What are gaze-based interactions in geospatial visualisation?

Gaze-based interactions use eye movement data as an input channel to control or adapt interactive maps and spatial visualisations. Eye movements such as point-of-gaze, fixations, or gaze direction can trigger commands or drive interface changes without relying on manual input.

How do active and passive gaze-based interactions differ?

Active gaze-based interactions treat eye movements as intentional commands used to directly manipulate a map, such as zooming or selecting features. Passive gaze-based interactions monitor visual attention and adapt the interface automatically, for example by changing displayed detail or contextual information.

What role does dwell time play in gaze-controlled interfaces?

Dwell time refers to a minimum fixation duration required before a gaze-triggered action occurs. The technique helps reduce unintended activations but can introduce delays and visual fatigue if thresholds are not well balanced.

Which eye-tracking modalities are commonly used in gaze-enhanced maps?

Most gaze-enhanced map systems rely on point-of-gaze data captured by remote eye-trackers, with fewer implementations using head-mounted or extended reality devices. Combined-modality setups may pair gaze with mouse, touch, foot input, or speech to improve control precision.

What methodological challenges arise when evaluating gaze-based map interactions?

Common challenges include tracker accuracy, calibration stability, unintended activations, and limited comparability across studies. Evaluation practices often vary, with many relying on informal feedback rather than standardised performance and user experience measures.

Mapy ovládané pohledem: scoping review interakcí založených na pohledu v geovizualizacích

Vojtěchovská

Bibliografie

Detail publikace

Přínos

Systematická operacionalizace interakcí založených na pohledu v geovizualizaci prostřednictvím klasifikačního rámce s dvěma osami založeného na vstupní modalitě (pouze pohled vs. kombinovaná) a vztahu záměr–odpověď (aktivní vs. pasivní).

Aplikace protokolu PRISMA-ScR pro mapování výzkumu kartografických interakcí založených na pohledu s využitím explicitně definovaných kritérií pro zařazení, iterativního zpřesňování dotazů a extrakce dat na úrovni úloh.

Vývoj strukturované typologie vzorců kartografických interakcí založených na pohledu (např. aktivace prodlením, vykreslování závislé na pohledu, adaptace informovaná pohledem) založené na komparativní syntéze napříč heterogenními implementacemi.

Integrace víceúrovňového kódování dat (na úrovni článku a na úrovni interakce) umožňující paralelní analýzu hardwaru, mechanismů očních pohybů, interakčních technik a hodnoticích postupů.

Návrh open-source analytického dashboardu v prohlížeči pro interaktivní průzkum kategorizovaných interakcí založených na pohledu a souvisejících metodologických atributů.

Identifikace opakujících se omezení v rozhraních map ovládaných pohledem, včetně nepřesnosti sledování, odchylky kalibrace, neúmyslné aktivace (Midas touch), vizuální únavy a narušení přirozeného toku pohledu.

Detail publikace

Citace

Vojtechovska, M., Popelka, S., & Kubíček, P. (2025). Gaze controlled maps: scoping review of gaze-based interactions in geovisualisations. International Journal of Digital Earth, 2510563. https://doi.org/10.1080/17538947.2025.2510563

Autoři

M. Vojtechovska, S. Popelka, P. Kubíček

Rok

2025

Časopis

International Journal of Digital Earth

Language

Abstrakt

Interakce založené na pohledu (GBI) umožňují bezdotykové ovládání a obohacují uživatelskou zkušenost napříč doménami. Přestože se sledování pohybu očí běžně využívá k diagnostice v geovizualizacích, jeho interaktivní potenciál pro průzkum prostorových dat zůstává málo prozkoumán. Tato přehledová studie (scoping review) poskytuje přehled o integraci GBI do geovizualizací a zakládá půdu pro další výzkum, neboť dosud chyběl ucelený přehled. Na základě rámce PRISMA-ScR bylo hodnoceno 26 studií využívajících 54 typů GBI. Vytvořili jsme open-source webový dashboard pro zjednodušení interpretace vícero datových položek napříč GBI. Většina interakcí (74,1 %) byla založena čistě na pohledu, 68,5 % využívalo stacionární eye-trackery. Aktivní interakce převažovaly (64,2 %), zejména pro diskrétní příkazy jako přiblížení, posun nebo výběr prvků mapy. Pasivní interakce se zaměřovaly na adaptace řízené pozorností, například automatickou aktualizaci legendy podle sledovaných oblastí. Ačkoliv se objevily problémy s přesností a nechtěnou aktivací, GBI často zvyšovaly hedonickou i pragmatickou kvalitu vizualizací. Studie by měly více využívat robustní uživatelská hodnocení a standardizované dotazníky. Kombinace pohledu s dalšími modalitami v prostředích rozšířené reality může zásadně proměnit způsob interakce s prostorovými daty.

Řešené otázky

Q: Co jsou gaze-based interactions v geovizualizaci?

A: Gaze-based interactions (interakce založené na pohledu) využívají data o pohybu očí jako vstupní kanál pro ovládání nebo adaptaci interaktivních map a prostorových vizualizací. Oční pohyby, jako je point-of-gaze (aktuální bod pohledu), fixace nebo směr pohledu, mohou sloužit ke spouštění příkazů nebo k řízení změn uživatelského rozhraní bez nutnosti manuálního vstupu.

Q: Jaký je rozdíl mezi aktivními a pasivními gaze-based interactions?

A: Aktivní gaze-based interactions chápou oční pohyby jako záměrné příkazy uživatele, které přímo slouží k manipulaci s mapou, například k přibližování, oddalování nebo výběru mapových prvků. Naproti tomu pasivní gaze-based interactions sledují vizuální pozornost uživatele a automaticky přizpůsobují rozhraní, například změnou úrovně detailu nebo zobrazovaného kontextového obsahu.

Q: Jakou roli hraje dwell time v rozhraních ovládaných pohledem?

A: Dwell time (doba setrvání pohledu) označuje minimální délku fixace, která musí být splněna, aby došlo k aktivaci akce vyvolané pohledem. Tato technika pomáhá omezit neúmyslné aktivace, avšak při nevhodně nastavených prahových hodnotách může vést ke zpoždění interakce a ke zvýšené vizuální únavě.

Q: Jaké modality eye-trackingu se nejčastěji používají v gaze-enhanced mapách?

A: Většina systémů pro gaze-enhanced maps (mapy rozšířené o interakci pohledem) využívá point-of-gaze data získaná pomocí bezkontaktních (stolních) eye-trackerů, zatímco menší část implementací pracuje s head-mounted zařízeními nebo systémy pro extended reality (XR). Kombinované modality často propojují pohled s myší, dotykem, nožním ovládáním nebo řečí s cílem zvýšit přesnost a spolehlivost ovládání.

Q: Jaké metodologické problémy se objevují při hodnocení gaze-based map interactions?

A: Mezi nejčastější metodologické výzvy patří přesnost eye-trackerů, stabilita kalibrace, neúmyslné aktivace a omezená srovnatelnost mezi jednotlivými studiemi. Hodnoticí postupy se výrazně liší a řada prací se opírá spíše o neformální zpětnou vazbu než o standardizovaná měření výkonu a uživatelské zkušenosti.