关于眼球追踪,不可不知的三个关键
人机交互中的眼球移动追踪技术研究与实现
人机交互中的眼球移动追踪技术研究与实现随着信息技术的不断进步，人机交互已经成为现代社会生活中不可或缺的一部分。
眼球移动追踪技术作为一项重要的交互方式，在近年来得到了广泛的应用和研究。
本文将讨论人机交互中的眼球移动追踪技术的研究与实现。
眼球移动追踪技术是一种监测和追踪人眼在屏幕上的注视点的技术。
通过使用红外摄像头、红外传感器或者其他类似的设备，我们可以准确地追踪人眼在屏幕上的位置。
这项技术的研究和实现对于改进人机交互体验和分析人眼行为具有非常重要的意义。
首先，眼球移动追踪技术使得人机交互更加自然和直观。
以往的交互方式主要依赖于鼠标、键盘或触摸屏等手指操作，这些方式并不一定能够完全满足用户的需求。
而通过追踪人眼的移动，我们可以更准确地理解用户的意图和需求，从而提供更加自然和直观的交互方式。
其次，眼球移动追踪技术可以改善虚拟现实(VR)和增强现实(AR)等领域的用户体验。
在虚拟现实环境中，用户可以通过眼球移动来选择不同的视角，从而更好地沉浸在虚拟世界中。
在增强现实环境中，眼球移动追踪技术可以帮助用户更容易地与虚拟对象进行互动，从而提高他们的参与度和满意度。
此外，眼球移动追踪技术还可以用于研究人眼行为和心理学。
通过分析人眼的移动轨迹，我们可以了解用户对不同信息的关注程度和认知过程。
眼球移动追踪技术可以为心理学研究提供重要的数据来源，帮助我们更好地理解人类的视觉注意和认知机制。
而在实现眼球移动追踪技术时，主要有几种常用的方法。
第一种方法是通过红外摄像头进行眼球追踪。
摄像头会捕捉眼睛周围的红外反射，并根据反射的位置确定眼球的注视点。
这种方法的优点在于非接触性，用户无需佩戴任何额外设备即可实现眼球追踪。
然而，由于环境光等因素的干扰，摄像头对于眼球的追踪精度可能会有一定的限制。
第二种方法是通过红外传感器实现眼球追踪。
这种方法通常需要用户佩戴一个装有红外传感器的特殊眼镜或头戴设备。
红外传感器可以测量眼球周围的红外反射，并精确地确定眼球的位置。
眼球追踪技术简介
瞳孔-角膜反射向量(pupil center corneal reflection)
红外光发射
摄像头捕捉人眼 视频
对视频处理，获 得瞳孔与角膜反 射点位置
根据瞳孔与角膜 反射点偏移确定 视线方向 通过设置多组红外装置，理论可以进一步提高精度
视线追踪技术应用
霍金眼球追踪 VR 设备
人眼目标追踪
虹膜-巩膜边缘 接触式 双普肯野象
眼动力学注视点 眼动力学·网模 图·象稳定·注视点 眼动力学·微笑的眼 动
头具ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
室内
接触镜
头
角膜反射
眼动力学注视点
头具
非接触式
瞳孔-角膜反射向 量 注视点
头具或室内
眼动电图
眼动电图(Electro-Oculogram, EOG):人眼 球前、后极存在着几个毫伏的电位差,角膜侧 为正极。眼电图检查(Electro-oculography, 简称EOG)是记录这种静态电位的一种方法, 通常在内、外眦皮肤上安放一对电极,在眼球 左右转动时将记录下相对电位值,EOG 是视 觉电生理检查方法中一种新的重要组成部分。 快速眼球运动(Rapid Eyes Movement, REM) 阶段的EOG图谱
