亚利桑那大学的研究人员开发了一种突破性的眼动追踪技术,能够捕捉超过40,000个眼睛表面点位,极大地提升了虚拟现实(VR)的精度。
传统的红外发射器方法仅能捕捉到大约12个眼表点,而这项基于折反射测量的新技术,只需单次拍摄即可收集超过40,000个眼表数据点。折反射测量是一种用于高精度测量反射表面的3D成像技术。研究人员使用带有特殊光图案的屏幕来照亮眼睛,并通过相机捕捉和分析这些图案如何从眼表面反射。每个屏幕像素都可以作为独立的光源。
系统通过分析反射图案的变形情况,创建了包含角膜及瞳孔周围白色区域的详细三维眼模型。在人体试验中,该系统的跟踪准确度达到了0.46至0.97度,在人工眼球模型测试中的误差甚至低至0.1度。目前,大学已为该技术申请专利,并计划进行商业化应用。团队正努力将额外的3D重建方法和人工智能融入其中,以进一步提升技术性能。
首席研究员弗洛里安·维洛米泽指出:“我们的折反射测量法可以从单一瞬间相机图像中提取超过40,000个表面点的信息,理论上甚至可达数百万。” 博士后研究员王嘉章补充说:“更多的数据点意味着更多的信息,这可以显著提高注视方向估计的准确性,对下一代VR应用至关重要。”
眼动追踪对于XR(扩展现实)的重要性 眼动追踪是推进VR和AR头盔发展的关键因素。它不仅实现了具有真实眼神交流的虚拟形象,还支持如苹果Vision Pro中的直观控制方式。
特别地,动态视网膜凹凸渲染依赖于眼动追踪技术,通过检测视野中眼睛聚焦的部分并相应调整计算资源分配,从而大幅提升图形质量。然而,将眼动追踪集成到如Meta Quest这样的独立VR设备中仍然面临挑战。Meta的CTO安德鲁·博斯沃思提到:“要有效利用动态视网膜凹凸渲染,需要极高精度的眼动追踪,而这当前所需的计算能力比节省下来的还要多。”
新的折反射测量方法可能成为解决这一问题的关键。研究表明,随着采集数据点数量的增加,眼动追踪的准确性和精确度也会提高。如果该方法能够高效实施,它将有望推动眼动追踪技术的发展,使其在移动VR设备中也变得经济可行。
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