Eyefluence/SMI/FOVE與眼球追蹤技術以及眼球追蹤在VR/AR上的應用

　　眼睛可以為我們做很多事情，比如讓我們看到旖旎的風景，漂亮的美女，傳達我們的內心情緒，當然這些都是不需要依靠技術就能夠做到的事情。

　　隨著技術的進步，我們現(xiàn)在已經(jīng)能夠利用人類眼睛進行虹膜識別，虹膜識別相較面部識別、指紋識別都更加有效和安全，三星已經(jīng)在Note 7上面采用這項識別技術，不過這款手機已經(jīng)停售。不出意外的話，明年的Galaxy S8也將擁有虹膜識別功能。

　　除了虹膜識別之外，還有眼球追蹤技術。所謂眼球追蹤，是指一項技術能夠追蹤眼球的運動，并利用這種眼球運動來增強某個產品或服務的體驗。

　　眼球追蹤曾被錯用在手機上

　　眼球追蹤技術曾經(jīng)在智能手機領域火了一陣，這可能要追溯到2013年Galaxy S4手機率先搭載了眼球追蹤功能，這項功能主要應用在視頻播放上面。舉個例子，如果你正在觀看一個視頻，然后你身后的同學拍了一下你肩膀，在你轉過頭的時候，由于你的眼睛已經(jīng)不再看著屏幕，視頻會自動暫停，而當你回過頭來，視頻會自動繼續(xù)播放。不需要你用手去點擊暫停和播放；或者你在手機上看網(wǎng)頁，當你眼睛看到屏幕底部的時候，網(wǎng)頁會自動翻頁。同年，LG也推出了一款擁有眼球追蹤功能的LG Optimus G Pro手機。

　　可惜，眼球追蹤未能在手機領域掀起大風大浪，原因大概有兩點。首先用戶沒有需求，一款智能手機的平均尺寸大約只有5英寸，在這么一丁點兒大的地方，人們更喜歡直接用手指進行交互，何況手機絕大部分功能都是使用手指進行交互，所以也不多播放/暫停這個環(huán)節(jié)；第二個原因就是，當時技術不太成熟，分辨率低，識別不夠精準，導致有用戶覺得眼睛累。

　　VR/AR：眼球追蹤快到我碗里來

　　手機：1080p屏幕已經(jīng)非常足夠，2K就剩了

　　VR/AR：1080p就是個渣渣，2K是基本的

　　手機：處理器四核就好啦，上八核的神經(jīng)病啊

　　VR/AR：盡管上吧，處理器性能只有不夠用，不會剩余

　　手機：這么大點兒屏幕，10根手指日夜不停的摸，眼球追蹤你走錯地兒了吧？

　　VR/AR：眼球追蹤快到我碗里來

　　和眼球追蹤在手機上略顯得有點雞肋不同，這項技術對VR/AR來說是一個關鍵性技術。VR需要給用戶營造沉浸感，AR要營造虛擬和現(xiàn)實混合的真實感。眼球追蹤技術的應用，正好能夠滿足它們的需求。

　　第一，眼球追蹤能夠實現(xiàn)注視點渲染。當前VR和AR普遍使用全局渲染，也就是說，VR或AR的內容全部都被使用同一個標準渲染，無論是焦點視線內的還是余光之中的。這不符合我們人類的觀看方式。

　　而有了眼球追蹤技術，VR和AR便能夠實現(xiàn)局部渲染，實時注視點渲染，將你的目光所到之處渲染，目光之外的保留虛化、模糊，和真實的人眼體驗一樣。

　　第二，在普通VR體驗中，VR畫面有時候會由于你眼球的移動而產生畸變。如果這個時候有眼球追蹤功能干預，進行實時追蹤，那么這種畸變便能夠得到修復。

　　第三，解放雙手，實現(xiàn)更好的交互。當前我們與VR交互的時候需要使用手柄，或者其他VR手套等工具。有了眼球追蹤功能，我們可以使用眼球的運動來進行交互，比如當你的眼睛看著一扇門的時候，門可以自動打開，那么我們就不需要使用手柄或者手套?；蛘咴谑褂肰R用戶界面的時候，我們也可以直接使用眼睛操作。