– 来自外界的信息,很大部分是通过人眼获得,为了取得这些信息,人眼必须连续不断地 运动,这就是眼球运动,眼球运动使观察对象在视网膜黄斑部的中央凹上成象,而且能 使两眼互相协同动作,并适应头部和躯体的运动和位置。
眼球运动模式
扫视 注视 震颤 平滑追 旋转 汇聚 瞳孔变化
双目生理性眼颤的互抑制 生理性眼颤 开环短潜时反应
Output
视线追踪技术应用
通过视线追踪记录新手和老司 机进过狭小公路时的观察过程 (/0.5s) 1. 老司机估测到弯道的距离， 新手需要检查路线和到前车的 距离
眼动追踪技术原理
眼动追踪技术原理
眼动追踪技术是一种用来研究人类视觉系统的非侵入式技术。
它通过追踪人眼在视觉任务中的运动轨迹，来获取有关人类视觉系统的信息。
眼动追踪技术的原理基于以下几个方面：
1.眼球的运动规律：人眼在进行视觉任务时会产生不同类型的眼球运动，如注视、追踪、扫视等。
这些眼球运动都具有一定的规律和特点，可以用来推断人眼在感知过程中的注意力焦点和视觉注意力分布。
2.眼球的解剖结构：人眼由角膜、晶状体、虹膜、视网膜等组织构成，其中视网膜上有大量的视觉感受器，可以记录光的强度和颜色等信息。
眼动追踪技术可以利用这些解剖结构，通过追踪眼球的运动轨迹来获取视觉信息。
3.光学原理：在眼动追踪技术中，一般会使用红外摄像机来记录眼球的运动轨迹。
这是因为红外光可以穿过角膜和虹膜，直接照射到视网膜上，不会对人眼造成不适的刺激。
同时，由于角膜的曲率和晶状体的折射作用，红外光在眼球内部会发生折射，形成一个反向的图像。
眼动追踪系统可以利用这个反向的图像来计算眼球的运动轨迹。
总之，眼动追踪技术通过追踪人眼在视觉任务中的运动轨迹，来获取有关人类视觉系统的信息。
它的原理基于眼球的运动规律、眼球的解剖结构和光学原理。
眼动追踪技术已经被广泛应用于心理学、神经科学、认知科学等领域。
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眼球追踪技术的原理
眼球追踪技术的基本原理眼球追踪技术是一种用来确定人眼准确注视位置的技术。
它可以通过分析眼球运动的轨迹来推测用户的兴趣点，从而用于用户界面设计、广告效果评估、心理学研究以及医学诊断等领域。
眼球追踪技术的基本原理是通过眼动仪等设备进行眼动数据的采集和分析。
眼动仪通常包括一个摄像机和红外光源，用于观察和记录眼球在视觉场景中的运动。
下面将详细介绍眼球追踪技术的原理。
1. 眼球运动的类型在理解眼球追踪技术之前，我们首先需要了解眼球的运动类型。
眼球运动主要包括以下几种类型：1.1 瞥视运动（Saccades）瞥视运动是眼球在转动中快速跳跃的运动，用于把视线从一个位置移动到另一个位置。
瞥视运动通常在视线聚焦之前发生，其速度可以达到1000度/秒。
1.2 定视运动（Fixations）定视运动是眼球在注视一个区域时的稳定运动。
在注视期间，眼球会保持在一个相对稳定的位置上，以获取详细的视觉信息。
定视运动的时长通常在100到400毫秒之间。
1.3 跟踪运动（Smooth Pursuits）跟踪运动是眼球快速而平滑地跟踪运动目标的运动。
在跟踪运动期间，眼球会持续地追踪运动目标，以保证目标始终在视野中心。
2. 眼动数据的采集眼动数据的采集是眼球追踪技术的第一步。
这个过程通常需要使用专业的眼动仪设备，例如高速摄像机和红外光源，以获取准确、精细的眼动数据。
