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眼球技术是如何实现的?为你揭开其神秘外纱

发布时间:2019-11-7 11:04:52  来源:人民网-科普中国  作者:

      眼球技术是如何实现的?为你揭开其神秘外纱


  俗话说“眼睛是心灵的窗户”,眼睛能够感知外界、传达情感,是人体与外界交互最为重要的器官之一。人的身体有视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉五大感知系统,我们所接收的信息有80%都来自于眼睛。眼球运动使观察对象在视网膜黄斑部的中央凹上成像,两眼互相协同运作,适应头部和躯体的运动位置,结合视觉神经感知,将色光信息传给大脑,进行判断处理。

     

                             眼球识别(作者供图)


  伴随着互联网技术、传感器技术和通信技术的逐步成熟,眼球技术应运而生。眼球技术主要包括“眼球识别”与“眼球跟踪”,辅助虚拟现实,依靠计算机视觉、红外检测或者无线传感等实现用眼睛控制电脑等创新性功能。如同每个人的指纹,人眼的虹膜、视网膜所携带的个人信息也是独一无二、彼此不同的。“眼球识别”利用设备(如手机、电脑、安防器材等)的摄像头预先采集这些数据后,保存在数据库中,然后在每次识别时设备摄像头再次采集人眼数据并与预存数据进行比对,如果数据一致就进行解锁,进行其他操作。

     

                             眼球追踪(作者供图)


  “眼球追踪”利用红外传感等技术,实时检测眼球中心,通过测量眼睛的注视点的位置或者眼球相对头部的运动而实现对眼球运动的追踪,得到眼迹等数据。在此基础上,将眼迹辅助应用在画画、摄像、眼感移物都是可能的。

  目前,眼球技术已经在多个领域中得到了应用。眼球识别能够应用于重要场合的身份识别,如机场安检、机要部门门禁等,有着远超指纹识别的安全可靠性。眼球追踪作为一种直接的、非侵入性的诊断辅助手段,可以检测早期的抑郁症、自闭症、精神分裂症,甚至阿尔茨海默等精神疾病。在足球、篮球、空手道等运动游戏领域,眼球追踪眼镜或者VR技术可以帮助玩家体验更为生动的的游戏竞争感,带来虚拟世界中更为沉浸真实的游戏体验。

  此外,不少高科技公司还将眼球技术应用在为残障人士而设计的计算机上。如杰出的物理学家斯蒂芬·威廉·霍金的座椅上,就安装有一个眼球跟踪红外感应器,霍金通过眨眼来和外界交流,用眼球控制计算机造句,然后经语音合成后发音,大大提高了他的生活工作效率。未来,眼球技术还将继续朝着更为智能化的方向发展,将成为人机交互中至关重要的一环。

  本文由北京邮电大学计算机科学与技术研究专业副教授张忠宝进行科学性把关。

    由科普中国重新排版编辑