眼動(dòng)追蹤讀取用戶微表情，用于新的交互方式

眼動(dòng)追蹤一直都是VR和AR頭顯中比較受關(guān)注的技術(shù)，這也應(yīng)該是大家比較熟悉的一個(gè)技術(shù)。頭戴顯示器的很多顯示效果都對(duì)眼動(dòng)追蹤技術(shù)有要求，比如建立在眼動(dòng)追蹤基礎(chǔ)上的中心渲染，既可以減小處理器渲染的計(jì)算量，也可以在某種程度上解決紗窗效應(yīng)問(wèn)題。更近一步地說(shuō)，眼動(dòng)追蹤同樣可以用于讀取用戶微表情，用于新的交互方式。

作為一個(gè)大家都知道它在悄悄研發(fā)AR頭顯的公司，蘋果的頭顯計(jì)劃中當(dāng)然也少不了眼動(dòng)追蹤方案，最近，蘋果的一份專利公開，展示了蘋果最近對(duì)于眼動(dòng)追蹤的研究。

在這次公布的專利中，并沒(méi)有特別說(shuō)明頭顯的種類，也就是說(shuō)，無(wú)論AR還是VR頭顯設(shè)備, 只要頭顯具備合適的支撐框架和鏡片，專利中說(shuō)明的眼動(dòng)追蹤系統(tǒng)都是可以使用的。

蘋果的專利顯示，眼球跟蹤系統(tǒng)包括眼球跟蹤攝像頭 (如紅外線攝像頭),、照明源以及熱鏡。其中眼球跟蹤攝像頭位于用戶的臉側(cè), 并指向兩邊的鏡片, 照明源 (如近紅外光源)向用戶的眼睛發(fā)出近紅外光一類的光線, 而熱鏡位于鏡片和用戶的眼睛之間，接近鏡片表面的地方。

這個(gè)眼動(dòng)追蹤系統(tǒng)的原理可以解釋為：照明源發(fā)出的近紅外光照射用戶的眼睛，近紅外光從用戶的眼睛部分反射到熱鏡表面，而熱鏡是一種分色濾鏡，可以反射近紅外光, 同時(shí)允許可見(jiàn)光通過(guò)。熱鏡反射的近紅外光被用戶臉側(cè)的近紅外攝像機(jī)捕捉到,生成眼球位置的圖像，由此可以分析檢測(cè)用戶眼睛的位置和移動(dòng)。

其中，為了使眼睛跟蹤攝像頭可以接收到眼球位置的圖像, 可以采用兩種不同的相機(jī)位置。第一種就是前面提到的，將攝像頭放在臉側(cè)，通過(guò)熱鏡的反射接收?qǐng)D像方案。第二種方案則是用攝像頭直接在鏡片的位置。由于第二種方案對(duì)用戶體驗(yàn)有妨礙，最終的方案選用了將攝像頭置于臉側(cè)的方案，因此，光傳播路線變得更加復(fù)雜。

文中所提到的熱鏡可以是鏡片，也可以由具有分光特性的涂層代替，后者可以直接涂在顯示鏡片的表面。而近紅外攝像機(jī)無(wú)論是在鼻側(cè)還是在臉外側(cè)都是可以的。

另外，專利中也提到了設(shè)計(jì)中眼球跟蹤系統(tǒng)提供的功能，最基礎(chǔ)的是可以用來(lái)跟蹤用戶眼睛的位置和移動(dòng)；在進(jìn)一步的設(shè)計(jì)中, 眼睛跟蹤系統(tǒng)也可以用于跟蹤用戶的瞳孔膨脹,或其他特征。專利中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的功能有：通過(guò)眼睛注視點(diǎn)來(lái)進(jìn)行交互，在一個(gè)案例中，眼睛注視某一個(gè)選項(xiàng)一定時(shí)間后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)選擇該選項(xiàng)；此外，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)瞳孔放大的情況自動(dòng)調(diào)整VR或AR圖像的亮度。

需要說(shuō)明的是，這不是蘋果第一次提交眼動(dòng)追蹤系統(tǒng)的專利，早在16年，蘋果就提交過(guò)一份利用MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）控制的眼動(dòng)追蹤系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)主要包括一個(gè)追蹤攝像頭，一個(gè)MEMS設(shè)備和處理器。相機(jī)負(fù)責(zé)拍攝眼睛的圖像，而MEMS裝置控制相機(jī)的視角方向，處理器接收來(lái)自相機(jī)的眼睛的圖像，確定相機(jī)圖像內(nèi)的眼睛的位置，并控制MEMS以保持相機(jī)指向眼睛。在另一個(gè)案例中，MEMS裝置可以用來(lái)控制相機(jī)的可調(diào)焦距，處理器可以確定眼睛圖像的聚焦?fàn)顩r，控制MEMS設(shè)備以保持相機(jī)始終聚焦。

和之前的方案相比，最近通過(guò)的專利采用的方案不需要攝像頭的移動(dòng)，同時(shí)不會(huì)影響用戶的視野，處理模塊的計(jì)算量更小，同時(shí)更加節(jié)能、高效。

就現(xiàn)有的幾份專利來(lái)看，最近公開的這個(gè)方案的優(yōu)越性可以說(shuō)毋庸置疑。但由于蘋果對(duì)頭顯研發(fā)一貫的保密態(tài)度，我們也很難確定它的選擇，最終的結(jié)果可能還是需要等到2020年才能見(jiàn)分曉。