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在元宇宙,我们用眼睛操控万物?

你是否畅想过,用眼睛就能控制万物,让物体根据自己的意愿来自由移动?

遗憾的是,这个酷炫,犹如科幻片的场景,在以前只能泛起在小说和影戏中,犹如“特异功效”或者“邪术”。在现实中,这种场景似乎是无法存在的。

2016年前后,初代AR/VR眼镜和头显的泛起,曾让人们短暂地看到这一场景的曙光,这些装备可以让人体验陶醉感十足的3D的效果。可在初代产物中,人们仍只能通过双手和头部的动作来操作。且由于那时的手艺限制,人们在使用时极易发生眩晕感,陶醉感也稍显不足。

但随着眼动追踪手艺的泛起,这样的想法,终于有可能成为现实了。人们只需眼睛,就可以操控万物。眼睛注视的位置差异,VR/AR等装备都能检测出来。这不仅规避了此前人们在虚拟现实天下中的眩晕感,更将带来十足的陶醉感。

这一手艺正获得科技巨头们的青睐,索尼的PSVR 2,Meta的Cambriat都已确定将接纳这一手艺,多方新闻显示,苹果最新的MR头显产物,眼动追踪功效也将也许率会被接纳。这也预示着眼动追踪手艺,将成为MR产物未来生长的偏向标。

而在市场上备受追捧的元宇宙天下中,MR产物被作为是市场普遍认同的元宇宙的入口,作为MR产物的偏向标,眼动追踪手艺对元宇宙天下的主要性更是不言而喻。

从上述信息可以看到,科技巨头们对眼动追踪手艺都十分青睐,并陆续接纳应用该手艺。眼动追踪手艺俨然已成为MR产物未来生长的偏向标。

那么,成为科技巨头MR产物新焦点的眼动追踪手艺,能在元宇宙的未来中开拓一片新蓝海吗?

带着问题,本文将通过以下三个方面,来探讨眼动追踪手艺:

1.眼动追踪手艺是什么,履历了怎样的生长历程?

2.生长至今的眼动追踪,现在在各行业体现了哪些价值?

3.未来,眼动追踪手艺将拥有怎样的市场规模和远景?

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眼动追踪,新时代的读心术

众所周知,大脑是身体的“司令部”,人的影象、睡眠、运动和语言等都离不开我们大脑的支配。固然,也包罗对视觉感官的控制。以是,可以通过监测眼睛的运动情形,来推断出大脑中正在发生的事情。

眼动追踪手艺正是基于此理论生长起来。顾名思义,眼动追踪就是监测眼睛运行的历程。眼动追踪最焦点的研究:是确定人类或者动物注视的地方,好比实时更新瞳孔和眼球的转变。

试想,若是MR装备可以监测眼睛的实时动态,经由系统算法剖析,那么就可以反推人的大脑现在想做什么,也可以以此来为人类提供更多、更快捷的“理想化服务”。

眼动追踪手艺,就能通过仪器装备举行数字图像处置,瞳孔定位,获取瞳孔三维坐标,并通过人工智能算法,盘算眼睛的注视点,让智能装备知道你正在看什么。 

而眼动追踪手艺的生长历史可以分为四个阶段:考察法;机械纪录法;光学纪录法;现代眼动追踪纪录法。其中前三种方式都泛起在对照早的20世纪,现因种种新手艺的发现和运用,这三种都已被市场镌汰。

新世纪,更多准确,更稳固,非侵入式眼动追踪手艺被开发出来。现在的眼动追踪方式,主要有角膜反射法、巩膜-虹膜边缘法和瞳孔-角膜反射向量法。

角膜反射法主要被用于眼动力学和注视点标定等方面,但头部误差较大的缺陷使其很难应用到要求高精度的MR产物中。

巩膜-虹膜边缘法也是应用于眼动力学和注视点标定方面,这一方式的优势是水平精度较高,但瑕玷是垂直精度较低、滋扰大、头部误差大。

现在整体上最具优势的则是瞳孔-角膜反射向量法,也被称为普金野图像跟踪法。这种手艺有精度高、非接触、滋扰小、无创等优点,这一方式的焦点原理是:视线偏向由瞳孔中央相对于角膜反射的位置确定。

如图1和图2中所示,眼睛通过角膜反射形成特定亮斑,可以由光源和实验者头部的相对位置来确定其位置。若是被试保持头部保持不动,当眼球转动时,角膜反射不会移动,只有瞳孔会移动。图中可以很清晰地看出瞳孔中央与角膜反射转变之间的方位关系。

