用眼睛操作电脑

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与多点触摸和动作识别相比，使用传统的鼠标和键盘操控电脑不够直观，也不够友好，用户不仅需要执行一些多余的动作，而且必须具备一定的抽象思维能力。一个典型的例子就是我们可以很快教会老人和小孩使用iPad、玩Kinect游戏，但是要教会他们熟练地使用电脑往往需要花很长时间。苹果公司iOS设备的触摸屏给用户带来了新的体验，引领着更直观的人机交互方式进入了新的阶段，而同样风靡全球、销售速度甚至超过iPad的微软Kinect体感游戏装置采取动作识别的方式，进一步使用户摆脱了与设备之间的物理联系。总之，更直观的人机交互方式俨然已经成为IT界新的成功秘方。

目前，新一代的人机交互方式已经开始在市场上崭露头角――眼动跟踪仪可以获取用户的视线焦点，然后结合屏幕内容理解我们的操作意图。例如，阅读到文章的末尾时，它会自动控制电脑翻到下一页；在某一个单词上逗留时，它会自动控制电脑显示该单词的含义；在3D游戏中，可以真正实现与游戏角色进行眼神交流……之所以可以用眼睛控制电脑，是因为眼睛有一定的视距和可视范围，而且需要至少50ms的时间才可以“看清楚”眼前的事物，这个过程被称为获取注视点（Fixations）。

眼动跟踪器：揭秘工作原理

为了捕捉眼睛的注视点，内建于笔记本电脑上的眼动跟踪仪会发射出不可见的红外线，然后通过摄像头采集并且分析从眼球反射回来的信号。根据眼睛的颜色和周围环境光的不同，眼动跟踪仪会结合“亮瞳”和“暗瞳”现象以及亮暗瞳图像差分和滤波等算法精确跟踪瞳孔的位置、捕捉视线的方向：当红外光源与摄像头同轴时，瞳孔将比虹膜更亮（有点像红眼照片）；当红外光源与摄像头分离时，瞳孔比虹膜更暗。目前帮助残障人士控制电脑的眼动跟踪仪可以识别屏幕前方50cm~80cm距离处约30cm×40cm的区域，其摄像头使用120Hz的采样频率，每8.3ms拍摄一张图像，然后根据拍摄的图像识别眼睛的位置。

识别出眼睛的位置之后，眼动跟踪仪根据瞳孔和虹膜反射光的不同方向判断视线方向，然后为采集到的眼睛位置和视线方向信息加上时间戳，传递给电脑上运行的配套软件。该软件再过滤掉无效的眼睛位置移动和眨眼信息，最后就可以识别出眼睛的注视点，也就是眼睛真正在看的屏幕位置（在70cm远的位置上，这种设备的识别精度可以达到6mm，也就是说人眼焦点在屏幕上移动6mm以上这个设备就可以感应到）。最后，软件会结合当前屏幕上的内容识别用户正在看的单词或者图片，推断是否应该执行翻到下一页的动作。

眼睛控制：交互潜力无穷

使用眼睛控制电脑并不是为了完全取代传统的鼠标、键盘等输入设备，而是对其进行有效的补充和增强。举例来说，我们可以用眼睛控制鼠标指针在屏幕上快速移动，而手指负责执行单击、双击等动作。这样操作将会非常快速，因为我们将原始的“视线定位――移动鼠标――点击”过程简化为了“视线定位――点击”，减少了手臂肌肉的动作，也巧妙地解决了因长期移动鼠标造成的肩膀和背部酸痛的问题。

目前，眼动跟踪技术已经在一些特殊的领域得到了运用，但是仍然需要笨重又昂贵的装置才能实现。它可以帮助残障人士操作电脑、帮助眼科医生进行眼部疾病诊断、帮助老师检测婴幼儿的认知能力（虽然不会说话，但是可以用眼睛做出选择）、帮助用户研究人员调查用户对网页哪部分更感兴趣。

相信用不了太长的时间，装配了眼动跟踪仪的电脑就会进入消费级市场。瑞典的Tobii技术公司是全球领先的眼动跟踪软硬件解决方案提供商，其CEO Nicolas Pezzarossa对CHIP杂志表示：“我们的眼动跟踪技术已经比较成熟，基本可以满足操作PC的需要，目前最大的限制因素其实是它的体积和成本，这也是我们正在努力的方向。”在今年年初的CeBIT展会上，Tobii与联想共同展示了一款采用眼动跟踪技术的笔记本电脑原型机，配合一款名为行星乱舞（Asteroids）的游戏，参加展会的朋友可以用“目光”击落飞舞的小行星。