contact lens/search coilScleral contact lens/search coil Photo-OculoGraphyPhoto-OculoGraphy
Video-OculoGraphyVideo-OculoGraphy Video-Based Combined Pupil/Corneal Video-Based Combined Pupil/Corneal
Reflection (PCCR)Reflection (PCCR)
ELECTRO-OCULOGRAPHY ELECTRO-OCULOGRAPHY (EOG)(EOG)
Gli elettrodi attorno agli occhi rilevano la Gli elettrodi attorno agli occhi rilevano la differenza di potenziale elettrico tra la pelle e differenza di potenziale elettrico tra la pelle e la cavità ocularela cavità oculare
SCLERAL CONTACT SCLERAL CONTACT LENS/SEARCH COILLENS/SEARCH COIL
Speciale lente a contatto che permette la Speciale lente a contatto che permette la misurazione del campo magnetico generato misurazione del campo magnetico generato dal movimento dell’occhiodal movimento dell’occhio
PHOTO-OCULOGRAPHYPHOTO-OCULOGRAPHYVIDEO-OCULOGRAPHYVIDEO-OCULOGRAPHY
Utilizzano una fotocamera o una videocameraUtilizzano una fotocamera o una videocamera Fotodiodi ad infrarossi emettono luce invisibileFotodiodi ad infrarossi emettono luce invisibile
VIDEO-BASED COMBINED VIDEO-BASED COMBINED PUPIL/CORNEAL REFLECTIONPUPIL/CORNEAL REFLECTION
Uno o più LED a infrarossi illuminano l’occhioUno o più LED a infrarossi illuminano l’occhio Un software calcola il punto fissato basandosiUn software calcola il punto fissato basandosi
sulla posizione del centro della pupilla e sulla sulla posizione del centro della pupilla e sulla riflessione corneale riflessione corneale
APPLICAZIONIAPPLICAZIONI
DISABILITÀ E ACCESSIBILITÀDISABILITÀ E ACCESSIBILITÀ
Disabilità visiva: Disabilità visiva: screen readerscreen reader Disabilità uditiva: testo o immagini che Disabilità uditiva: testo o immagini che
sostituiscono i suonisostituiscono i suoni Disabilità cognitiva: linguaggi che Disabilità cognitiva: linguaggi che
associano rappresentazioni grafiche ai associano rappresentazioni grafiche ai diversi terminidiversi termini
Disabilità fisica: sistemi di puntamento Disabilità fisica: sistemi di puntamento oculareoculare
A CHI SONO RIVOLTI I SISTEMI A CHI SONO RIVOLTI I SISTEMI DI PUNTAMENTO OCULARE?DI PUNTAMENTO OCULARE?
Ad esempio, ai malati di:Ad esempio, ai malati di: Sclerosi multiplaSclerosi multipla Distrofia muscolareDistrofia muscolare Sclerosi Laterale Amiotrofica (SLA)Sclerosi Laterale Amiotrofica (SLA)
SISTEMI DI PUNTAMENTO SISTEMI DI PUNTAMENTO OCULAREOCULARE
Sistema mono-oculareSistema mono-oculare Click del mouse tramite metodo di fissazione Click del mouse tramite metodo di fissazione
((dwell timedwell time)) Applicativo 2PCApplicativo 2PC The GridThe Grid
EyeGaze System (U.S.A.)EyeGaze System (U.S.A.)
Quick Glance 3 (U.S.A.)Quick Glance 3 (U.S.A.)
Sistema binoculareSistema binoculare Click del mouse tramite battito di ciglia (Click del mouse tramite battito di ciglia (eye winkeye wink) )
o fissazione (o fissazione (dwell timedwell time)) Software base per Internet ed e-mailSoftware base per Internet ed e-mail The Grid in opzione per Word The Grid in opzione per Word
ERICA (U.S.A.)ERICA (U.S.A.)
Sistema mono-oculareSistema mono-oculare Click del mouse tramite fissazione, battito di Click del mouse tramite fissazione, battito di
ciglia oppure switch esternociglia oppure switch esterno Software Life Mate 3.0Software Life Mate 3.0
TM4 (U.S.A.)TM4 (U.S.A.)
