1. Scleral Search Coil (SSC): 1960
Eye tracking dilakukan dengan menempelkan coil atau lensa kontak dan menggunakan frame elektromagnetik untuk menentukan arah gerakan mata. Metode ini menghasilkan grafik pengukuran yang sangat akurat, namun demikian cukup melelahkan bagi pengguna dan membutuhkan bantuan dari tenaga medis yang ahli pada saat instalasi. Teknologi ini masih dikembangkan hingga saat ini, terutama dari sisi transfer data (mulai digunakan teknologi wireless) dan human factor (bagaimana menciptakan coil dan lensa kontak yang aman dan mudah digunakan).
2. Electro Oculography (EOG) : 1970
Para peneliti mulai memikirkan cara lain untuk mengukur gerakan mata, masih menggunakan teknologi berbasis sensor yang menempel langsung di tubuh pasien. Teknik electro oculography (EOG) dilakukan dengan menempelkan sensor elektrode di sekeliling bola mata, kemudian mengukur posisi mata berdasarkan perbedaan potensial antar elektrode. Sampai dengan hari ini, EOG masih digunakan untuk berbagai keperluan. Meskipun instalasi tidak serumit teknik SSC, akurasi hasil pengukuran dengan teknik EOG ini jauh di bawah SSC.
3. Infrared Technique – Video Oculography (VOG) : 1990
Seiring dengan berkembangnya teknologi prosesor komputer dan multimedia, pengukuran eye tracking dengan pengolahan citra pun dilakukan. Teknik yang cukup dikenal sampai dengan hari ini adalah video oculography (VOG), yakni pengukuran posisi bola mata dengan menggunakan cahaya infra merah dan kamera yang sensitif terhadap pantulan cahaya inframerah. Iluminasi dan kamera dilakukan dari arah yang sama. Identifikasi posisi bola mata dilakukan dengan teknik pengolahan citra.
Mengapa menggunakan cahaya inframerah? Beberapa alasan penggunaan infra merah adalah:
a. Inframerah adalah seamless light, berkebalikan dengan visible light. Perhatikan Gb. 2 di bawah ini. Cahaya inframerah memiliki panjang gelombang lebih tinggi dibandingkan cahaya yang dapat dilihat oleh manusia (visible light). Cahaya inframerah tidak menyilaukan mata kita karena tidak terlihat oleh mata manusia. Berbeda halnya dengan visible light. Penggunaan visible light untuk eye tracking tidak direkomendasikan.
Gb. 2. Spektrum cahaya dan panjang gelombangnya
b. Cahaya inframerah mampu memunculkan detail bagian-bagian mata. Penggunaan cahaya inframerah bermanfaat untuk proses lokalisir pupil mata saat perekaman posisi mata. Perhatikan gambar di bawah ini. Gambar di sebelah kiri (Gb. 3a) adalah gambar mata tanpa cahaya inframerah sedangkan gambar di sebelah kanan (Gb. 3b) adalah gambar mata dengan cahaya inframerah. Detail iris terlihat sangat jelas pada Gb. 3b.
Gb. 3. (a) Gambar mata dengan visible light ; (b) Gambar mata dengan infrared light
Untuk melakukan pengukuran, pasien biasanya duduk di depan instalasi kamera, dan perlu menstabilkan kepalanya. Dua pilihan alat yang digunakan untuk menstabilkan gerakan kepala adalah chin rest atau bite bar. Gambar di atas menunjukkan pasien yang mengigit bite bar untuk menahan gerakan kepala. Meskipun hasil pengukurannya relatif akurat, teknik ini terkadang dikeluhkan pasien karena kelelahan (fatigue) saat proses pengukuran dan ketidaknyamanan saat mengigit bite bar. Teknik eye tracking ini sering juga disebut remote eye tracking (eye tracking dengan instalasi kamera jarak jauh).
4. Hot mirror technique – Video Oculography (VOG) : 1995 – sekarang
Perkembangan VOG dan kecanggihan teknologi kamera menuntut para peneliti untuk berkreasi. Selain menggunakan teknik VOG dengan instalasi kamera jarak jauh, para peneliti mencoba berinovasi dengan melakukan instalasi kamera dari jarak dekat. Untuk mempermudah pasien melihat target atau memperhatikan instruksi dari operator, digunakanlah infra red mirror atau sering disebut dengan hot mirror.
Gb. 4. Karakteristik hot mirror 45 derajat. Hot mirror ini akan memantulkan cahaya inframerah dengan sudut datang = sudut pantul = 45 derajat. (Courtesy Edmund Optics - source)
Cara kerja hot mirror bisa dilihat pada Gb. 4. Hot mirror akan memantulkan cahaya inframerah dan meneruskan cahaya yang bisa dilihat oleh manusia. Karakteristik ini sangat bermanfaat untuk instalasi kamera dengan posisi yang fleksibel (tidak menghalangi pandangan mata). Dengan menggunakan cahaya inframerah, kamera merekam gambar melalui pantulan hot mirror. Teknik ini sering dikenal dengan head mounted eye tracking. Saat ini, hampir seluruh eye tracking komersial menyediakan versi head mounted-nya. Selain portabel, eye tracking dengan teknologi ini juga memungkinkan penelitian dilakukan di ruang terbuka (tidak hanya di laboratorium atau ruang khusus saja).
Demikian sekilas pembahasan teknologi eye tracking yang sudah dan masih digunakan. Semoga bermanfaat.