智能追蹤技術:眼動追蹤技術帶你走向更真實的虛擬世界
發布時間:2018-04-26 來源:Eric 責任編輯:lina
【導讀】本文中Eric Kuerzel分析了AR/VR技術的現狀以及眼動追蹤技術的行業動向,重點對眼動追蹤技術的沉浸式功能應用做了深入解讀。Eric Kuerzel是歐司朗光電半導體北美公司紅外產品的產品營銷經理,於2006年加入歐司朗光電半導體,有著豐富的行業經驗。

增強現實與虛擬現實技術(AR/VR)是時下最熱門的技術之一,該行業從風險投資家和科技巨頭如Google、Apple和Facebook吸引數十億美元啟動資金。
根據Parks and Associates的數據,消費者正接受這項技術,全球有2400萬家庭預計在今年年底前購買AR/VR頭盔。與此同時,據Greenlight Insights預計,全球虛擬現實收入到今年年底將達到71.7億美元,並在2021年達到750億美元。另外,國際數據公司(IDC)預計AR/VR頭盔市場在接下來五年內年複合增長率將達到108.3%。
盡管如此,AR/VR硬件的發展不如預期。那麼,什麼阻礙了它的發展?多數界麵由頭部移動和其它手動輸入所控製。 但是當畫麵跟不上這些頭部移動的速度時,用戶便會產生眩暈感。更重要的是,幀速率和分辨率偏低會使圖像失真或發生抖晃。
不過,人們找到了解決辦法。眼動追蹤技術可實時監測眼球運動,修正這些問題,使AR/VR能夠完全達到預期效果。眼動追蹤技術的工作原理是向角膜照射不可見紅外(IR)光。光線穿過未檢測瞳孔並經虹膜反射出來,將瞳孔邊緣呈現給相機傳感器。眼球動作是人體內最快的動作之一。因此,AR/VR係統必須能夠跟上快速動作。
zuichu,yandongzhuizongxitongzaikexueheshangyeyingyongzhongbanyanzhongyaojiaose。guigenjiedi,yanjingshixinlingdechuangkou,keyilijixianluchurenmendezhenshixiangfa,zheshideyandongzhuizongjishuzaishichangyanjiulingyujuyouxiangdangzhongyaodezuoyong。yiliaoshebeiyenengyikaoyandongzhuizonglaibianbieyonghuguanzhudeneirongyijitamendefanying。
在計算領域,眼動追蹤允許控製中心無需手動輸入(如使用鍵盤或鼠標)即可進行交流,為下一代人機對話關係奠定了良好基礎。無人駕駛汽車和智能電器等物聯網(IoT)的發展將依賴於這些設備的功能對眼球運動和口頭命令做出反應。

隨著體積極小但功能強大的元件(例如緊湊型紅外發光二極管(IRED))dechuxian,chuangxinxinggongsizhengzhubujiangyandonggenzongchuanganqijichengdaotamendechanpinzhong。zhezhishiyigekaishi。zhexiexitongkeyiweixunixianshitigongdongli,shiqiduiyonghudeziranheqianyishixinhaozuochufanying,congerkaiqishenlinqijingdexunitiyanxinshidai。
關注行業動向
今年對眼動追蹤技術來說是具有突破性的一年。今年1月,日本VR創業公司FOVE發布了業內首款眼動追蹤VR頭盔。與此同時,一些AR/VR硬件公司也紛紛進行仿效,將眼動追蹤以某種形式加入到他們的現有耳機產品中。
同時,眼動追蹤開發商,如來自瑞典的Tobii,已經開始對消費類AR/VR產品授權他們的技術。作為參考,在Tobii開始投資VR技術之後不久,從2014年到2016年,該公司的銷售額幾乎翻了一番。Google和Facebook等技術行業領跑者目前正在收購一些較為優秀的眼動追蹤創業公司。
顯而易見的是,整個技術世界正在密切關注這一領域。全球研究公司MarketsandMarkets認為眼動追蹤市值到2023年將達到14億美元,部分原因是其在AR/VR產品中的突出作用。
沉浸式未來
AR/VR的最終目標是完全沉浸式體驗。用戶從真實世界轉換到虛擬世界,而感官上不會中斷,他們所有的感覺,如聽覺、觸覺、味覺、視(shi)覺(jiao)和(he)嗅(xiu)覺(jiao)等(deng)都(dou)持(chi)續(xu)活(huo)躍(yue)在(zai)虛(xu)擬(ni)世(shi)界(jie)中(zhong)。這(zhe)是(shi)現(xian)代(dai)計(ji)算(suan)史(shi)上(shang)最(zui)複(fu)雜(za)的(de)難(nan)題(ti)之(zhi)一(yi)。但(dan)是(shi),要(yao)解(jie)決(jue)該(gai)問(wen)題(ti)絕(jue)非(fei)易(yi)事(shi)。第(di)一(yi)步(bu),在(zai)硬(ying)件(jian)上(shang)需(xu)要(yao)減(jian)少(shao)手(shou)動(dong)輸(shu)入(ru),並(bing)使(shi)用(yong)戶(hu)能(neng)夠(gou)與(yu)虛(xu)擬(ni)世(shi)界(jie)互(hu)動(dong),如(ru)同(tong)身(shen)處(chu)在(zai)真(zhen)實(shi)世(shi)界(jie)。
眼動追蹤可通過以下五種方法極大地推動沉浸式功能的發展:
1.最佳的細節和深度。人們通常使用一副頭盔體驗AR/VR,這zhe種zhong頭tou盔kui必bi須xu與yu用yong戶hu的de瞳tong孔kong對dui齊qi,以yi便bian向xiang用yong戶hu完wan整zheng地di傳chuan遞di顯xian示shi屏ping上shang的de三san維wei空kong間jian。如ru果guo偏pian離li中zhong心xin位wei置zhi,眼yan睛jing就jiu會hui感gan覺jiao疲pi勞lao,而er且qie圖tu像xiang會hui變bian得de扁bian平ping且qie模mo糊hu。

