HoloLens发明眼球追踪技术开启AR/VR隐私时代
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(文章来源:青亭网)
随着越来越多的AR/VR头显开始加入眼球追踪功能,这项技术逐渐被看做是下一代头显的标配。眼球追踪有多种应用和优势,比如用于人机交互,或者提高渲染效率,生物识别,调节头显IPD瞳距,甚至可以评估生命体征和心理活动。
但就像指纹信息一样,眼球信息如果利用不当可能会对用户的隐私带来很大威胁。从短期来看,如果将眼球追踪与AR/VR头显结合,企业便能收集用户对不同信息和内容产生的私密且无意识的反应。往好的方面想,企业得到这些信息是为了给用户提供更好的体验,但对于广告来讲,这些信息是非常有价值的。
如果人的眼球信息为广告商所用,他们便能学习、预测甚至操纵人的行为。那怎么才能在尽量不侵犯用户隐私的情况下,找到眼球追踪的最佳应用呢?
对于这个问题,今年2月从苹果离职的Avi Bar-Zeev(也是HoloLens联合发明者)在《Vice》杂志发表了一篇文章,并表达了自己的看法。他谈到:我们现在就应该开始树立安全意识,因为在未来企业们将不得不认可,眼球数据与医疗档案或者其他生物识别数据同等重要,必须受到保护。
在深入问题之前,先来看看人眼的工作原理。人类眼球的功能相当于光学元件,主要的作用是接收并感知光线,而眼球后面的视网膜会将光线数据转化成大脑能够识别的信号。每个视网膜中心都有一个小窝(foveae),里面密集的排布着细胞,是人眼能提供最高分辨率视觉的区域,仅占人眼中央5°的FOV。而小窝之外的其他区域被称作做周边视野,也就是余光,大约有220°FOV(双目)。
周边视野擅长识别动作、视觉规律,比如地平线、阴影,甚至还能看到来自其他人的目光,但是对于颜色或细节的识别能力极弱。打个比方,当你在读本文的时候,你以为每一个字看起来都很清晰,实际上你每次只能清楚看到一两个词。
这是因为大脑欺骗了你,为了让你觉得眼前的画面到处都无比清晰,眼球会四处扫视,就像是在黑夜探路的手电筒一样,一点一点识别周围的环境。总之,人眼周边视野中的细节大部分是靠人脑的记忆,或者是想象出来的。依靠眼球快速扫视(saccades)的规律,计算机也能模拟大脑猜测你当下的想法,或者注视的方向,以此来优化屏幕渲染效率,重点提高注视点分辨率,降低周边视野分辨率。
除了快速扫视,计算机也可以模拟人眼的“平稳追踪”功能,简单来讲,就是在追踪移动的汽车或者棒球的时候,人眼会常常进行校正和调整,在你不注意的时候保持视线平稳。通过训练,计算机能够以多种方式追踪人眼运动,最常见的方法就是用一个或以上的微型摄像头近距离追踪眼球,然后将收集到的信息交给计算机视觉软件进行实时处理,最后能计算出瞳孔位置和注视点。
有的方案还会在微型摄像头旁加入小型LED灯,利用红外光反射原理来测量瞳孔位置。或者,也可以采用测量眼肌电信号的方式来追踪眼球,原理是测量眼球表面到传感器的距离。
眼球追踪效果越好的系统,越能识别微小的动作,比如眼球转动0.5°前后的差距。当然,仅捕捉1-2°之间变化的也能推断出用户意图或者健康状况。总之,出于对眼球追踪系统的体积、重量和功耗考量,有些时候可能要牺牲一下追踪的准确性,原因是为了更小巧外形和更长续航,以此来满足C端需求。