Sistema binoculareSistema binoculare Click del mouse tramite fissazione, battito di Click del mouse tramite fissazione, battito di
ciglia o switch esternociglia o switch esterno The GridThe Grid Domotica (controllo dell’ambiente esterno)Domotica (controllo dell’ambiente esterno)
MyTobii (Svezia)MyTobii (Svezia)
Sistema binoculareSistema binoculare Click del mouse tramite battito di ciglia, fissazione o Click del mouse tramite battito di ciglia, fissazione o
switch esternoswitch esterno Software iAbleSoftware iAble Algoritmi e calcoli compensativi: permettono l’uso del Algoritmi e calcoli compensativi: permettono l’uso del
sistema a persone che non riescono a tener fermo il sistema a persone che non riescono a tener fermo il capocapo
SOFTWARE DI SCRITTURA SOFTWARE DI SCRITTURA OCULAREOCULARE
Diverse tecniche di input:Diverse tecniche di input:
Switch oculareSwitch oculare Eye typingEye typing Eye writingEye writing
SWITCH OCULARESWITCH OCULARE
Scanning sequenziale riga-colonnaScanning sequenziale riga-colonna
EYE TYPING VS. EYE WRITINGEYE TYPING VS. EYE WRITINGTastiera a schermo (eye typing), EyeWrite (eye Tastiera a schermo (eye typing), EyeWrite (eye writing), Eye-S (eye writing)writing), Eye-S (eye writing)
GazeTalk (eye typing)GazeTalk (eye typing)
ALTRI METODI DI INPUT ALTRI METODI DI INPUT OCULAREOCULARE
VisionKeyVisionKey Sistema posizionato sulla montaturaSistema posizionato sulla montatura Richiede due movimenti distinti:Richiede due movimenti distinti:
1.1. Guardare l’angolo al bordo del graficoGuardare l’angolo al bordo del grafico
2.2. Fissare la casella dove è inserita la letteraFissare la casella dove è inserita la lettera
QuickwritingQuickwriting Lo sguardo parte dal centro dell’area di selezioneLo sguardo parte dal centro dell’area di selezione L’utente sceglie uno dei gruppi che contiene la L’utente sceglie uno dei gruppi che contiene la
letteralettera Le sezioni adiacenti mostrano ciascuna lettera del Le sezioni adiacenti mostrano ciascuna lettera del
gruppogruppo
DasherDasher Interfaccia di zoom che opera con gesti di Interfaccia di zoom che opera con gesti di
puntamento continuipuntamento continui L’utente sposta lo sguardo verso l’area che L’utente sposta lo sguardo verso l’area che
raggruppa le lettereraggruppa le lettere Il sistema inizia a zoomare verso la regione di Il sistema inizia a zoomare verso la regione di
spazio che contiene la lettera desiderataspazio che contiene la lettera desiderata
StargazerStargazer Caratterizzato dalla funzione di zoomCaratterizzato dalla funzione di zoom I caratteri sono disposti circolarmente attorno I caratteri sono disposti circolarmente attorno
all’area centraleall’area centrale L’utente sposta il cursore verso la lettera L’utente sposta il cursore verso la lettera
desiderata che inizia ad ingrandirsi per facilitarne desiderata che inizia ad ingrandirsi per facilitarne la selezionela selezione
PERCHÈ L’EYE TRACKING E LA PERCHÈ L’EYE TRACKING E LA DISABILITÀ?DISABILITÀ?
““L’uomo è un animale sociale”L’uomo è un animale sociale”
Eye tracker = canale di comunicazioneEye tracker = canale di comunicazione
La tecnologia diventa “amica” dell’uomoLa tecnologia diventa “amica” dell’uomo
Il fine è il raggiungimento della libertà personaleIl fine è il raggiungimento della libertà personale
CONCLUDENDO: CONCLUDENDO: EYE TRACKING COME SOLUZIONE EYE TRACKING COME SOLUZIONE
PER IL FUTURO? PER IL FUTURO? Interazione classica col Interazione classica col mousemouse::
Spostamento della mano per posizionarla sul Spostamento della mano per posizionarla sul mousemouse
Movimento dell’occhio per scegliere l’oggettoMovimento dell’occhio per scegliere l’oggetto Movimento del mouse per spostare il cursore Movimento del mouse per spostare il cursore
verso l’oggetto desideratoverso l’oggetto desiderato Pressione del tasto del mousePressione del tasto del mouse Risposta del sistemaRisposta del sistema
Interazione con Interazione con eye trackingeye tracking::
Spostamento dello sguardo sull’oggetto di Spostamento dello sguardo sull’oggetto di interesseinteresse
Esecuzione dell’“azione oculare” sull’oggettoEsecuzione dell’“azione oculare” sull’oggetto Risposta del sistemaRisposta del sistema
Il tempo per eseguire delle azioni con un eye Il tempo per eseguire delle azioni con un eye tracker dovrebbe essere tracker dovrebbe essere minoreminore rispetto rispetto all’interazione ordinaria col mouseall’interazione ordinaria col mouse