找到正確的位置頗具挑戰性。成人瞳孔之間的長度(即瞳距(IPD))介於5.1厘米至7.7厘米。這種差別在使用雙筒望遠鏡、顯微鏡和望遠鏡時尤其明顯,需要進行調整以適應觀看者的IPD才能傳遞最佳細節和深度。
大多數AR/VR頭盔采用超寬眼鏡或手動調節器,這會導致過度補償。由於眼動追蹤係統可在設備內定位瞳孔,因此新一代產品能夠精確計算IPD。瞳距匹配使用戶的眼睛得到放鬆,並充分投入到體驗中,提高整體沉浸感。
2.自然的用戶界麵。當顯示屏對眼球運動(不隻是頭部運動)zuochufanyingshi,yonghujianghuodegengzirandeshiye。tongguoyanqiuzhuizong,yonghuzhixujiandandiguankanneirongjikecanyuqizhong,liruxuanzewuqihuonaqiqiu。zhekebimianpingmushangchuxianzaluandetubiao,jianshaodaohangxiaohaodenengliang。
3.人眼獲得舒適感。人類通過中心凹(視網膜中視力最靈敏的小凹處)在視野中心感知視覺細節。中心凹區域外的外圍物體會顯得模糊不清。因此,如同大多數AR/VR係統,在每個幀中使用相同的分辨率最終會造成浪費。相比之下,注視點渲染(一種數字成像處理技術)yonggaofenbianlvxianshizhongxinaomubiao,tongshijiangdizhouweihuanjingdefenbianlv,mofangrenleideshiye。dangyanjingzaixianshipingshangsaoshishi,yandongzhuizongduidingweizhegefenbianlvzuigaodedianzhiguanzhongyao。
gaijishubujinkeshirenyanganjiaoshushi,hainengshifangyingjianziyuan。yinweitajiangdilezhengtixiangsu,erbuhuijiangdituxiangdewanzhengxing,suoyizhushidianxuanrankexianzhujiangdifuzaihegonghao。zhekejiangshifangdeziyuanzhongxinyingyongyuqitacaozuo,rutigaozhensulv。yinci,zaitigaoxianshizhiliangdetongshi,zhihoushijianyenengdafujianshao,yonghubuyigandaoxuanyun。
4.逼bi真zhen的de社she交jiao信xin號hao。人ren的de眼yan睛jing會hui說shuo話hua,經jing常chang會hui透tou露lu出chu內nei心xin想xiang法fa。在zai我wo們men牙ya牙ya學xue語yu之zhi前qian,我wo們men早zao已yi會hui通tong過guo微wei妙miao的de麵mian部bu表biao情qing表biao達da情qing緒xu。眼yan動dong追zhui蹤zong技ji術shu賦fu予yu虛xu擬ni角jiao色se逼bi真zhen地di傳chuan達da社she交jiao信xin號hao的de能neng力li,使shi虛xu擬ni角jiao色se擁yong有you生sheng命ming力li。它ta們men可ke以yi傳chuan遞di逼bi真zhen的de眼yan球qiu運yun動dong,賦fu予yu視shi頻pin遊you戲xi和he其qi它ta虛xu擬ni內nei容rong新xin的de特te征zheng。
5.大開眼界的安全性。每個人的虹膜和指紋都是獨一無二的。AR/VR頭(tou)盔(kui)采(cai)用(yong)眼(yan)動(dong)追(zhui)蹤(zong)進(jin)行(xing)虹(hong)膜(mo)掃(sao)描(miao),無(wu)需(xu)密(mi)碼(ma),使(shi)係(xi)統(tong)使(shi)用(yong)更(geng)便(bian)捷(jie),同(tong)時(shi)更(geng)具(ju)安(an)全(quan)性(xing)。工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)便(bian)是(shi)它(ta)用(yong)紅(hong)外(wai)照(zhao)亮(liang)眼(yan)睛(jing),用(yong)設(she)備(bei)上(shang)的(de)相(xiang)機(ji)拍(pai)攝(she)虹(hong)膜(mo)圖(tu)像(xiang)進(jin)行(xing)特(te)征(zheng)識(shi)別(bie),而(er)這(zhe)些(xie)特(te)征(zheng)對(dui)每(mei)個(ge)人(ren)都(dou)是(shi)獨(du)一(yi)無(wu)二(er)的(de)。然(ran)後(hou),將(jiang)得(de)到(dao)的(de)結(jie)果(guo)與(yu)用(yong)戶(hu)事(shi)先(xian)存(cun)儲(chu)的(de)虹(hong)膜(mo)圖(tu)案(an)進(jin)行(xing)比(bi)較(jiao)。虹(hong)膜(mo)掃(sao)描(miao)的(de)錯(cuo)誤(wu)率(lv)極(ji)低(di),不(bu)僅(jin)速(su)度(du)快(kuai),還(hai)是(shi)一(yi)種(zhong)非(fei)常(chang)安(an)全(quan)的(de)識(shi)別(bie)方(fang)法(fa)。
眼見為實
尖端技術的發展在取得重大突破後往往會得到高速發展。鑒於FOVE發布的第一款眼動追蹤VR頭盔,我們預期這些功能很快將成為各種產品的標配 - 從經濟型智能手機的耳機到高端係統。眼動追蹤技術為AR/VR開發人員提供了絕好的機會:製造能夠與人類思維互動的機器。
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