依附这一方式带来的高精度和要害数据,现在瞳孔-角膜反射向量法也被普遍用于现代的眼动追踪装备中。

而AR/VR等元宇宙的入口产物,可以通过以上述方式为代表的眼动追踪手艺,采集高精度的要害数据,如时间戳信息、视线落点、眼球位置和瞳孔直径等等。

随后,再通过对上述要害数据的检测及系统剖析,产物就可以知道眼睛在看什么,进而剖析人的大脑想干什么。

不外,只管这一手艺有生长成为新时代“读心术”的前置,但即即是现在的生长水平,企业想真正掌握它也非易事。企业不仅需要醒目图像视觉,还需要对人体视觉神经和大脑控制等原理有深入研究,这样才气进一步挖掘这一手艺的价值,推动现实应用。

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眼动追踪用在哪儿?

正如前文所说,眼动追踪手艺通过对眼睛的状态的实时监测,可以获取眼睛的注视位点,进而推测出大脑的意图。

现在,人们在一样平常流动中,离不开用嘴去交流,用手去操作。可以预见,当在眼动追踪手艺的推动下,眼睛可以替换嘴巴和双手的功效时,许多相关联的行业势必将迎来一场变化。

现实上,近几年眼动追踪手艺在各行各业已取得不少突破性希望。无论在夹杂现实(MR),照样在医疗、汽车、零售、无障碍辅助等领域都有了现实应用的案例。

在MR领域,眼动追踪手艺正在解决MR头显产物被诟病多年的眩晕问题。

此前,多家大厂的多代MR头显产物,在用户戴上后,往往会发生一定的眩晕感,这是由于眼睛看到的视频画面,跟身体的感受不匹配,大脑感应疑心。而大脑的疑心进一步转到达整个身体,让使用MR头显产物的用户发生眩晕效果。

眩晕感严重降低了装备的体验感,让许多本设计购置MR产物的消费者心存疑虑,更在已往数年里故障了MR行业的进一步生长。

而眼动追踪手艺可以获知人眼的真实注视点,从而获得虚拟物体上视点位置,与人眼一样平常事情的原理相似。

因此,眼动追踪手艺加持的AR/VR产物,相比此前头显,泛起眩晕和降低浸感的问题概率将大幅减小。今年3月,就有业内人士提前试玩了搭载眼动追踪手艺的索尼PSVR 2,并示意相比前代在眩晕和画面流通方面有极大改善,甚至“玩完后天下都差异了”。

带给人们差异于现实天下的陶醉感和体验,正是元宇宙所描绘的美妙未来的源头,在眼动追踪手艺的推动下,MR产物也在为憧憬元宇宙的人们提供一个更优异的入口。

但在MR产物上的应用,还不只是眼动追踪手艺的所有价值所有所在。

在营销领域,通过眼动追踪丈量视觉注重力的功效,营销主体可以更准确地对用户行为举行解读。由于眼动追踪手艺可以客观监测人们的视觉注重力重点。这对于包装设计,产物结构和商品展示的优化都至关主要。

Pop Tarts Bites的包装设计正是接纳视觉营销的手艺,让该品牌的总销售额较之前增进了18%。

在教育培训领域,眼动追踪手艺为疫情催生的线上教学模式提供了效果更佳的新思绪。

由于疫情被迫接纳的线上教学模式,美国医学委员道格拉斯博士以一套Miya模子,将眼动追踪手艺与现实教学方式相连系,从而在模拟环境中而非在患者身上举行手术教学,并用眼动仪来评估学生的手艺水平。

而在汽车领域,眼动追踪手艺也在识别疲屈驾驶,驾驶注重力不集中等问题上施展着主要作用。眼动追踪手艺可以实时跟踪判断驾驶员的注重力集中情形,延续提醒驾驶员预防疲屈驾驶。

一家名为Seeing Machines的公司,也在已往几年里开发了通过眼动追踪手艺,人工智能剖析头部、脸部和眼睛领会驾驶员实时情形的功效,以此鉴别他们在途中的困倦与分心情形。显著降低蹊径交通事故率。现已为全球上百家车企提供该手艺服务。

