在VR场景中，眼动追踪技术可以快速精确地测量用户注视的方向，其常常与注视点渲染技术相关联，用以降低VR对硬件性能的消耗。
Meta（Facebook）旗下虚拟现实公司Oculus的创始人曾表示：眼部跟踪技术会成为VR技术未来的一个“重要组成部分”，不仅能实现注视点渲染技术，它还能用来创造一种视觉深度，以创作出更好的用户界面。
眼动追踪的概念简单来讲就是通过图像处理技术，定位瞳孔位置，获取瞳孔中心坐标，并通过内置算法，计算得到人的注视点，让机器知道人正在看哪里，何时看的。
目前，许多知名的眼动追踪开发商已经推出多款适用于虚拟现实应用的眼动追踪设备，如德国的Ergoneers公司，率先将Dikablis眼动追踪科技集成到头戴式显示器中，实时跟踪用户的视线，用于虚拟现实市场研究，可用性测试和基于凝视的交互等。
虚拟现实眼动仪Dikablis HMD
近年来Google、Facebook、苹果等行业巨头纷纷进行了眼动追踪领域的收购，用以AR交互布局，改善产品，打造AR眼镜等等，可见眼动追踪技术在VR/AR 领域的应用前景。今天我们便来看看眼动追踪技术如何在VR/AR领域发挥作用，它又将如何推动该行业进行变革。
注视点渲染
追踪注视方向可以带来许多好处。例如，“注视点渲染”通过眼部追踪数据来优化GPU资源。
注视点渲染旨在降低渲染虚拟现实场景所需的GPU计算能力，注视点渲染的英文名为Foveated rendering源自‘fovea’一词，它是人类视网膜中心的一个小窝（视觉中心），里面密集的排布着光感细胞，为我们的视野中心提供高分辨率的视觉。与此同时，我们的周边视觉实际上并不善于捕捉细节和颜色，而是更适合观测运动。
人在看东西时，视觉中心的影像最为高清，视觉中心外围影像逐渐模糊，二者之间的分辨能力差异极大，以至于缺少视觉中心的话，甚至无法分辨出这个页面上的文字。我们可以做个试验，如果你把目光集中在这个词上面，试着利用其余视觉读出下面的句子，你会发现几乎无法分辨出这些词在说什么，即使你可以看到类似单词的东西。
我们一直以来都高估了自己视觉能力，其原因是大脑做了大量的无意识处理。注视点渲染便是利用我们这一视觉特点，在中央视觉区域显示高分辨率图像，周围则是较低分辨率，降低场景的细节，这样能将大部分性能集中在最有用的细节上，同时节省了其他地方的资源消耗。
而这项技术需要眼动追踪的配合，我们需要快速且准确的识别用户的注视中心，才能以此为基础，通过注视点渲染技术来优化GPU资源。
自动用户检测和调整
除了检测眼球运动外，眼动追踪还可以作为生物识别标识符，使用户与VR头显配置文件一一对应，即当不同的人戴上VR头显时，系统可以立即识别出不同的身份，并调用各自的设置，自定义环境，内容库和游戏进度。
眼动追踪也可以用来精确地测量IPD，即瞳距。瞳距在VR中相当重要，因为VR头显需要将透镜和显示屏移动到合适的位置，才能提供最佳的显示效果。
通过眼动追踪，可以很容易地测量每个IPD，并通过头显的软件系统自动调整透镜位置，或者提醒用户他们的IPD超出了硬件支持的范围。
减少眩晕
VR要带给人沉浸感，就要做到能让人在虚拟空间里自然运动，这其中就包括视觉的变化，在眼睛和屏幕的距离是固定的普通VR头显中，玩家只能通过转动头部来改变视角，眼睛也不能对画面进行处理，大脑接收到的身体动态感知和眼观感知自相矛盾而造成眩晕。