2.1 红外反射原理眼动仪通常是通过红外光源和反光红外摄像机来实现眼动数据的采集。
红外反射原理是利用红外光在眼睛角膜和晶状体上的反射来确定眼球的注视位置。
具体来说，红外光源会发出红外光，照射到眼睛的角膜上后，会被角膜和晶状体反射回来。
眼动仪中的摄像机会捕捉这些反射光，并计算出眼球的位置和运动轨迹。
2.2 眼动数据的精确度眼动数据的精确度是影响眼球追踪技术的重要因素之一。
眼动仪的采样率和眼动仪的精度都会影响到眼动数据的准确性。
采样率是指眼动仪每秒对眼动数据的采样次数，通常以赫兹（Hz）为单位。
视觉追视训练方法
视觉追视训练方法视觉追视是指人眼通过追随目标物体的运动轨迹，保持视线在目标上的训练方法。
视觉追视能够提高人眼的追踪能力和对运动物体的感知能力，对于改善视觉注意力和眼球协调性有着重要的作用。
本文将介绍几种常见的视觉追视训练方法，帮助读者了解并选择适合自己的训练方式。
1. 眼球追踪训练眼球追踪训练是最常见的视觉追视训练方法之一，通过追踪移动的目标物体来锻炼眼球的追踪能力。
这种训练可以通过一些简单的游戏来实现，比如追逐移动的小球、追踪移动的光点等。
通过反复练习，可以逐渐提高眼球追踪的准确性和灵活性。
2. 视觉追踪训练器材除了眼球追踪训练，还有一些专门的训练器材可以帮助进行视觉追踪训练。
比如追踪训练板，上面有一组移动的目标物体，通过追踪这些目标物体的运动轨迹来锻炼眼球追视能力。
还有一些虚拟现实设备，可以模拟各种运动场景，帮助训练者进行更加真实和有趣的视觉追踪训练。
3. 运动视觉训练运动视觉训练是一种结合眼球追踪和身体运动的训练方法。
比如玩一些需要追踪移动物体并做出相应动作的游戏，比如击球、打篮球等。
这种训练能够提高眼球和身体的协调性，加强眼球追踪能力。
4. 视觉追踪训练软件随着科技的发展，现在有一些视觉追踪训练软件可以在电脑或手机上进行。
这些软件通常采用一些视觉追踪任务，比如追踪移动的目标、追踪弹跳的球等，通过完成这些任务来进行训练。
这种训练方式具有灵活性和便捷性，可以根据个人的需要和时间进行训练。
5. 视觉追踪训练游戏视觉追踪训练游戏是一种结合游戏娱乐和视觉训练的方法。
这些游戏通常设计了一些需要追踪移动物体的关卡或任务，通过完成这些任务来进行视觉追踪训练。
这种训练方式既能够提高视觉追踪能力，又能够增加训练的趣味性和挑战性。
视觉追视训练对于改善视觉注意力和眼球协调性有着重要的作用。
通过选择适合自己的训练方法，坚持进行视觉追视训练，可以有效提高视觉追踪的准确性和灵活性，从而提升眼球追视能力。
但是需要注意的是，训练时要适度，不要过度疲劳眼睛。
舞蹈眼球追踪教案
舞蹈眼球追踪教案一、教学目标。
1. 帮助学生了解眼球追踪的重要性和作用。
2. 教授学生舞蹈中眼球追踪的基本技巧和方法。
3. 培养学生的观察力和动作反应能力。
二、教学重点。
1. 眼球追踪的定义和作用。
2. 舞蹈中眼球追踪的基本技巧。
3. 练习眼球追踪的方法和注意事项。
三、教学难点。
1. 如何在舞蹈中保持良好的眼球追踪。
2. 如何将眼球追踪与舞蹈动作相结合。
四、教学过程。
1. 导入。
通过观看一段精彩的舞蹈视频，引导学生注意观察舞者的眼球追踪动作，激发学生的学习兴趣。
2. 讲解眼球追踪的定义和作用。
向学生介绍眼球追踪的概念，即眼睛跟随移动的目标物体或动作的能力。
解释眼球追踪在舞蹈中的重要性，它可以帮助舞者更准确地把握舞蹈动作的节奏和力度，提高舞蹈表现力。
3. 教授眼球追踪的基本技巧。
（1）眼球追踪的范围，教导学生如何在舞蹈中灵活地运用眼球追踪，包括头部、眼睛和颈部的协调运动。
（2）眼球追踪的速度，指导学生如何根据舞蹈节奏和动作的变化，调整眼球追踪的速度，保持与舞蹈动作的同步。
（3）眼球追踪的精准度，教授学生如何准确地将视线聚焦在目标物体或动作上，避免视线的漂移和模糊。
4. 练习眼球追踪的方法和注意事项。
（1）眼球追踪的基础练习，设计一些简单的眼球追踪练习，如追踪移动的手指、舞蹈动作等，帮助学生掌握基本的眼球追踪技巧。
（2）眼球追踪与舞蹈动作的结合练习，通过编排一些舞蹈动作，要求学生在执行舞蹈动作的同时，保持良好的眼球追踪，提高学生的观察力和动作反应能力。
五、教学总结。
通过本节课的教学，学生应该能够了解眼球追踪的重要性和作用，掌握舞蹈中眼球追踪的基本技巧和方法，并能够通过练习提高自己的眼球追踪能力。
同时，教师应该对学生的学习情况进行总结和评价，及时给予指导和帮助。
六、作业布置。
要求学生在家中练习眼球追踪的基本技巧，并结合舞蹈动作进行练习，以便下节课进行检查和指导。
七、教学反思。
通过本节课的教学，我发现学生对眼球追踪的理解和掌握程度还有待提高。
眼动追踪技术在心理学中的应用
眼动追踪技术在心理学中的应用在心理学研究中，眼动追踪技术已经成为了一个不可或缺的工具。
它通过记录被试者看图或看视频过程中的视线运动，从而揭示出被试者在视觉注意力和认知加工方面的一些特征和规律。
本文将会介绍眼动追踪技术的原理及其在心理学中的应用。
一、眼动追踪技术的原理眼动追踪技术通过追踪和记录被试者的眼球运动轨迹，来反映出被试者在观看图像和视频时的注意力和认知过程。
在实验过程中，被试者会被要求盯住屏幕上显示的图像或视频，并且他们的眼睛会被装备上相应的设备。
设备中包含了精度非常高的红外光感应器和相应的软件系统，通过检测被试者的角膜反射来追踪眼球的运动轨迹。
同时，我们可以得到被试者所看到的图像或视频，并将其转化成对应的视角度，从而得到被试者的视线运动轨迹。
通过这些轨迹，我们可以了解被试者在观看图像或视频时，注视的位置、注视的时间、每个注视点的持续时间、注视点的跳转轨迹等等信息。
这些轨迹可以反映出被试者在注意力、认知加工和情绪反应等方面的信息，从而帮助我们更好地理解被试者的心理活动。
二、眼动追踪技术在心理学研究中的应用1. 视觉加工眼动追踪技术可以被用于研究被试者在观看图像或视频的时候，对不同刺激之间的加工方式。
通过对被试者视线运动轨迹的分析，我们可以了解被试者注意到了哪些重要的信息、处理的顺序是什么，以及注意力在不同信息间的分配情况等等。
例如，研究者可以给被试者展示一张图，其中包含了很多个对象，有些是新的，有些是熟悉的。
通过眼动追踪技术，研究者可以精确测量出被试者在每个对象上注视的时间和持续时间，从而了解被试者对这些对象的处理方式。
2. 情感研究眼动追踪技术也可以被用于研究被试者在看到不同情绪刺激时的反应。
通过分析被试者的注视点和持续时间，我们可以了解到被试者在面对不同情绪的刺激时，哪些信息最能够吸引他们的注意力。
例如，研究者可以给被试者展示一些表情图像，如开心、伤心、愤怒等等。
通过眼动追踪技术，我们可以了解被试者在面对不同表情时眼睛注视的位置、持续的时间等等，从而了解被试者对不同情绪的刺激的认知加工方式。
这七个原因告诉你：为何眼球追踪将从根本上改变VR
这七个原因告诉你：为何眼球追踪将从根本上改变VR 据市场分析师预测，全球眼球追踪设备市场在2018-2024年期间将以
37.1%的年复合增长率增长。
到2025年，这个市场预计将达到17.5亿
美元。
那么什么是眼球追踪？为什么它对VR如此重要？
眼球追踪是什么？
眼球追踪是一种技术，它使设备能够测量眼球位置和眼球运动。
它可以确定你的位置、你的注重力在哪里、你在关注什么以及一些生物特征。
对VR来说意味着什么？
眼球追踪不仅为VR内容提供了一种全新的交互方式，还可以通过视网膜扫描和识别系统，为用户的隐私和平安带来巨大优势，并为用户的体验增强一层额外的衔接和反馈。
以下是七个重要的益处：
1、更强大和灵便的HMD 眼球追踪技术使设备能够削减GPU负载并/或通过凹形渲染提供更高质量的图形体验。
Foveated渲染是一种只渲染用户当前正以全辨别率观察的屏幕特定部分的过程，类似于人眼的工作方式。
这种办法可以显著降低GPU负载和功耗，允许创造商提高屏幕辨别率和刷新率。
2、增加交互
随着角色和虚拟角色能够读取虚拟世界中其他玩家的肢体语言，多玩家环境变得越发丰盛。
他们将获得识别面部表情和心情的能力，进而通过嬉戏AI分析他们自己的反应，从而影响他们的反应和结果。
3、增强舒服度
通过计算用户的瞳孔间距（IPD），设备可以自动适应用户。
了解您的IPD在VR中很重要，由于需要将镜头和移动到舒服和视觉质量的最佳位置。
这也可能具有在较长时光内削减眼睛疲劳的影响，但这也需要添加先进的镜片技术。
4、增加平安性
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关于眼球追踪，不可不知的三个关键
提起VR领域最重要的技术，眼球追踪技术绝对值得被从业者们密切关注。
Oculus创始人帕尔默.拉奇就曾称其为VR的心脏。
在本期VR+中，我们就一起来聊一聊这项让你和设备眉来眼去的技术。
1 什么是眼球追踪技术？
眼球追踪是一项科学应用技术，用户无需触摸屏幕即可翻动页面、实现操作。
当人的眼睛看向不同方向时，眼部会有细微的变化，这些变化会产生可以提取的特征，计算机可以通过图像捕捉或扫描提取这些特征，从而实时追踪眼睛的变化，预测用户的状态和需求，并进行响应，达到用眼睛控制设备的目的。
事实上，很多人对这项技术并不陌生。
从几年前三星Galaxy S4通过眼球控制视频的暂停和播放，到传言中iPhone7将实现根据眼睛的注视而自动修正文本中的错误词汇，各大厂商从未停止过探索。
但说起当下最热衷于研究此项技术的行业，恐怕非VR莫属了。
那么，眼球追踪技术究竟给VR带来哪些变革？
2 眼球追踪技术能带来什么？
眼球追踪技术能解决晕眩感？至少目前的VR从业者大多这样认为。
人看到的东西的成像会根据眼睛距离事物的距离来进行自动适应调整，而我们带上VR眼镜后，眼睛和屏幕的距离是固定的，因此会对眼睛造成一定程度的欺骗，而若屏幕中播放的远距离的场景和近距离场景的切换，眼睛会无法识别，从而导致晕眩。
眼球追踪技术可以获知人眼的真实注视点，从而得到虚拟物体上视点位置的景深。
所以，眼球追踪技术或将成为解决虚拟现实头盔眩晕病问题的一个重要技术突破。
先进的眼球追踪技术还能使VR头显呈现出的图像更自然，延迟更小，这都能大大增加可玩性，但前提是必须解决一系列技术难题。
3 眼球追踪技术需要哪些突破？。