除了应用于科研和商业领域之外,通过眼动追踪手艺的辅助,残障人士也可以用眼睛来操控盘算机,以此作为信息输入方式与外界举行相同。Tobii公司的眼动追踪装备TD Pilot,就可以辅助残障人士通过眼球来操作iPad上的应用软件,选中目的,甚至通过眼球移动来举行打字和游戏。

由此可见,眼动追踪手艺已经在多个行业获得现实应用。这一手艺的行业价值正在进一步获得凸显。未来,随着“可用眼取代手”的场景需求日益增多,眼动追踪手艺另有更多可以“大显身手”的地方。

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元宇宙未来,眼动追踪的蓝海

随着元宇宙看法的生长,现实天下存在的事物将逐步数字化、虚拟化,并将其映射到虚拟天下中。这个“虚拟”市场在逐步壮大。而AR/VR头显等MR装备作为虚拟天下的入口,在其中的作用也将举足轻重。

凭证中国信通院统计,2020年全球VR/AR市场规模约为900亿元,其中VR市场规模620亿元,AR市场规模280亿元。该机构2020-2024五年,展望全球虚拟(增强)现实产业规模年均增进率约为54%,其中VR增速约45%,AR增速约66%,2024年二者市场规模靠近、均到达2400亿元。

重大的MR市场给了眼动追踪手艺快速发展的土壤,凭证美国市场调研机构ABI Research指出,应用了手势控制与眼动追踪手艺的传感器发生的收入将会靠近50亿美元。

眼动追踪手艺作为MR装备不能或缺的一环,往后在多方面另有希望实现进一步的突破,这无疑将再度拓展眼动追踪手艺在元宇宙的作用。

例如,在现在MR头显中的光学系统暂时还未能实现动态聚焦功效,这是由于头显需要一个致动式变焦显示器。但变焦显示器一定得有眼动追踪手艺的支持,系统需要准确地知道用户的注视点位置。

但随着眼动追踪手艺的提高,未来的MR装备有望通过这一手艺识别人眼睛焦点的深度转变,从而让聚焦也随着转变,也就实现了MR装备的动态聚焦。

通过使用MR装备中的眼动跟踪信息,装备也可以仅执行“中央凹形渲染”,来渲染被考察环境中的那些元素。这既阻止了渲染所需资源过多而导致的GPU过载,还能准确地带来更高质量的视觉体验,打造出一个陶醉感更强的元宇宙环境。

此外,眼动追踪对视觉的追踪,也有助于未来特殊MR等各种装备对用户意图举行更准确的判断。装备和系统将可以凭证用户注视点,来设计用户的下一步行为,并为其营造更贴切的元宇宙天下的各种设定。

而眼动追踪对提高交互效率方面,同样有着很好的应用远景,有了眼动追踪对操作速率和精度的加速,用户自身也可以自动行使他们的注视点,更轻松地完成现实天下和虚拟天下中的各种操作义务。

无论是在现实天下的远程手术、远程驾驶等方面,照样在虚拟元宇宙中的种种操作,眼动追踪手艺的生长,都将为人类带来更多的便利。

虽然当下眼动追踪市场规模,还无法与MR整体市场相比,但它作为MR、甚至元宇宙装备中的“精准手术刀”,未来注定随着MR的生长和元宇宙的进化,获得广漠的生长天地。

正如着名的Meta旗下MR装备公司Oculus首创人Palmer Luckey所示意的:“眼动追踪是虚拟天下的心脏,未来的视觉头显必将都支持眼动追踪手艺”。

作为未来元宇宙天下入口的焦点,眼动追踪手艺在往后广漠的市场规模中,也注定大有可为。

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写在最后

随着虚拟现执行业不停的迭代、生长,以及元宇宙看法的兴起,MR装备被以为是下一代盘算平台的说法获得越来越多的认可。

MR头显也正在朝着更轻、更薄、更便捷的偏向生长。凭证相关统计,MR头显预计在2025年将销售跨越1亿台。未来MR产业的规模有望跨越智能手机,成为人手一台的便携式盘算终端。

可以预见的是,在不久的未来,人类通过MR装备上的眼动追踪手艺来完成的事情会越来越多。好比创作、设计可以通过眼睛来操作输入端;医生也可以通过相关智能装备,用眼动控制来完成一场细腻化的远程手术。同虚拟天下举行互动也会变得和现在打电话一样简朴。

用眼睛控制万物,将不再仅仅是个梦想,而会成为你生涯的一部门。未来已来,将至已至。眼动追踪手艺正解放着人类的双手,“眼控”取代“手控”的时代还会远吗?