arbeiten:eye-tracking-ides-plugin-framework

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arbeiten:eye-tracking-ides-plugin-framework [01.10.2019 11:38] baa56852arbeiten:eye-tracking-ides-plugin-framework [10.11.2020 08:25] (aktuell) – [Data-Entry] baa56852
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-Thema                     : Design, Implementierung und Evaluation einer Frameworks für die Integration von Eye-Tracking-Signalen in Entwicklungsumgebungen. #  +Thema                                  : Design, Implementierung und Evaluation eines Frameworks für die Integration von Eye-Tracking-Signalen in Entwicklungsumgebungen. #  
-Art_thesistypes           : MA #  +Art_thesistypes                        : MA #  
-BetreuerIn_thesisadvisor    : Alexander Bazo #  +BetreuerIn_thesisadvisor               : Alexander Bazo #  
-BearbeiterIn                    #  +BearbeiterIn                           Jan Rankenhohn #  
-ErstgutachterIn_thesisprofessor : Christian Wolff # +ErstgutachterIn_thesisprofessor        : Christian Wolff # 
 ZweitgutachterIn_secondthesisprofessor : N.N. ZweitgutachterIn_secondthesisprofessor : N.N.
-Status_thesisstate        ausgeschrieben #  +Status_thesisstate                     abgeschlossen #  
-Stichworte_thesiskeywords : Software Engineering, Eye-Tracking, Entwicklungsumgebungen #  +Stichworte_thesiskeywords              : Software Engineering, Eye-Tracking, Entwicklungsumgebungen #  
-angelegt_dt               : 2016-07-11 #  +angelegt_dt                            : 2016-07-11 #  
-Beginn_dt                  #  +Beginn_dt                              2020-03-16 #  
-Anmeldung_dt              :  #  +Anmeldung_dt                           :  #  
-Antrittsvortrag_dt         #  +Antrittsvortrag_dt                     2020-07-06 #  
-Abschlussvortrag_dt        #  +Abschlussvortrag_dt                    2020-09-28 #  
-Abgabe_dt                   :  #  +Abgabe_dt                              :  #  
-Textlizenz_textlicense : Unbekannt +Textlizenz_textlicense                 : Unbekannt 
-Codelizenz_codelicense : Unbekannt+Codelizenz_codelicense                 : Unbekannt
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-=== Hintergrund === 
-Die Messung von Blickdaten ist eine verbreitete und akzeptierte Methodik zur Evaluation von und Interaktion mit Computersystemen. Die zunehmende Miniaturisierung der Geräte und die stetig sinkenden Anschaffungskosten lassen eine wachsende Integration dieser Technologie in klassische Anwendungsumgebungen realistisch erscheinen. Ein potentielles Szenario stellt dabei die Softwareentwicklung dar. Obwohl Eye-Tracking-Experimente bereits interessante Ergebnisse im Zusammenhang mit Programmierern und deren Tätigkeiten feststellen, fehlen konkrete Vorschläge für die Eye-Tracking-basierte Tool-Unterstützung des Entwicklungsprozess. Ein möglicher Grund dafür ist die heterogene Systemlandschaft die neben unterschiedlichen Eye-Tracker-Herstellern natürlich auch die Vielzahl unterschiedlicher Entwicklungsumgebungen und individueller *Toolchains* umfasst. Diese Arbeit hat das Ziel, das Potenzial der Eye-Tracking-Integration durch die Schaffung eines nutzbaren *Plugin Frameworks* für *IDEs* zu fördern. Auf der Basis dieses Frameworks können unterschiedliche integrierte Tools entstehen, die den Programmierer innerhalb seiner gewohnten Arbeitsumgebung  unterstützen. 
  
-== Konkrete Problemstellung == 
-Moderne Entwicklungsumgebungen bieten Plugin-Schnittstellen an, mit deren Hilfe die grundsätzliche Funktionalität der Anwendungen beliebig erweitert werden kann. Dadurch lässt sich die Arbeitsweise von Programmierern an individuelle oder andere Bedürfnisse anpassen. Eye-Tracking-Daten können vielfältig in bestehende Entwicklungsumgebungen integrierte werden und als Grundlage von Plugins genutzt werden. Neben der intuitiven Gestaltung der tatsächlichen Interaktion des Programmierers mit der Software können z.B. der Reviewprozess unterstützt werden oder das individuelle Verhalten von Entwicklern ausgewertet werden. Grundlage für eine einfache und zielführende Implementierung entsprechender Plugins ist dabei die Integration der eigentlichen Eye-Tracking-Daten in die Entwicklungsumgebungen bzw. deren Plugin-Schnittstelle. Problematisch ist hierbei die heterogene Gestaltung der Hardware-Anbindung Eye-Tracker verschiedener Anbieter sowie die nicht einheitliche Repräsentation der Daten durch die unterschiedlicher Hersteller. Die Arbeit entsteht als Vorbereitung eines größeren Forschungsprojekts. Wird dessen Förderung bewilligt, ist bei entsprechender Eignung unter Umstände eine anschließende Anstellung im Rahmen des Projekts möglich. 
  
