多年以前，一個(gè)叫做頭戴顯示的技術(shù)（HMD），開啟了從真實(shí)世界去感知虛擬世界的途徑，其中包括兩項(xiàng)很重要的人機(jī)交互技術(shù)：虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）。現(xiàn)今，不管是VR還是AR，都非常強(qiáng)調(diào)用戶的交互性，因此自然也離不開各式各樣的傳感器。與智能手機(jī)等傳統(tǒng)硬件對(duì)比，VR/AR產(chǎn)品同樣集成了視覺傳感、體感識(shí)別、眼球追蹤、觸覺反饋等等一系列對(duì)周圍環(huán)境感知，并進(jìn)而對(duì)用戶形成動(dòng)作反饋，完成用戶視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等全部的人體感知體驗(yàn)。小編今天就給大家講講在VR眼球追蹤技術(shù)上，小而美的一些初創(chuàng)公司帶給我們?nèi)绾蔚捏@喜。

一、七鑫易維VR眼球追蹤模組——aGlass

七鑫易維眼球追蹤模組aGlass

七鑫易維，據(jù)說(shuō)是全球最早做到Full FOV Tracking的眼球追蹤技術(shù)公司。在去年11月2日的時(shí)候，發(fā)布了全球首款VR眼球追蹤模組aGlass。

VR行業(yè)發(fā)展的痛點(diǎn)很多，其中影響較大的因素之一就是對(duì)高清視頻的渲染。現(xiàn)階段，VR界對(duì)高清視頻只能做到局部渲染，并且要求硬件配置很高，下面以O(shè)culus Rift視頻渲染為例子：用戶需要配備1000美金以上的計(jì)算機(jī)才能正常運(yùn)行， Nvidia GeForce 970或AMD Radeon 290顯卡的成本就達(dá)300美金，而這僅僅只是渲染1k分辨率的視頻。目前，VR結(jié)合眼球追蹤進(jìn)行局部渲染技術(shù)是解決VR硬件配置價(jià)格高一個(gè)非常好的方案。七鑫易維發(fā)布的這套眼球追蹤模組aGlass，擁有注視點(diǎn)渲染的技術(shù)特性，可以使得在同等硬件性能條件下，使渲染效率提高7倍以上，節(jié)省87%的像素?cái)?shù)據(jù)量。

同樣的，aGlass還擁有“全場(chǎng)視角追蹤、高精度、低延遲”等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，還支持視力矯正鏡片，近視客戶可配備適合自己的鏡片；免工具拆裝，使用簡(jiǎn)易便捷； 100-380 Hz的刷新率，適應(yīng)各種使用情況。

目前，眼球追蹤模組aGlass已支持HTC Vive、Oculus Rift等VR頭戴產(chǎn)品，用于提升用戶的VR體驗(yàn)。

眼控瞄準(zhǔn)（飛行類游戲）

眼球追蹤模組aGlass技術(shù)解析：

1.全視場(chǎng)角追蹤 垂直30°，水平50°，覆蓋FOV大于110°的主流VR設(shè)備，追蹤范圍廣，可以無(wú)死角覆蓋整個(gè)VR顯示屏幕，在國(guó)際范圍內(nèi)都屬首創(chuàng)。

2.高精度低延遲 在VR游戲中，對(duì)眼控操作的精確度和實(shí)時(shí)性要求非常高，目前我們的追蹤速度可達(dá)240Hz，延遲低于5ms。

3.防抖追蹤算法 VR設(shè)備使用時(shí)需要佩戴在頭上，大部分VR應(yīng)用都需要頭部運(yùn)動(dòng)的配合，頭動(dòng)會(huì)造成VR設(shè)備和眼睛的相對(duì)位移，這種狀態(tài)下獲得的眼動(dòng)數(shù)據(jù)無(wú)疑對(duì)硬件和算法有很大的挑戰(zhàn)。我們通過(guò)精確的防抖算法，用戶在使用的過(guò)程中即使頭動(dòng)也不會(huì)影響眼球追蹤的精度。

已運(yùn)用眼球追蹤模組aGlass的HTC Vive消費(fèi)級(jí)頭盔

二、Fove被動(dòng)式眼球追蹤技術(shù)

Fove VR

早在2014年，隨著當(dāng)時(shí)三星Gear VR推出，基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的產(chǎn)品也在市場(chǎng)上也越來(lái)越多。位于位于東京的初創(chuàng)公司Fove也想藉此火上一把，當(dāng)時(shí)結(jié)合公司原有資源，順勢(shì)推出了Fove VR頭盔。據(jù)悉，F(xiàn)ove VR是全球第一款使用眼球追蹤技術(shù)的消費(fèi)級(jí)顯示設(shè)備。

