Erfahren Sie in dieser umfassenden Anleitung, wie Sie Ihre eigene Eye-Tracking-Brille selbst bauen können. Entdecken Sie die benötigten Materialien, eine Schritt-für-Schritt-Anleitung und die möglichen Fallstricke bei der Entwicklung Ihrer eigenen Eye-Tracking-Lösung.

Einleitung

Eye-Tracking-Brillen sind cool und in der öffentlichen Wahrnehmung wahrscheinlich die Biosensor-Hardware, die am ehesten mit der Erforschung des menschlichen Verhaltens in Verbindung gebracht wird. Sie schlagen eine perfekte Brücke zwischen nützlichen Datenerfassungswerkzeugen und futuristischen Vorzeigeprodukten. Die harte Wahrheit ist jedoch, dass praktisch und futuristisch – so cool das auch sein mag – gleichbedeutend mit teuer ist. Traditionell waren die Preise für Eye-Tracking-Brillen hoch, eine Tatsache, die wahrscheinlich viele Wissenschaftler und Forscher dazu veranlasst hat, sich zu fragen, ob es möglich wäre, eine DIY-Eye-Tracking-Brille selbst zu bauen.

Seit den Anfängen dieser Technologie haben viele Menschen versucht, ihre eigene Eye-Tracking-Brille zu bauen. Tatsächlich scheint es im Internet eine ganze Reihe von Leuten zu geben, die genau das versucht haben, und sie scheuen sich nicht, ihre Erfahrungen zu teilen, wie dieses coole Beispiel zeigt. Wenn Sie eine visuelle Anleitung oder einen Schritt-für-Schritt-Leitfaden suchen, überlassen wir es Ihnen, danach zu suchen.

Eye-Tracking-Brillen sind hochentwickelte Geräte, und wenn man versucht, sich selbst eine solche Brille zu bauen, braucht man (ziemlich) viel technisches Geschick und überdurchschnittliche Lötkenntnisse. Das Basteln erfolgt also auf eigene Gefahr.

So bauen Sie Ihre eigene Eye-Tracking-Brille: Eine Schritt-für-Schritt-Anleitung

Wie Sie Ihre Brille gestalten, bleibt ganz Ihnen überlassen. In diesem Kapitel gehen wir daher Schritt für Schritt ein einfaches Bauanleitungsbeispiel durch, bei dem eine Eye-Tracking-Brille aus einer Webcam und Infrarot-LEDs als Hauptkomponenten hergestellt wird. Dieses Projekt setzt fortgeschrittene Kenntnisse in Elektronik, Löten und Programmieren voraus.

Benötigte Materialien

Eine Brille – ganz nach deinem Geschmack.
2–4 IR-LEDs
Eine Webcam (die man anpassen kann)
Arduino oder Raspberry Pi
Widerstände (die den Anforderungen der LEDs entsprechen)
Steckbrett und Verbindungsdrähte
Stromquelle (Akku oder USB-Stromversorgung)
Lötkolben und Lötzinn
Heißklebepistole oder Epoxidharz
Isolierband oder Schrumpfschlauch
Ein Computer, auf dem OpenCV installiert ist

Schritt-für-Schritt-Anleitung

Schritt 1: Die Webcam anpassen

Webcam zerlegen:
- Öffnen Sie das Gehäuse der Webcam vorsichtig mit einem kleinen Schraubendreher.
- Suchen Sie den IR-Filter (in der Regel ein kleines Stück Glas oder Kunststoff über dem Kamerasensor) und lokalisieren Sie ihn.
IR-Filter entfernen:
- Entfernen Sie den IR-Filter vorsichtig mit einer Pinzette. Durch diese Modifikation wird die Kamera für IR-Licht empfindlich.
- Bauen Sie die Webcam ohne den IR-Filter wieder zusammen.

Schritt 2: Bereite die IR-LEDs vor

LED-Platzierung festlegen:
- Entscheiden Sie, wo die IR-LEDs an der Brille angebracht werden sollen. Sie sollten um die Gläser herum positioniert werden, um die Augen zu beleuchten.
Lötstopplack für LEDs:
- Löte die entsprechenden Widerstände an den Pluspol jeder IR-LED.
Kabel an LEDs anschließen:
- Löte Drähte an die LEDs (einen für den Pluspol und einen für den Minuspol). Isoliere die Verbindungen mit Schrumpfschlauch oder Isolierband.
LEDs an einer Brille befestigen:
- Befestige die LEDs mit einer Heißklebepistole oder Epoxidharz fest am Brillengestell. Achte darauf, dass sie gleichmäßig um die Gläser herum verteilt sind und auf die Augen gerichtet sind.

