Vergleich der Eingabemethoden eines selbst entwickelten Singleplayer Arcade- Rennspiels mit vollständiger Eye-Tracking-Steuerung und Unterstützung von Maus und Tastatur

Videospiele sind auch in Deutschland ein wichtiger Teil der Popkultur, was sich zum Beispiel gut an den, im Jahr 2019 vom Verband der deutschen Games-Branche herausgegebenen, Daten zeigt, nach denen ca. jeder zweite Deutsche (unabhängig vom Geschlecht) spielt. („01 Gamer in Deutschland“, 2019).

Während Isokoski et al. im Jahr 2009 feststellten, dass ihnen keine Rennspiele bekannt waren, die erfolgreich mit den Augen gesteuert werden können (Isokoski et al., 2009, S. 332), so hat sich dies inzwischen geändert: Bis zum Mai 2025 sind vierundzwanzig Rennspiele mit Unterstützung für den Tobii Eyetracker erschienen, die auf der offiziellen Tobii-Gaming Webseite zu finden sind (Games | The Next Generation of Head Tracking and Eye Tracking, 2025), allerdings muss angemerkt werden, dass fast keines wirklich vollständig mit den Augen steuerbar ist, da Spiele den Eyetracker häufig als zusätzliche Eingabemethode nutzen, um beispielsweise die Kamera intuiti- ver steuerbar zu machen („Extended View“).

Im Jahr 2018 ist mit „Mindball Play“ allerdings ein Spiel erschienen, in welchem rollende Kugeln auf einer Rennstrecke (unter anderem) vollständig mit einem Eyetracker gelenkt werden können (See the Ball. Be the Ball with Eye Tracking, 2025).

Für die Nutzung von Eyetracking als Eingabemethode spricht laut einem Paper von Smith und Graham unter anderem die natürliche Nutzung von Augenbewegungen als Kommunikationsmittel, zum Beispiel um in Gruppengesprächen den Wechsel des Sprechers zu signalisieren. Oft gehen Augenbewegungen auch anderen Kommuni- kationsmethoden voraus, was der Folgekommunikation Kontext verleiht, etwa wenn wir, vor einer Spracheingabe, zum Smartlautsprecher blicken. Die Augenmuskeln sind zudem die schnellsten im Körper, während ihre Bewegungen nur wenig Anstren- gung erfordern, da Menschen jeden Tag Tausende Augenbewegungen machen, oh- ne schnell zu ermüden. Eyetracker sind heutzutage zudem technisch ausgereift und relativ günstig zu kaufen, weshalb sie sehr zugänglich sind. (Smith & Graham, 2006). Offensichtlich sind natürlich auch die Vorteile für Menschen mit Behinderung, welche mit Eyetracking Zugang zu Videospielen erhalten können. Dies setzt aber voraus, dass die Spiele auch vollständig mit einem Eyetracker steuerbar sind. Wie bereits oben beschrieben unterstützt nur „Mindball Play“ das Lenken mit dem Blick und mir ist (ansonsten) kein Spiel bekannt, indem ein Auto nur durch den Blick gelenkt werden kann, um eine vollständige Eyetracking Unterstützung zu gewährleisten. Zudem gibt es nur wenige Studien, die Eyetracking als Eingabemethode (im Genre der Rennspiele) direkt mit Maus oder Tastatur vergleichen, wie zum Beispiel im Paper „Gaming with Gaze and Losing with a Smile“, in welchem Nielsen et al. Performance und User Experience zwischen einer Eyetracking-Steuerung und einer Steuerung mit Maus, in einem minimalistischen 3D-Flugspiel, vergleichen, welches nur das Lenken des Flugzeugs erfordert. Dabei war das Steuern mit Eyetracker unterhaltsa- mer und die Spieler waren involvierter, jedoch war die Performance mit der Maus besser und Teilnehmer haben es als weniger geistig fordernd empfunden mit ihr zu steuern, was die Punkte von Smith und Graham durchaus infrage stellt. (Nielsen et al., 2012) Dorr et al. hingegen haben eine Open-Source Version des Spiels „Breakout“ so an- gepasst, dass es sowohl mit Eyetracker, als auch mit Maus spielbar ist. Dabei kamen sie zu dem Schluss, dass der Blick als Eingabemethode für dieses Spiel als gleich- wertig zur Maussteuerung anzusehen ist und vielleicht sogar die bessere Eingabemöglichkeit ist (Dorr et al., 2007).

Trotz der größer werdenden Unterstützung von Eyetracking als Eingabemethode in Spielen gibt es kein mir bekanntes Arcade-Rennspiel, in welchem ein Auto vollständig durch den Blick gelenkt werden kann, und es ist unklar, wie sich dies auf die Performance der Spieler auswirkt, im Vergleich zur Steuerung mit der Maus/ Tastatur.

Ziel der Arbeit ist die Entwicklung eines minimalistischen Arcade-Rennspiels mit einem Level, welches entweder mit Maus und Tastatur oder Eyetracking als Eingabe- methode gesteuert werden kann. Die Spieler fahren im Level mehrere Runden und passieren Marker auf der Strecke, an denen die Zeit gemessen wird.

Die aktuelle X-Position des Blickes auf den Bildschirm wird auf die Lenkung des Autos gemappt und die Y-Position bestimmt die Geschwindigkeit (Obere Hälfte des Bildschirms beschleunigt nach vorne und untere Hälfte nach hinten). Ein extrem simpler Prototyp, in dem die Blickposition mit der Maus simuliert wird, wurde bereits erstellt. Zudem soll eine Studie durchgeführt werden, in der die Performance (die gemessenen Zeiten) der Spieler zwischen Eyetracking und Maus / Tastatur verglichen werden.

• Aufbereitung der Literatur zu Eyetracking als Eingabemethode in Videospielen (insbesondere mit Fokus auf Rennspiele oder ähnliche Vergleichsstudien)
• Entwickeln eines minimalistischen Arcade-Rennspiels mit der Unity Engine (Er- stellen einer kleinen Rennstrecke als Level, Implementierung der Steuerung mit Maus / Tastatur und Eyetracking)
• Planen und Durchführen einer vergleichenden Studie
• Auswertung der Studie

• Umgang mit Unity Engine
• Programmierkenntnisse in C#
• 3D-Modellierung (oder Nutzung von externen Assets)
• Design, Durchführung und Auswertung empirischer Studien

01 Gamer in Deutschland. (o. J.). game. Abgerufen 7. Mai 2025, von https://www.game.de/guides/jahresreport-der-deutschen-games-branche- 2019/01-gamer-in-deutschland/

Dorr, M., Böhme, M., Martinetz, T., & Barth, E. (2007). Gaze beats mouse: A case study. Games | The Next Generation of Head Tracking and Eye Tracking. (2025). Tobii Ga- ming. https://gaming.tobii.com/games/ Isokoski, P., Joos, M., Spakov, O., & Martin, B. (2009). Gaze controlled games. Uni- versal Access in the Information Society, 8(4), 323–337. https://doi.org/10.1007/s10209-009-0146-3

Nielsen, A. M., Petersen, A. L., & Hansen, J. P. (2012). Gaming with gaze and losing with a smile. Proceedings of the Symposium on Eye Tracking Research and Applications, 365–368. https://doi.org/10.1145/2168556.2168638

See the ball. Be the ball with Eye Tracking. (2025, März 26). Tobii Gaming. https://ga- ming.tobii.com/games/mindball-play/ Smith, J. D., & Graham, T. C. N. (2006). Use of eye movements for video game con- trol. Proceedings of the 2006 ACM SIGCHI international conference on Ad- vances in computer entertainment technology, 20-es. https://doi.org/10.1145/1178823.1178847