Způsoby sledování pohybu zraku
Metody založené na videu

Mezi přesné, ale zároveň velmi nákladné způsoby patří oční kamery založené na monitorování pohybu panenky a odlesků od rohovky, které jsou pojmenovány po geniálním českém fyziologovi Janu Evangelistovi Purkyni. Podle počtu sledovaných bodů se hovoří o jedno a dvou bodových systémech. Jednobodové systémy však neumožňují pohyb hlavy a proto jsou omezeny pouze na laboratorní užití.

Oko v infračerveném světle

Legenda: Střed panenky a odraz infračervené lampy na rohovce oka představují dvě souřadnice, které jednoznačně definují polohu a natočení oka. Nicméně musí být splněno několik podmínek:

1. Kontrast mezi panenkou a duhovkou musí být dostatečně velký i v infračerveném světle, což u černookých lidí nebývá vždy splněno.
2. Rohovka musí tvořit dokonalou polokouli, což není splněno u lidí trpící astigmatismem, kteří mají rohovku oválnou.
3. Rohovka musí být hladká, což může být narušeno laserovou operací oka.
4. Testovaný člověk nesmí šilhat, tj. nesmí trpět strabismem. Díky těmto a dalším podmínkám není možno testovat určité procento lidí, které podle druhu oční kamery muže činit až 30 % populace.

Princip monitorování zraku

Oční kamery vycházejí z dvou základních faktů:

1. Oko vidí ostře pouze malou oblast
2. Oko vnímá pouze tehdy, když fixuje objekt, ale ne při rychlých přesunech

Ostrost vidění

Oko vnímá ostře pouze na ve velmi malé plošce sítnice, která má tvar malé prohlubně, které jí dalo latinský název: fovea = jáma. V okolí (parafovea) a dále (periferní vidění) je ostrost vnímání mnohem horší a výrazně klesá i schopnost barevného vidění. Tento systém však lépe vidí za šera a tmy. Hlavním úkolem periferního vidění je výběr vizuálně zajímavých či důležitých objektů, na které se v nejbližším okamžiku skokem přesune fixace zraku.

Oblast ostrého vidění

Legenda: Lidské oko vidí nejostřeji asi pouze v úhlu 2 stupňů. Jeden stupeň odpovídá přibližně šíři palce na vzdálenost natažené paže, který na sítnici vytváří obraz o velikosti 0,3 mm. Periferní vidění reaguje na události v okolí a jeho ostrost je o 15 – 50 % horší než u foveálního.

Popis oka a slepá skvrna

Legenda: Oko je mnohoúčelový optický systém s poměrně složitou anatomií. Všimněme si, že rohovka má opravdu tvar polokoule a rovněž se podílí na zvětšení obrazu na sítnici. Tato zvětšující funkce rohovky se vyřadí z provozu, když se díváme pod vodou. Obraz je pak rozmazán, jako bychom měli na očích brýle o 15 dioptriích.

Mechanické metody
Přesné monitorování zraku se objevilo po válce, kdy se pokusné osobě na rohovku oka nalepilo malé zrcátko, na které se zaměřil paprsek infračerveného světla. Odraz tohoto zrcátka dopadal na fotografický materiál, kde podle doby setrvání exponoval více či méně širokou stopu, která odpovídala pohybu zraku po podnětovém materiálu. Výhodou této metody je její velká přesnost. Mezi nevýhody této metody a jejích moderních variant, které využívají kontaktních čoček, je nepříjemnost pro testovanou osobu. A problematické zaznamenávání souřadnic a času.

Obrázek a různé průběhy zraku podle úkolu Elektrostatické metody

Novější metody využívají k monitorování pohybu zraku elektrod, které měří kroužící elektrický potenciál kůže při pohybujících se očích. Tyto kamery jsou velmi snadno aplikovatelné, ale používají se pouze v oblastech, kde není vyžadována velká přesnost – například k ovládání vozíků pro postižené, či ke komunikaci s kvadriplegiky, u kterých jsou oči někdy téměř to poslední, co mohou ještě ovládat.

Elektrodová oční kamera u projektu EagleEyes pro postižené

Obrázek – Slabikovací dialog pro postižené
Legenda: Nereagování během určitého času znamená NE, posun zraku do stran znamená ANO.