與其他虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）頭盔相通之處，兩者都擁有3D立體畫面顯示、配備頭部運(yùn)動(dòng)追蹤功能，不同的是，F(xiàn)ove VR首創(chuàng)了VR界眼球追蹤技術(shù)，例如在游戲體驗(yàn)中，F(xiàn)ove VR可以方便游戲玩家通過(guò)追蹤雙眼視線移動(dòng)位置，而直接以視線瞄準(zhǔn)游戲中的人物角色。

Fove VR眼球追蹤實(shí)現(xiàn)原理：在Fove VR頭顯鏡片的下方，嵌入了兩個(gè)紅外攝像頭，設(shè)備可以根據(jù)反射光線計(jì)算眼睛的傾斜角度，從而追蹤用戶瞳孔活動(dòng)。目前，還需要進(jìn)行視線校準(zhǔn)，戴上頭顯后，需要跟隨屏幕上的白點(diǎn)移動(dòng)下。

Fove VR擁有360度視角，結(jié)合了眼球和頭部位置追蹤，定位傳感等技術(shù)，讓用戶可以用眼睛控制顯示器。在其他虛擬現(xiàn)實(shí)世界中，所有的景像都很清晰，但FOVE VR能追蹤用戶的視點(diǎn)，然后讓圖像處理引擎調(diào)整焦點(diǎn)，在虛擬世界中實(shí)現(xiàn)景深效果。

據(jù)悉，F(xiàn)ove VR使用了非干擾性紅外眼球追蹤技術(shù)，延時(shí)低，精確度高，也不會(huì)干擾用戶視覺。Fove VR這項(xiàng)技術(shù)讓使用者在畫面中精確定位目標(biāo)，并能立即進(jìn)行鎖定，相比使用鼠標(biāo)鍵盤操作起來(lái)也會(huì)更加便捷。

Fove VR顯示器技術(shù)規(guī)格

Fove VR市場(chǎng)上的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手包括Oculus Rift和索尼PS VR，F(xiàn)ove并不會(huì)直面與它們進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，而是展開更大的虛擬現(xiàn)實(shí)市場(chǎng)，同樣，有傳Fove與微軟進(jìn)行合作，把該技術(shù)整合在微軟Xbox硬件中。

三、SMI公司“注視點(diǎn)渲染技術(shù)”

“注視點(diǎn)渲染技術(shù)”模擬人眼對(duì)焦情況

在2016年初CES展會(huì)上，專注跟蹤人眼技術(shù)公司SMI給我們展示了一種模擬人類視覺的“注視點(diǎn)渲染技術(shù)”，把虛擬現(xiàn)實(shí)的視覺技術(shù)推向一個(gè)具有劃時(shí)代意義的新高度。 據(jù)悉，“注視點(diǎn)渲染技術(shù)”通過(guò)模擬人眼視物的對(duì)焦情況，對(duì)視野畫面中的視覺中心、視覺邊緣和中間過(guò)渡區(qū)分別進(jìn)行100%、20%和60%的分辨率的渲染，以減少VR硬件的運(yùn)算量。

“注視點(diǎn)渲染技術(shù)”能夠運(yùn)用當(dāng)今的GPU、CPU技術(shù)做出非常逼真渲染的體驗(yàn)。這項(xiàng)技術(shù)恰好利用人類視覺來(lái)簡(jiǎn)化需要渲染到屏幕的內(nèi)容。在凝視聚焦的畫面中央，也就是視網(wǎng)膜中心的部分，畫面會(huì)很清晰，“注視點(diǎn)渲染技術(shù)”利用低延遲眼部追蹤跟蹤人眼的中央凹，只渲染用戶聚焦的圖像的全分辨率。這樣做的目的是，大幅減少了電腦渲染的內(nèi)容，同時(shí)能讓硬件實(shí)現(xiàn)更好的性能。

針對(duì)渲染分辨率達(dá)不到人眼速率上，SMI使用低延時(shí)程序，配合250Hz刷新率攝像頭，讓“注視點(diǎn)渲染技術(shù)”在速率上也達(dá)到了精確于跳式眼球的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。

在會(huì)上，SMI“注視點(diǎn)渲染技術(shù)”只展示結(jié)合到Oculus Rift DK1和DK2升級(jí)套件中的眼部跟蹤，但今后可能還會(huì)改變。SMI方面表示，“基于目前的VR技術(shù)尚且無(wú)法實(shí)現(xiàn)‘注視點(diǎn)渲染技術(shù)’，在第二代的虛擬現(xiàn)實(shí)頭顯中，所有產(chǎn)品將有望結(jié)合眼球追蹤技術(shù)為用戶提供更好的沉浸式體驗(yàn)。”

結(jié)合SMI公司注視點(diǎn)渲染技術(shù)的Oculus Rift DK2