但在眼动追踪中，首先，玩家通过眼神移动来变换视角从而减少头部运动；其次，眼睛的自动适应机制被开启，眼睛可以模拟真实生活中对景深的感知，画面更真实，眩晕感也会减轻。
变焦显示器
目前VR头显中使用的光学系统较为简单，不支持人类视觉的一个重要功能：动态聚焦。这是因为VR头显中的显示器和我们眼睛的距离始终相同，即使在立体视觉深度不同的情况下，这就导致了一个称为聚散度调节冲突的问题。
针对这一问题，人们提出了一种可以动态改变焦距的变焦显示器，改变显示焦距的方法有很多，其中最简单的是通过移动透镜位置以动态更改焦深。
实现这种变焦显示同样需要眼动追踪，通过追踪用户视线在虚拟场景中的路径，系统可以计算并建立起用户的焦平面，接着将该信息发送到显示器进行相应调整，设置焦距以匹配从用户眼睛到目标的虚拟距离。
除此之外，眼动追踪也可以用于模拟景深，使焦平面外的物体呈现为模糊的状态。
更真实的虚拟形象
如今，许多社交、远程协助和多人游戏等都向用户展示了逼真的虚拟形象，他们有眨眼、注视等拟人化的动作，但都是由程序提前设定的，这种不够真实的虚拟形象反而拉远了人们在VR社交中的距离。
回忆下平时间我们在现实与人的沟通，注视对方是有礼貌且必要的行为，眼睛起到了至关重要的作用。在VR/AR世界中也是一样，利用眼动追踪将真人眼睛与虚拟人物的眼睛映射对应，实现眼球的同步运动，在虚拟形象中实时反映出你真实的状态。
同时还可以解锁有意识和无意识的非语言交流，如眨眼，眯眼和瞳孔扩张，甚至从眼睛中也能判断出部分情绪，例如高兴、惊喜、难过等，都会反映在虚拟化身的脸上。
深层次交互和意图分析
实际上，眼动追踪也十分适用于通过收集玩家的注视点来分析玩家的意图，甚至融入互动。例如，一位开发者正在研发一款恐怖游戏，其中玩家需要在鬼屋中探索。传统上，开发者可能需要花费很长的时间来制作脚本序列，比如当玩家进入特定区域时怪物将从壁橱中冒出头来，但如果玩家没有直接看向壁橱，他们就会错过这个有趣的触发点。
而在游戏或应用程序中加入基于眼动追踪数据的交互，当玩家朝正确的方向看时通过眼动数据传输便立即触发事件，使体验更加自然。甚至，在恐怖游戏中，我们还可以只对注视区域进行高亮显示，其它区域为暗色，以此来提升视觉沉浸感。
除此之外，眼动追踪还能应用在分析层面。通过采集用户“正在看什么”，“在什么时候看向这里”等相关的注视点数据，用来说明用户是否有留意到重要的按钮或视觉线索，用户的注意力是否被环境中的非预期部分所吸引，某个界面元素是否没有得到充分利用等等，以进行人机交互研究，从而评估并改善设计。
热图显示用户最常查看的场景部分
医疗保健与研究
令人意外的是，眼球追踪在医疗保健和医疗研究领域也有所帮助。实际上，许多公司已经开始通过眼球追踪功能的VR头显来检测脑震荡，以此来提高现场诊断的效率。
整合了Dikablis眼部追踪摄像头的VR头显
医疗研究领域的人员能够通过眼球追踪装置来收集数据，比如了解眼神接触对于自闭症的影响，用眼球追踪的头戴设备观察钢琴演奏家在弹钢琴时注视的哪些区域等。
综上，眼动追踪是一项潜力巨大的技术，我们显然可以预见眼动追踪将成为VR行业的变革者。在不久的将来，内置眼动追踪将成为高端头显的首要任务，并最终成为VR的标准功能（同样适用于AR）。
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部分图文内容来源：https://www.roadtovr.com/
编译：Lami