-**Zielsetzung der Arbeit** 
  
-Ziel der Arbeit ist der Entwurf und die Implementierung eines Frameworksdas die Entwicklung beliebiger, Eye-Tracking-basierter Plugins für Entwicklungsumgebungen erlaubtHierzu soll ein mehrschichtiges System konzipiert werdendass ein einheitliches und konvergentes Format für Eye-Tracking-Daten unterschiedlicher Hersteller anbietet und die konkreten Signale aufbereitet anbietetDazu ist auch eine umfassende Analyse existierender Standards und Frameworks nötigZur Anbindung dieser Daten an die unterschiedlichen Entwicklungsumgebungen wird eine einheitliche Schnittstelle definiertEine konkrete Implementierung des konzipierte Systems auf der Basis eines vorhanden Eye-Trackers, einer konkreten Entwicklungsumgebungen und eines einfachen Use-Cases zur Verwendung der Daten soll die tatsächliche Einsatzfähigkeit des Konzept prüfenDabei soll neben der funktionalen Anforderungserfüllung auch die Sinnhaftigkeit und Verwendbarkeit des erarbeiteten Konzepts durch entsprechende Methoden validiert werden. + 
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 +== Hintergrund == 
 +Eye-Tracking entwickelt sich zunehmend zu einer neuen, intuitiven Methode der Mensch-Maschine-Interaktion. Die Technologie findet bereits im Bereich von Gaming, Automotive oder Medizin industrielle Anwendung. Eine besondere Rolle kommt ihr bei der Interaktion von Software zu. Entwickler können mit Hilfe der Blickdaten des Anwenders intuitive und natürliche Interaktionsmethoden erstellen und in ihre Anwendungen implementieren. 
 +Eine spezielle Art von Software sind Integrierte Entwicklungsumgebungen, die häufig eine Fülle von Funktionen bietenum dem Entwickler möglichst viele Werkzeuge für die Programmierung an die Hand zu geben. Umso wichtiger ist hierbei ein gutes und durchdachtes Interaktionskonzept. Es existieren bereits einige Ansätzeum Eye-Tracking in IDEs zu integrieren. Neben der direkten Anwendungsinteraktion, können Blickdaten zudem Aufschluss über das Blickverhalten des Programmierers beim Lesen von Code geben. 
 +Eine Integration von Eye-Tracking in IDEs kann über die Implementierung von Plugins oder Extensions, deren Entwicklung von praktisch allen Anbietern unterstützt wird, realisiert werdenDiese dienen als Schnittstelle zwischen Eye-Tracking Hardware und IDE System, indem sie die Blickdaten der Hardware aufnehmen und mit entsprechenden Funktionen der IDE verbinden.  
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 +== Problemstellung == 
 +Problematisch bei der Entwicklung von Plugins ist die Diversität von IDEs auf der einen und Eye-Tracking Hardware auf der anderen Seite. Eye-Tracker unterscheiden sich von Hersteller zu Hersteller und auch modellabhängig in Bezug auf Softwareschnittstellen und DatenformatIDE Plugins unterscheiden sich zudem bezüglich ihrer Programmiersprachen und Toolchains. Im ungünstigsten Fall ist ein entwickeltes Plugin in ausschließlich einer IDE und mit nur einem Eye-Tracker Modell verwendbarDiese fehlende Flexibilität und Erweiterbarkeit steht einer intensiveren Nutzung und Entwicklung von Eye-Tracking Plugins in Industrie und Forschung im Wege. 
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 +== Zielsetzung der Arbeit == 
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 +Das Ziel dieser Arbeit ist es, ein Framework zu entwickeln, das als Schnittstelle zwischen Eye-Tracking Hardware und Plugin-Entwicklung fungiertAufgabe des Frameworks ist es, die Eye-Tracking Daten verschiedener Hersteller und Modelle aufzunehmen und einheitlich in Form eines dafür konzipierten Datenmodells zur Verfügung zu stellen. Die Anbindung an das Plugin soll plattformübergreifend möglich sein, um das Framework in den IDEs verschiedener Hersteller nutzbar zu machen. 
 +Zu Beginn der Arbeit soll eine Analyse der vorhandenen Eye-Tracking Modelle und deren APIs sowie der verfügbaren IDEs und Plugin Entwicklungsmöglichkeiten erfolgen. Zudem müssen mögliche Anwendungsfälle und bisherige Ansätze der Integration von Eye-Tracking in IDEs herausgearbeitet werden. Dazu ist auch eine genaue Betrachtung bisheriger Forschungsarbeiten in diesem Bereich nötig. Auf Basis dieser Analyse soll ein Konzept zur Entwicklung eines einheitlichen Datenmodells und zur Umsetzung des Frameworks erarbeitet werden. 
 +Die Verwendbarkeit und Funktionalität des Frameworks soll anschließend durch die Entwicklung eines Plugins evaluiert werden. Konkret soll das Plugin einen möglichen Use-Case implementieren (Heat Map - wie lange wurde etwas angeschaut, einfache Interaktion mit UI, …) und mit mindestens 2 verfügbaren Eye-Tracker Modellen (z.B. TOBII) und 2 IDE Plattformen (IntelliJ, Visual Studio) getestet werden. Als zusätzliche Forschungsfrage kann untersucht werden, inwieweit günstige Eye-Tracker für die Verwendung im Rahmen der aufgezeigten Anwendungsfälle im Bereich der IDE Integration ausreichend sind.