達特茅斯學(xué)院用近紅外光NIR實現(xiàn)眼動追蹤,減小AR眼鏡尺寸
由美國達特茅斯學(xué)院開發(fā)的 眼動追蹤 器用近紅外光(NIR)和光電二極管取代了攝像頭,從而提高了能效和降低了體積??纱┐餮蹌幼粉櫰髂軌蜃粉櫷椎?D位置和直徑。鏡框上的小型光電二極管感應(yīng)眼球反射的光線,然后利用反射光并根據(jù)瞳孔的光線吸收來推斷其位置。
NIR LED可從各個方向照亮眼睛:NIR LED作為點光源,并從不同方向向眼睛發(fā)射超短光脈沖,而光電二極管則感應(yīng)反射而來的近紅外光。系統(tǒng)利用了不同眼動階段的特征,并相應(yīng)地調(diào)整自身以增加節(jié)能效率。
本科畢業(yè)于北京理工大學(xué)的研究人員Tianxing Li表示:“通過檢測眼球運動的類型,系統(tǒng)可以調(diào)整感知和計算。一些運動具有可預(yù)測的軌跡,從而允許系統(tǒng)推斷隨后的瞳孔位置并最小化能耗?!?
研究人員使用現(xiàn)成的硬件組件構(gòu)建了一個原型,并將其集成到一副普通的眼鏡中。針對22名被試的實驗表明,系統(tǒng)在追蹤瞳孔位置方面的平均誤差為0.8mm,在120Hz輸出幀速率下追蹤瞳孔直徑時的平均誤差為0.3mm,平均功率為395μW(由鏡臂的兩個太陽能電池功能)。
這款眼動追蹤器利用室內(nèi)照明進行功能,并且易于集成到一副普通眼鏡中。Tianxing Li指出:“我們采用了一種極簡主義的方法,并在功耗和形狀參數(shù)方面得到了回報。新系統(tǒng)為眼動追蹤應(yīng)用開辟了廣泛的用途?!?
新技術(shù)可以改善玩家對游戲的控制,并實現(xiàn)更準確的影像顯示。通過更精確地測量眼睛位置,顯示系統(tǒng)就可以更有效地渲染圖像,并且有可能在未來消除對控制器的需求。
研究僅在室內(nèi)進行,因為室外的強紅外光會令當前原型中的光傳感器過度飽和。研究團隊希望在未來調(diào)整系統(tǒng)中的光傳感器以供戶外使用,并優(yōu)化對某些快速眼動的檢測。
達特茅斯學(xué)院的周霞副教授表示:“對于游戲玩家,開發(fā)者和其他智能眼鏡用戶來說,這是一次令人興奮的進步。這同時是有史以來第一款可以集成至日常眼鏡,并且無需電池運行的眼動追蹤器?!?
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