Schritt 3: Die Schaltung zusammenbauen

LEDs an die Stromquelle anschließen:
- Verbinden Sie die Pluskabel der LEDs mit der Plus-Schiene des Steckbretts.
- Verbinden Sie die Minuspole der LEDs mit der Masseschiene des Steckbretts.
Netzteil anschließen:
- Schließen Sie den Arduino oder den Raspberry Pi an das Steckbrett an. Versorgen Sie das Steckbrett über die 5V- und GND-Pins des Arduino mit Strom oder verwenden Sie nach Belieben einen Akku.
Webcam anschließen:
- Befestigen Sie die modifizierte Webcam auf dem Nasensteg der Brille oder montieren Sie sie so, dass sie die Augen erfasst. Befestigen Sie sie bei Bedarf mit Heißkleber oder Epoxidharz.
- Schließen Sie die Webcam über USB an Ihren Computer an.

Schritt 4: Software einrichten (Beispiel)

OpenCV installieren:
- Installiere OpenCV auf deinem Computer. Diese Bibliothek hilft dir dabei, das Videobild der Webcam zu verarbeiten und die Augen zu verfolgen.
- Sie können OpenCV mit pip installieren: pip install opencv-python
Schreibe den Eye-Tracking-Code:
- Erstellen Sie ein Python-Skript, um das Videobild der Webcam zu erfassen und die Augen zu erkennen. Nachfolgend finden Sie ein einfaches Beispiel:

Schritt 5: Kalibrierung und Prüfung

System kalibrieren:
- Bei der Kalibrierung wird die Augenposition auf Bildschirmkoordinaten abgebildet. Dazu können Sie einfache Methoden anwenden, beispielsweise indem Sie auf bekannte Punkte auf dem Bildschirm blicken und die entsprechenden Augenpositionen aufzeichnen.
System testen:
- Testen Sie die Eye-Tracking-Brille, indem Sie das Python-Skript ausführen und sicherstellen, dass die Augen korrekt erkannt werden. Nehmen Sie gegebenenfalls Anpassungen an der Position der LEDs oder am Kamerawinkel vor.

Das war’s auch schon – eine einfache und rein informative Anleitung zum Selberbau einer Eye-Tracking-Brille. Auch wenn sie vielleicht nicht ganz an die Präzision kommerzieller oder forschungsgerechter Systeme heranreicht, kann der Bau einer eigenen Eye-Tracking-Brille ein lehrreiches und lohnendes Projekt sein, das einen guten Einblick in die Funktionsweise der Eye-Tracking-Technologie vermittelt.

Preis-Leistungs-Verhältnis von Eye-Tracking-Brillen

So ungern wir das auch tun, nun kommt der lästige, aber sehr sinnvolle Teil. Auch wenn der Bau einer eigenen Eye-Tracking-Brille ein spannendes und unterhaltsames Lernprojekt sein kann, das ein praktisches Verständnis der zugrunde liegenden Technologie vermittelt, wird Ihre neue Kreation gegenüber Eye-Tracking-Brillen in Forschungsqualität unweigerlich den Kürzeren ziehen.

Wenn Sie wissenschaftliche Forschung betreiben möchten, ist das Fazit eindeutig: Der Aufwand für den Eigenbau einer Eye-Tracking-Brille lohnt sich angesichts der damit verbundenen Kosteneinsparungen nicht. Im folgenden Kapitel wird erläutert, warum das so ist.

Die Tücken von selbstgebauten Eye-Tracking-Brillen für die wissenschaftliche Forschung

In der wissenschaftlichen Forschung übersteigen die erforderlichen Präzision und Zuverlässigkeit das, was selbstgebaute Lösungen bieten können. In diesem Kapitel wird erläutert, warum der Bau einer eigenen Eye-Tracking-Brille für wissenschaftliche Zwecke möglicherweise nicht geeignet ist, und es werden potenzielle Fallstricke und Einschränkungen aufgezeigt, die die Integrität Ihrer Forschung beeinträchtigen könnten.

Mangelnde Präzision und Genauigkeit
- Kommerzielle Eye-Tracker sind äußerst präzise und werden strengen Tests unterzogen. Selbstgebauten Eye-Tracking-Brillen fehlt es aufgrund suboptimaler Komponenten und selbst entwickelter Kalibrierungsmethoden oft an dieser Präzision, was zu unzuverlässigen Daten führt.
Herausforderungen bei der Kalibrierung
- Professionelle Systeme nutzen fortschrittliche Algorithmen für eine präzise Kalibrierung. DIY-Systeme verwenden einfachere Methoden, die Kopfbewegungen und individuelle Unterschiede nicht berücksichtigen, was zu systematischen Fehlern führt.
Eingeschränkte Datenqualität und Auflösung
- Kommerzielle Tracker erfassen hochauflösende Daten mit hohen Bildraten, was für die Analyse feiner Augenbewegungen unerlässlich ist. Bei selbstgebauten Setups mit handelsüblichen Kameras fehlt diese Qualität, wodurch wichtige Informationen verloren gehen.
Probleme mit der Zuverlässigkeit und Konsistenz
- Kommerzielle Systeme gewährleisten eine stabile Leistung über lange Zeiträume hinweg. Bei selbstgebauten Brillen kommt es aufgrund von Hardware-Einschränkungen und Umgebungsfaktoren häufig zu Leistungsschwankungen, was zu Datenabweichungen führt.
Mangel an Validierung und Standardisierung
- Professionelle Eye-Tracker erfüllen durch umfassende Validierung die Branchenstandards. Bei DIY-Systemen fehlen strenge Tests, wodurch ihre Daten für wissenschaftliche Forschungszwecke unzuverlässig sind.
Fachwissen und Zeitaufwand
- Selbstgebaute Systeme erfordern fundierte Kenntnisse in Elektronik und Programmierung. Der Aufbau und die Fehlerbehebung bei diesen Systemen können Zeit von den eigentlichen Forschungsaktivitäten abziehen und zu einer Beeinträchtigung der Datenqualität führen.

