眼球追蹤就是這樣一個讓機器人更懂人類的技術。

眼球追蹤主要是研究眼球運動信息的獲取、建模和模擬。一是根據眼球和眼球周邊的特征變化進行跟蹤，二是根據虹膜角度變化進行跟蹤，三是主動投射紅外線等光束到虹膜來提取特征。

早在2012年，眼控技術研究科技公司Tobii宣布研發出了適配Windows 8的眼控Gaze界面。這是一家做眼球追蹤技術較早的瑞典公司。2007年公司估值1400萬美元，2009年則達到了2680萬美元。2012年，英特爾注資2100萬美元進Tobii公司，也是出于對windows 8操作系統一次投資。2014年，Tobii 推出了第二代智能眼鏡 Glass 2，利用每個鏡片配備 2 個攝像頭以及相應的軟件技術，實現對眼球動作的精準捕捉。

Tobii 智能眼鏡

英特爾雖然很早就收購了眼球追蹤的公司，但是經過多年，眼球追蹤依然未成為筆記本電腦的核心交互方式。而VR的發展卻讓我們看到了眼球追蹤技術應用的更多的可能性。

眼球追蹤解決VR/AR三大問題

Oculus的創始人Palmer Luckey曾表示，眼部跟蹤技術會成為VR技術未來的一個“重要組成部分”。不僅能實現注視點渲染技術，它還能用來創造一種視覺深度，以創作出更好的用戶界面。

（1）減少眩暈

VR要帶給人沉浸感，就要做到能讓人在虛擬空間里自然運動，這需要通過運動追蹤來改變場景的呈現。目前的VR設備主要是利用空間定位技術來捕捉人的身體的位置運動，用慣性傳感器來捕捉人的頭部的運動，人在轉動頭部時，視角會發生相應的變化。

但是這只是比較初級的動作捕捉，人其實大多數時候都是通過轉動眼球而不是頭部來改變視覺。人們習慣用眼球轉動（而不是頭部轉動）去觀察。

目前的VR只追蹤頭部不追蹤眼球運動容易使人眩暈（Motion Sickness）。人類對于頭部轉動和相對應的視野的變化是極度敏感的。如果用戶的頭轉動了，而相對的，視野轉動有延遲，只要很微小的延遲就能感覺得到。有多微小呢？研究表明，頭動和視野的延遲不能超過20ms，不然就會非常明顯。而眼球追蹤技術運用在這里正好可以解決這一問題，以眼球的變化來控制場景的變化。

（2）注視點渲染

場景的變化很必要，但是要讓VR呈現出同自然世界一樣的場景和空間感所需的信息量和計算量是極大的。目前的VR大多數是將全部場景以同等的清晰度來呈現，用戶移動頭部和身體時虛擬物體也會相應地變換位置，視點拉近和退后都會影響景深，這些變化都需要大量的計算和不斷更新。

目前的VR能達到每秒36次的刷新，而要達到人眼場景轉換的速度則需要2000-3000次每秒，要實時渲染出這些場景，就連很高配的電腦都達不到。

而事實上，VR根本就不需要也不應該以全部的清晰度來呈現場景里的所有物體。在日常生活中，我們都明白“近大遠小”，并且當我們注視一個物體時，這個物體會變清晰而其他物體會變模糊，這樣我們看物體才有空間感和景深。如果當我們的視線轉移了，畫面中的物體還是全部清晰的，那么我們的眼睛就會感到“不適應”，并且會因為處理過多信息而疲勞。

注視點渲染的效果

注視點渲染可以解決VR里畫面呈現的問題，通過追蹤眼睛的注視點，計算機可以只清晰渲染出注視點的場景，而將周邊的場景模糊呈現。這樣我們眼睛在虛擬環境中看物體和在自然場景中看物體的體驗就會變得一致，這樣虛擬和現實的切換就不會有明顯的障礙，由視點和運動帶來的眩暈也會減輕。

Oculus首席科學家Michale Abrash在談及VR趨勢時說道，VR將在5年內解決聚焦的景深問題。而視點渲染技術和眼球追蹤技術是關鍵的解決辦法。前文已寫到，英偉達與七鑫易維展開合作將從底層技術實現GPU基于眼球追蹤的注視點優化渲染技術。

（3）眼球觸發的交互界面

VR中的交互目前還是一個尚需探索的領域，用戶已經習慣了2D的平面界面信息呈現，在進入VR里時會出現信息迷失的狀態。在很多的試驗中發現，用戶不會通過轉動頭部來獲取整個環境信息，也很難自己找到隱藏的菜單和選項，通常需要工作人員的指引或者是游戲語音的引導。

眼控VR將會為VR帶來全新的玩法，在射擊類游戲中可以由眼睛控制光標鎖定，當用戶閉上一只眼時自動調出瞄準鏡等，還可以根據玩家在游戲場景中注視點不同觸發不同的劇情，當玩家注視路口時，會自動出現地圖導航，當注視NPC不同部位觸發不同的劇情等。除此之外眼控的交互方式還可以應用于游戲菜單，不需要使用的菜單會自動隱藏，使用時通過眼控觸發，使VR界面更加干凈。

當然，虛擬現實中的交互方式還有待探索，不管是Leap Motion主張的手勢交互，還是眼球控制的技術點交互，都必須符合人們的交互習慣。

眼球追蹤的下一步怎么走？

雖然各大巨頭都各自收購、投資了眼球追蹤技術公司，眼球追蹤技術在解決VR因為的眩暈癥、提升沉浸感、增強交互方面都有極大的作用，眼球追蹤技術已然成為AR/VR發展的關鍵性和基礎性技術。