Пользовательский интерфейс, следящий за движением глаза, может дать новый способ пользования компьютером.
Исследователь в Стэнфорде создал альтернативу для мышки, позволяющую человеку, использующему компьютер щелкать на значки, выдвигать текст на первый план и прокручивть просто взглядом на экран и нажатием клавиши на клавиатуре.
Используя стандартную следящую за глазом аппаратуру - специальный компьютерный экран с камерой высокого разрешения и инфракрасным светодиодами, Ману Камар - докторант, работающий с профессором информатики Тэрри Виноградом, развил новый пользовательский интерфейс, с которым легко работать. "Следящая за глазом технология была развита для пользователей с ограниченными способностями," - объясняет Камар, - "но мы стараемся сделать так, чтобы наша работа была полезна и для здоровых пользователей". Он говорит, что здоровые пользователи имеют склонность к более высоким стандартам для удобных в работе интерфейсов, и сначала следящая за глазом технология не была рассчитана на них.
В основе технологии Камара лежит программное обеспечение EyePoint, работающее со стандартными следящими за глазом аппаратными средствами. В нем заложен следующий подход: человек смотрит, например, на значок связи с интернетом и держит "горячую клавишу" на клавиатуре (обычно они располагаются на маленькой клавиатуре чисел справа), пока он смотрит. Та область экрана, на которую он смотрит, становится увеличенной, затем человек указывает центр этой области и отпускает "горячую" клавишу, тем самым щелкая на значок связи с интернетом.
Подход Камара может направить развитие следящих за глазом пользовательских интерфейсов в правильном направлении - вместо разработки обычного основанного на пристальном взгляде интерфейса, полностью управляемого глазами (например, системы, в которой пользователь смотрит на данную связь, затем мигает, чтобы щелкнуть на нее), он вовлек руку, что делает взаимодействие более естественным. "У него правильная идея - соединить глаз и руку," - говорит Роберт Джекоб, профессор информатики в Университете Пучков, в Медфорде, MA.
Элементарные следящие за глазом технологии относятся к началу 1900-ых. Исследователи фотографировали на пленку отраженный от глаз свет и использовали эту информацию для изучения того, как люди читают и смотрят на картины.
Но сегодняшняя технология использует камеру с высоким разрешением и ряд инфракрасных светодиодов, встроенных прямо в экран. Такие экраны очень дорогие, так дисплей, который использует Камар, стоит 25 000 $. Камера фотографирует движение зрачка и отражение инфракрасного света от роговой оболочки, которая используется как контрольная точка, т.к. она не движется.
Однако даже самое лучшее устройство слежения за глазом не совершенно. "Глаз на самом деле не очень устойчив," - говорит Камар. Даже когда человек зафиксирован, зрачок колеблется.
Поэтому он написал алгоритм, по которому компьютер сглаживает колебания глаза в режиме реального времени. По словам Камара, остальная часть исследования, состоит в изучении того, как люди смотрят на экран, и построении интерфейса, "не перегружающего визуальный канал", другими словами, естественного для пользователя.
По словам Камера, одной из важных особенностей интерфейса является то, что человеку не нужно управлять курсором. В отличие от мыши, которая сегодня используется повсеместно, EyePoint не обеспечивает никакой обратной связи с тем, куда смотрит человек. Предыдущие исследования показали, что человека отвлекается, когда знает о своем взгляде, потому что он сознательно пробует управлять им. В проведенных Камаром изученьях применимости было выявлено, что работа людей понижается, когда за их взглядом следует синяя точка.
При изучении 20 человек, он выяснил, что участники, которые должны были печатать и указывать, делали это быстрее глазами, чем мышкой, хотя доля ошибки, 20 процентов, довольно высока. Но в целом, приблизительно 90 процентов участников сообщили, что они предпочли бы использовать EyePoint, а не мышь.
По словам Тэда Селкера, профессора в MIT Media и Лаборатории Технологии Искусств, эта 20-процентная ошибка может привести к некоторым проблемам, и " это огромная величина," - говорит он, - "потому что человек может заметить существенное ухудшение точности даже при 5 процентах". Селкер добавляет, что низкая точность может затруднить редактирование текста.
Камар признает, что система несовершенна, но он утверждает, что многие из ошибок идут от людей, которые из-за недостатка практики, щелкали на ссылки, на которые, как им казалось они смотрят, а на самом деле они были только в периферийном видении. В самом деле, тачпеды, трекболы сделаны не так, как мышь, но это вполне жизнеспособные устройства ввода. Камар говорит, что он работал с алгоритмами, которые обещают сделать EyePoint более точным, отвечая за ошибки, связанные с периферийным зрением. Однако он допускает, что EyePoint будет плохо работать у некоторых людей, например, тех, что носят очки с толстыми линзами, специальные контактные линзы, или у кого ленивые глаза.
Несмотря на это, Камар уверен в технологии и в ее развитии как инструмента для основной массы людей. Для этого он проверил ряд различных интерфейсных схем, находящихся в проекте разработки пользовательского интерфейса с использованием взгляда (GUIDe - Gaze-enhanced User Interface Design). Другое применение, названное EyeExposИ, сделано для приложения ExposИ Apple OS X, в котором человек может нажать клавишу F11 для уменьшения всех открытых окон, затем протащить курсор мыши к окну, которое он хочет выдвинуть. С EyeExposИ, пользователь может нажать клавишу F11, затем выдвинуть интересующее окно нажатием клавиши на клавиатуре. Также Камар изменил клавишу " scroll lock ", в применении EyeScroll: пока человек читает, экран медленно показывает нижеследующий текст. Кроме того, Камар тестирует измененную версию клавиш "page up" and "page down". Когда человек читает в конце страницы, программное обеспечение автоматически прокручивает вниз одну страницу. Чтобы читатель не сбивался при этом, самое последнее место, на которое он смотрел, выдвинуто на первый план.
Важной вещью в Стэнфордском исследовании Шумин Жэй, исследователь IBM Исследовательского центра Альма-дена в Сан-Хосе и пионер в области слежения за глазом, считает то, что Камар "делал технологию слежения за глазом практической для посведневных задач". Однако Жэй говорит, что все еще может быть препятствие для обычного человека, потому что он должен пройти процесс калибровки, в котором программное обеспечение измерит скорость движения его глаз.
Есть некоторые признаки того, что технология слежения за глазом скоро выйдет на потребительский рынок. Рабочие столы и ноутбуки Apple теперь оборудованы встроенной камерой для видеоконференций. По словам Камара, если бы камера была более высокого решения, присутствовали инфракрасные светодиоды, и если добавить программное обеспечение, то машины Apple поддерживали бы приложения проекта GUIDe. Если технология слежения за глазом оправдает себя, а аппаратная часть станет доступной по цене, то следящие интерфейсы составили бы заманчивые и интересные альтернативы мышке или клавиатуре ноутбука. "Это почти как магия, когда все работает," - говорит Джекоб Туфтс. "У вас появляется ощущение,что компьютер читает ваши мысли, и это впечатляет".