O diplomové práci

Na této webové stránce naleznete stručný přehled klíčových sekcí diplomové práce. Kromě shrnutí nejdůležitějších poznatků se můžete přes odkaz níže dostat na interaktivní testovací platformu vyvinutou v rámci této práce.

Mimo jiné si můžete stáhnout kompletní text práce i poster ve formátu PDF.
Pro správné fungování testovací platformy postupujte dle návodu v kapitole 4.7.

Cíle práce

Hlavním cílem práce je vytvoření webové mapy ovládané pomocí pohybu očí, a to i v efektivní kombinaci s tradičními modalitami. Pro samotnou implementaci byla zvolena moderní nositelná technologie v podobě eye-tracking brýlí Pupil Neon. Zásadním dílčím cílem je následné praktické uživatelské testování, které na základě měření časové náročnosti porovnává efektivitu a uživatelskou přívětivost očního ovládání s běžnou myší a klávesnicí. Veškerý zdrojový kód je publikován jako open-source na platformě GitHub a dosažené výsledky poslouží jako cenný metodický základ pro budoucí výzkum bezdotykového ovládání v kartografii a webovém designu obecně.

Použité metody

Metodický postup se opírá o přímé porovnání tradičního ovládání myší s inovativním ovládáním pomocí pohledu. Jádrem výzkumu je řízený experiment, který u respondentů sledoval časovou náročnost plnění úkolů a pomocí dotazníku UEQ zjišťoval uživatelskou přívětivost rozhraní. Webová aplikace byla vyvinuta s využitím agilního přístupu a staví na standardních webových technologiích a mapové knihovně MapLibre GL JS. Pro detekci pohledu byl využit hardware Pupil Neon propojený s middlewarem GazeDeck Console (vyvinutým Mgr. Michaelou Vojtěchovskou) pro real-time interpretaci dat skrze komunikační protokol WebSocket. Mapový obsah tvoří tematické vrstvy z OpenStreetMap a specifická datová sada poskytnutá katedrou geoinformatiky.

Výsledky práce

Primárním výstupem práce je funkční testovací platforma, která obsahuje pět webových map kombinujících ovládání myší a pohledem, a analytická data z uživatelského testování. Základním měřítkem efektivity byl čas potřebný ke splnění úkolů, přičemž nejkratších časů dosahovala plně manuální varianta ovládaná myší. Zásadním zjištěním však je, že kombinace pohybu myší a výběru vrstev pohledem dosáhla téměř totožných výsledků, což potvrzuje, že eye-tracking pro pasivní výběr informací efektivitu nijak nesnižuje. Naopak varianty, kde byl pohyb očí využit přímo pro prostorovou navigaci (posun a zoom), vykazovaly výrazně vyšší časovou i kognitivní náročnost pravděpodobně kvůli problému Midasova dotyku.
Analýza dotazníkového šetření UEQ následně ukázala výrazný rozdíl mezi vnímáním hédonických a pragmatických kvalit. Respondenti hodnotili oční ovládání velmi pozitivně z hlediska stimulace a originality, což značí, že technologii vnímají jako vysoce inovativní a motivující. V dimenzích účinnosti a spolehlivosti však převládlo neutrální až záporné hodnocení. Výsledky tak indikují, že ačkoliv je eye-tracking pro uživatele velmi atraktivní svou novostí, reálné nasazení pro komplexní prostorové úkoly je v současné fázi spojeno s vyšším pocitem ztráty kontroly nad systémem.

Závěr

Práce úspěšně demonstrovala možnosti propojení lidského zraku s digitálním mapovým prostředím prostřednictvím inovativní testovací platformy. Výsledky potvrdily, že ačkoliv oční interakce zatím nedosahuje rychlosti tradiční myši, představuje perspektivní cestu pro multimodální rozhraní, kde pohled slouží jako doplňková vstupní modalita. Jako nejefektivnější se jeví využití eye-trackingu pro pasivní úkony, jako je výběr vrstev v legendě, zatímco u aktivní navigace v mapovém okně zůstává výzvou kognitivní zátěž a problém Midasova dotyku.
V tuzemském prostředí se jedná o průkopnickou studii, která definuje metodický i technický základ pro další vývoj asistivních technologií a intuitivních webových rozhraní. Budoucí potenciál této technologie leží především v bezbariérovém přístupu k prostorovým datům pro osoby s motorickým postižením a v prostředí vyžadujícím bezkontaktní ovládání. Tato práce tak otevírá prostor pro další rozvoj plynulého propojení člověka s moderní webovou kartografií.

Annotation

The use of eye-tracking technology, which enables tracking the direction of a user’s gaze, offers an alternative approach to interacting with web-based map applications. While in cartography, primarily used to analyze visual attention and evaluate map usability, this thesis focuses on its use as an active control element. The main objective was to design and implement a web map that uses gaze as an input modality and subsequently verify the effectiveness of hands-free map control compared to traditional mouse-based interaction.
The theoretical part of the thesis summarizes findings from the field of human–computer interaction, the principles of eye-tracking, and the specifics of eye movements in the context of gaze-based system interactions. The practical part describes the development of five variants of map interfaces combining mouse and gaze-based interactions, implemented using standard web technologies and the MapLibre GL JS library. Integration with Pupil Labs Neon eye-tracking glasses is provided by the GazeDeck Console system, developed by Mgr. Michaela Vojtěchovská. The source code of the testing platform is available in a public repository on GitHub.
The thesis includes user testing with 13 respondents, focusing on comparing the speed and comfort of interaction. The results show that although purely hands-free control does not achieve the speed and efficiency of traditional mouse-based interaction, it represents a promising complement for specific user scenarios. The findings of this thesis can serve as a basis for further development of assistive technologies and multimodal interfaces in geoinformatics.

Multimediální ukázky testování

Pohled na interakci z perspektivy respondentů, řešitele i reálného nasazení.

  • Záznam pohledu

  • Nasazení na projektoru

  • Respondent

  • Záznam pohledu

Ke stažení