Warum Sie in Eye-Tracking-Brillen in Forschungsqualität investieren sollten

Eye-Tracking-Brillen in Forschungsqualität sind für eine hochwertige und zuverlässige wissenschaftliche Forschung unverzichtbar. Sie bieten beispiellose Präzision, Genauigkeit und Konsistenz, unterstützt durch fortschrittliche Kalibrierungstechniken und hochauflösende Datenerfassung. Umfassende Softwareunterstützung, ethisches Design und Zeiteffizienz erhöhen ihre Eignung für anspruchsvolle Studien. Selbstgebaute Lösungen sind zwar für Bildungszwecke kostengünstig, erfüllen jedoch nicht die hohen Anforderungen der wissenschaftlichen Forschung. Die Investition in Brillen in Forschungsqualität ist eine lohnende Entscheidung, um vertrauenswürdige Daten zu erhalten.

Auch wenn dies für den angehenden Verhaltensforscher, der zum Elektroingenieur wurde, ein herber Rückschlag sein mag, gibt es doch gute Nachrichten für alle, die auf die Kosten achten. Angesichts der zunehmenden Beliebtheit von Eye-Tracking-Brillen in einer Vielzahl von akademischen und kommerziellen Bereichen sind mittlerweile kostengünstige Modelle auf dem Markt erhältlich. Im Folgenden stellen wir drei Brillenmodelle vor, die sich nahtlos in iMotions integrieren lassen.

Neon von Pupil Labs

Neon von Pupil Labs bietet dank fortschrittlicher Algorithmen und hochauflösender Kameras eine außergewöhnliche Eye-Tracking-Präzision und gewährleistet Genauigkeit in Echtzeit. Die leistungsstarke Software lässt sich nahtlos in verschiedene Forschungstools integrieren und ermöglicht so eine umfassende Datenanalyse. Neon zeichnet sich durch seine benutzerfreundliche Oberfläche und Vielseitigkeit aus und eignet sich daher für ein breites Anwendungsspektrum, von der akademischen Forschung bis hin zum kommerziellen Einsatz. Die Zuverlässigkeit und Benutzerfreundlichkeit des Systems machen es zu einem wertvollen Werkzeug für Fachleute, die nach hochwertigen Eye-Tracking-Lösungen suchen. Zu den Hauptmerkmalen der Neon-Brille gehören Stoßkompensation, intuitive Einrichtung und eine Auswahl an verschiedenen Rahmen für eine Vielzahl unterschiedlicher Anwendungsfälle.

ETVision von Argus Science

Die ETVision-Brille zeichnet sich durch eine der höchsten Bildwiederholraten (180 Hz) und binokulare Messung aus und bietet dabei außergewöhnliche Benutzerfreundlichkeit und Mobilität. Basierend auf leichten, unauffälligen Eye-Trackern erfasst ETVision Daten über längere Zeiträume hinweg, selbst bei Verwendung von Korrektionsbrillen oder Kontaktlinsen. Das System eignet sich ideal für vielfältige Anwendungen, lässt sich in Positionsverfolgungssysteme integrieren und umfasst die Software ET3Space, StimTrac und ETAnalysis von Argus Science.

VPS19 von Viewpointsystem

Das VPS19 von Viewpointsystem zeichnet sich durch seine fortschrittliche Eye-Tracking-Technologie aus und liefert präzise Blickdaten sowie Echtzeitanalysen. Seine robuste Kalibrierung gewährleistet eine hohe Genauigkeit und passt sich dank seiner strapazierfähigen Bauweise an unterschiedliche Umgebungsbedingungen sowie an individuelle physiologische Unterschiede an. Das VPS19 eignet sich ideal für professionelle Anwendungen und ermöglicht detaillierte Einblicke in das Verhalten, wodurch Forschung, Schulungen und die betriebliche Effizienz branchenübergreifend verbessert werden.

Sie können sich auch darüber informieren, wie Sie die beste Eye-Tracking-Brille für Ihre Forschung auswählen. Wenn Sie unseren gesamten Katalog an Eye-Trackern durchstöbern möchten, der auch bildschirmbasierte und VR-Eye-Tracker umfasst, können Sie dies hier tun: