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【深度】眼球追踪:VR头显的“下一个重大突破”

导读: 眼球追踪技术自医疗研发而始,经过数十年漫长的技术积累以后,已经开始逐渐升温,进入商业化应用阶段,被陆续用在了电脑、手机、VR头显、甚至汽车等不同设备上;作为一项和视觉图像息息相关的产业,眼动追踪将成为影响VR行业发展的又一关键技术。

OFweek可穿戴设备网讯 眼球追踪技术自医疗研发而始,经过数十年漫长的技术积累以后,已经开始逐渐升温,进入商业化应用阶段,被陆续用在了电脑、手机、VR头显、甚至汽车等不同设备上;作为一项和视觉图像息息相关的产业,眼动追踪将成为影响VR行业发展的又一关键技术。笔者近日对国外领先的眼动技术上市公司瑞典Tobii集团,及国内领先的眼动技术公司七鑫易维进行了独家专访。

2016年10月与12月,Google与Oculus分别收购了眼球追踪技术公司Eyefluence与The Eye Tribe——两家公司分别位于硅谷与丹麦,Eyefluence曾获两轮共2160万美元的融资,而The Eye Tribe则曾获300万美元融资与230万美元政府资金。

在2017 CES上,老牌眼球追踪厂商德国SMI、瑞典Tobii集团,以及国内公司七鑫易维、日本初创FOVE分别推出了具备眼球追踪技术的VR套件或VR头显,高通、英伟达、Lumus、StarVR等的头显中都集成了此项技术,三星、微软等各大巨头也陆续被报道已经申请的VR/AR眼球追踪技术相关专利……眼动追踪技术此刻正悄然扎根VR行业里。

虽然现在的技术发展水平离直接使用眼球控制还有些远,但由眼球追踪衍生的注视点渲染技术对目前的高配VR/AR的小型化、平民化有着极其重要意义——简单来说,它能够优化图像渲染,降低CPU计算负载30%-70%,使得普通电脑能够得到超高配置电脑才能渲染出的VR图像效果,对VR/AR硬件平民化、平价化有着重要的推动作用。

眼球追踪与注视点渲染

眼球追踪技术从医疗研发而始,本意是帮助那些不能用手进行键盘操作的病人用眼睛来操作计算机。老牌眼球追踪厂商德国SMI与瑞典Tobii集团就是医疗研发起家,而国内眼球追踪企业七鑫易维的渐冻人眼控输入系统也是其业务重要组成部分。

虽然市面上的眼动追踪公司不少,但是目前相关技术原理相差不大。常见原理有:1、主动投射红外线等光束到虹膜来提取特征;2、根据眼球和眼球周边的特征变化进行跟踪;3、根据虹膜角度变化进行跟踪;这三大类。

全球VR眼控企业地图 “下一个风口”不是白叫的

上图即为方法1的简单原理示意,光源照在人的眼睛上,通过瞳孔和角膜反射的光斑被摄像头捕捉到,识别瞳孔和角膜并记录下眼睛移动轨迹,得到眼动数据。依靠图形处理和追踪算法来计算出视线矢量, 从而得出用户正在看的东西以及观看时间。

这项技术允许用户使用眼球控制输入,但是由于人眼视觉轨迹较为跳跃,目光分散,所以在精准度方面还是不如键盘鼠标输入。不过由眼球追踪衍生出的注视点渲染技术(Foveated Rendering,又称视网膜中心渲染技术)对VR来说意义重大。

全球VR眼控企业地图 “下一个风口”不是白叫的

人眼观看世界时是选择性聚焦的,即眼神聚焦中心是清晰的,其他地方则逐渐模糊。而现有的VR技术则是全局清晰渲染的,电脑会把所有的场景都清晰地渲染出来让用户去观看,过程中很大一部分清晰的像素都被浪费掉了。这样的全局渲染给计算机运算带来很大的压力,用户需要配备极高性能的显卡才能得到画面优秀的VR系统。

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责任编辑:Angela
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