Development of a tool for generating
sequence charts from eye-tracking data
Diplomová práce / Master's thesis
Autorka / Author:
Bc. Michaela Vojtěchovská
Vedoucí práce / Supervisor:
RNDr. Stanislav Popelka, Ph.D.
Katedra geoinformatiky Přírodovědecké fakulty
Univerzity Palackého v Olomouci
Olomouc, 2023
Níže je uveden výtah z klíčových sekcí diplomové práce. Pro plný text práce a poster klikněte na tlačítka níže.
V případě dotazů kontkatujte autorku, Michaelu Vojtěchovskou, na mail@vojtechovska.com.
Eye-tracking se stal populární metodou v mnoha oborech; psychologii, medicíně či didaktice, a je také široce používán pro studium uživatelského chování při čtení map v kartografii. Sekvenční grafy jsou běžnou metodou pro vizualizaci eye-tracking dat. Možnosti existujících softwarových řešení pro jejich generování jsou však velmi omezené, zejména pokud oblasti zájmů (AOI) v datech jsou dynamické. Hlavním cílem práce tak bylo vytvořit webovou aplikaci, která tyto nedostatky odstraní.
Nástroj byl vyvinut iterativním, agilním způsobem. Zdrojový kód, psaný převážně jazykem TypeScript, využívá objektově orientované programovací paradigma. Kód byl verzován prostřednictvím Gitu a veřejně publikován na platformě GitHub, která umožňuje i jeho automatický build a deploy na veřejnou internetovou adresu. Správná funkčnost aplikace byla průběžně úspěšně verifikována na reálných eye-tracking datech poskytnutých eye-tracking laboratoří Katedry geoinformatiky Přírodovědecké fakulty Univerzity Palackého v Olomouci, a to na základě cross-browser a unit testingu. Efektivita nástroje pak byla ověřena komparací s proběhlými kartografickými studiemi používající sekvenční grafy.
Vytvořená webová aplikace GazePlotter automaticky vytváří sekvenční grafy přímo z exportů eye-tracking softwarů Tobii Pro Lab, SMI BeGaze, OGAMA a GazePoint Analysis. Generované grafy jsou interaktivní, podporují dynamické AOI a jsou přizpůsobitelné. Kupříkladu lze vykreslit data na tři druhy os či měnit vlastnosti AOI. Data z aplikace je možné exportovat do rastrové i vektorové grafiky, stejně tak i do nástroje ScanGraph pro analýzu vzájemné podobnosti participantů. Aplikaci je jakožto progresivní webovou aplikaci (PWA) možné spustit v různých webových prohlížečích na zařízeních s různými operačními systémy. Jelikož nevyžaduje pro svůj chod přístup ke vzdálenému serveru, lze ji také stáhnout pro off-line použití. Oproti předešlým řešením nabízí rychlejší a efektivnější proces AOI analýzy v eye-tracking výzkumu.
Vytvořená aplikace GazePlotter se ukazuje jako inovativní a flexibilní nástroj, mezi jehož benefity se řadí zvýšení produktivity výzkumníků analyzujících AOI v eye-tracking datech. Celý proces tvorby sekvenčních grafů významně urychluje, zejména pokud jsou v datech přítomna dynamická AOI. Pak je možné díky nástroji proces zkrátit z několika hodin na jednotky minut. Sekvenční grafy dále usnadňují interpretabilitu eye-tracking dat díky svým pokročilým možnostem přizpůsobení a interaktivitě. Vytvořený nástroj, dostupný na https://gazeplotter.com, má tak potenciál zefektivnit výzkum v mnoha vědních oborech, nejen v kartografii.
Though the thesis is written in Czech, its summary below and the tool itself, distributed as a web app, is in English.
In case of any questions, contact the author, Michaela Vojtěchovská, at mail@vojtechovska.com.
Eye-tracking has become a popular method in many fields, including psychology, medicine, and education, and is widely used to study user behavior when reading maps in cartography. Sequential graphs (or scarf plots) are a typically observed method for visualizing eye-tracking data. However, the existing software has limitations in generating these graphs, especially with dynamic areas of interest (AOI) in data. These limitations have led to a time-consuming process in previous studies to create these graphs.
To address this, the newly created web application GazePlotter automatically creates sequential graphs from eye-tracking software exports, including Tobii Pro Lab, SMI BeGaze, OGAMA, and GazePoint Analysis. These graphs are interactive, support dynamic AOIs, and are customizable. For example, users can plot data on three axes types or change properties of AOIs. They can also export data from the application to raster and vector graphics. Data export to the ScanGraph tool allows users further analyze the similarity between an experiment's participants.
GazePlotter, thanks to being a progressive web application (PWA), enables users to launch it across various web browsers and devices with different operating systems. Since the app does not require access to a remote server, users can also download it for offline use. The modular and easily extensible TypeScript app's code iteratively developed based on the demands of the eye-tracking community, is distributed as open-source. Researchers can therefore add additional features or create their parallel versions themselves.
Continuous cross-browser and unit testing on laboratory eye-tracking data ensured the correct functionality of the app. A comparison with previous cartographic studies that used sequential graphs then successfully verified the tool's efficiency. E.g., in one case with dynamic AOIs, the app reduced the required time for creating scarf plots from several hours to just a few minutes. The resulting visualization was also more interactive and customizable. In addition, several scientific studies at Palacký University in Olomouc have already used beta versions of the app for their purposes. Based on the above, GazePlotter has proven to be an innovative and flexible app whose benefits include increasing the productivity of researchers analyzing AOI eye-tracking data.
The created application, available at https://gazeplotter.com, can improve research in many fields, not just cartography.