　　第四，減少眩暈感。為了解決VR的暈動癥，我們沒少花心思，除了提升屏幕分辨率、刷新率之外，還要考慮定位追蹤、身體和首部的虛擬以及環(huán)境的連續(xù)性等等一堆。盡管如此，我們依舊無法徹底解決暈動癥問題，依然是路漫漫其修遠兮，眼球追蹤技術的加入，或許能夠幫助進一步減少暈動癥。

　　我們戴上了VR，眼睛和屏幕之間的距離已經(jīng)被固定，視頻中的遠近場景切換眼睛難以識別，這會加重眩暈感。因為，在現(xiàn)實中，人的眼睛能夠瞬間在千里之外和眼前做切換，能夠根據(jù)距離自動調整。如果在VR中加入眼球追蹤，它能夠捕捉我們目光焦點，創(chuàng)造更加自然的景深環(huán)境，有助于減少暈動癥。

　　誰家有牛逼的眼球追蹤技術？

　　1、Eyefluence眼球追蹤技術

　　第一個我們先點名剛剛被谷歌收購的眼球追蹤公司Eyefluence。

　　Eyefluence是一家美國科技初創(chuàng)公司，今年8月份宣布將會在未來VR中應用眼球追蹤技術。10月份，這家公司成功被谷歌收購。

　　這家公司的眼球追蹤也可以實現(xiàn)注視點渲染，從而減少計算方面的讀取約60%的速度。另外，Eyefluence的技術其獨特之處在于，它不僅能檢測眼球的運動，還能檢測瞳孔的擴張——如此一來還能實現(xiàn)某種程度上對人情緒的檢測。

　　Eyefluence家的眼球追蹤技術可自然地動動眼睛將意識轉化為動作。操作起來像走路或說話那樣自然，用戶不必盯著物體激活它們，操作交互發(fā)生的速度只會受到思考和觀看的速度影響。

　　日前，有消息稱，Magic Leap將使用Eyefluence眼球追蹤技術。谷歌砸了巨資投資這家MR公司，看來，它十有八九會使用Eyefluence。

　　2、SMI眼球追蹤技術

　　第二個響當當?shù)娜宋锸荢MI，SMI是一家德國科技公司，其眼球追蹤技術已經(jīng)被應用在三星Gear VR上。這家公司還曾經(jīng)為Oculus DK2和HTC Vive開發(fā)眼球追蹤套件。

　　SMI眼球追蹤主要能夠實現(xiàn)的功能是注視點渲染，關于這一點我們上面已經(jīng)說過，就不再重復了。SIM眼球追蹤技術的使用，不僅可以實現(xiàn)注視點渲染，還能夠減少VR對GPU的消耗，因為它極大地減少了GPU的VR畫面渲染量，使性能較弱的移動GPU也能提供高分辨率的VR圖像，或是減少PC VR設備的數(shù)據(jù)傳輸量，實現(xiàn)無線VR連接。

　　3、FOVE眼球追蹤技術

　　和Oculus一樣，F(xiàn)ove也是眾籌起家，其開發(fā)擁有眼球追蹤技術的VR設備Fove通過眾籌獲得關注，并于今天（11月2日）開啟了預售。

　　據(jù)了解，F(xiàn)OVE 在頭顯鏡片下方，嵌入了兩個紅外攝像頭，可以通過反射的光線，計算眼睛傾斜的角度，從而追用戶瞳孔活動，并且還能夠進行視線校準。用戶的視點被追蹤后，GPU圖像處理器能夠對其專門進行渲染，在虛擬現(xiàn)實中實現(xiàn)景深效果，其實和上面兩種眼球追蹤技術差不多。

　　隨著產品開啟預售，F(xiàn)ove的具體參數(shù)和PC配置要求都已經(jīng)公布：

　　OVE0 的參數(shù)：

　　顯示屏幀率：70HZ

　　視場角：90度至100度

　　追蹤傳感器：頭部追蹤和位置追蹤

　　眼球追蹤傳感器：兩個120fps的紅外追蹤系統(tǒng)，追蹤精度小于1度

　　重量：520g

　　連接接口：HDMI 1.4 / USB 3.0 / USB 2.0

　　在PC配置房間，盡管FOVE采用自家先進的眼球追蹤設備，但它并沒有降低對顯卡的要求，最低和HTC Vive等設備一樣為GTX 970或AMDRadeon R9 290，CPU則最低要求英特爾Core i5-4590，RAM在8GB以上，Windows 8.1或Windows 10系統(tǒng)都需要64位。