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Diploma and Master Theses (authored and supervised):

M. Podskubka:
"Design und Evaluierung innovativer Window Management Interaktionstechniken zur Steuerung mittels Eye-Tracking";
Supervisor: T. Grechenig, C. Wimmer; 194/03, 2021; final examination: 2021-10-18.



English abstract:
Nowadays, no operating system with a graphical user interface can be imagined without
WMS and is taken for granted. The concepts for mouse and keyboard control were
improved over many years and have therefore become more and more efficient and flexible.
An input device that has found its way into the commercial sector in recent years is the
eye tracker, with which the area on the screen viewed by a user can be registered and
further processed.
Eye trackers as input devices for controlling a desktop computer are a very promising
field of research, as there are very few interaction techniques for them compared to those
for the mouse and keyboard.
In this diploma thesis, five interaction concepts were designed, implemented as prototypes
and evaluated in a user study. The prototype includes the following concepts: changing
applications and focusing, zoom in and zoom out on content, navigating on a digital
map, displaying two applications side by side, and moving an open application from
the primary to a secondary external screen. To evaluate these concepts, the error rate
(effectiveness) and the execution time (efficiency) of the tasks between the eye-tracking
control and the established mouse/keyboard control were compared. Ten people took
part in the evaluation and each participant performed each task for both input types
(Within-Subject Design).
The result of the statistical evaluation of the splitscreen concept shows no significant
differences in either the error rate or the execution time between the eye-tracking control
and the mouse/keyboard control, thus an equivalent concept was found. All other
evaluated concepts are inferior to mouse/keyboard control in the overall evaluation, but
still have good prerequisites for future research work. In a direct comparison the SUS
score (satisfaction) of the mouse and keyboard control is ahead, but a SUS score of 70,5
(mouse/keyboard: 84) was achieved for the evaluated eye-tracking concepts. Overall
the results of the evaluation show that eye-tracking interaction concepts certainly have
potential to supplement or even replace existing concepts of mouse/keyboard control.

German abstract:
In jedem Betriebssystem mit grafischer Oberfläche sind heutzutage Window Management
Systeme (WMS) nicht mehr wegzudenken und werden als selbstverständlich wahrgenommen. Diese Konzepte wurden über viele Jahre hinweg für die Maus- und Tastatursteuerung
verbessert und dadurch immer effizienter und flexibler. Ein Eingabegerät, welches in
den letzten Jahren in den kommerziellen Bereich Einzug findet, ist der Eye-Tracker, mit
welchem der von einem/einer BenutzerIn betrachtete Bereich am Bildschirm registriert
und weiterverarbeitet werden kann.
Eye-Tracker als Eingabegeräte zur Steuerung eines Desktopcomputers sind ein vielversprechendes Forschungsfeld, weil es verglichen mit denen für die Maus und Tastatur noch
sehr wenige Interaktionstechniken dafür gibt.
In dieser Diplomarbeit wurden fünf innovative Interaktionskonzepte entworfen, prototypisch implementiert und im Rahmen einer Benutzerstudie evaluiert. Der Prototyp
beinhaltet die folgenden Konzepte: Anwendung wechseln und fokussieren, vergrößern und
verkleinern von Inhalten, navigieren auf einer digitalen Landkarte, zwei Anwendungen
nebeneinander darstellen, verschieben einer geöffneten Anwendung vom primären auf
einen sekundären externen Bildschirm. Für die Evaluierung dieser Konzepte wurde für
alle Aufgaben die Fehlerrate (Effektivität) und die Ausführungszeit (Effizienz) zwischen
der Eye-Tracking Steuerung und der etablierten Maus-/Tastatursteuerung verglichen. Es
nahmen zehn Personen an der Evaluierung teil und jeder/jede TeilnehmerIn führte jede
Aufgabe für beide Eingabearten durch (Within-Subject Design).
Das Ergebnis der statistischen Auswertung des Splitscreen Konzepts zeigt, dass sowohl bei
der Fehlerrate als auch bei der Ausführungszeit kein signifikanter Unterschied zwischen
der Eye-Tracking Steuerung und der Steuerung mittels Maus-/Tastatur existiert, somit
wurde ein gleichwertiges Konzept gefunden. Alle anderen evaluierten Konzepte sind der
Maus-/Tastatursteuerung in der Gesamtbewertung unterlegen, haben aber trotzdem gute
Vorraussetzungen für zukünftige Forschungsarbeiten. Im direkten Vergleich liegt das
System Usability Scale (SUS) Ergebnis (Zufriedenheit) der Maus- und Tastatursteuerung
vorne, dennoch erreichte man für die evaluierten Eye-Tracking Konzepte ein SUS Ergebnis
von 70,5 (Maus-/Tastatur: 84). Gesamt betrachtet zeigen die Ergebnisse der Evaluierung,
dass Eye-Tracking Interaktionskonzepte durchaus Potential haben bestehende Konzepte
der Maus-/Tastatursteuerung zu ergänzen oder sogar zu ersetzen.

Created from the Publication Database of the Vienna University of Technology.