眼球控制:“看得见”的高科技

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  微软Kinect出现之后,体感操作技术就开始受到各界关注,而且也愈来愈多样化:语音控制、手势操作等等,人机交互一词随着体感技术发展得到了贴切的体现。如今,利用眼球操控设备又成为各大厂商们致力研发和推广的新体感技术。而围绕以用户为中心的宗旨,厂商需要继续降低用户与界面交互过程中的成本,把这一技术变得更便捷易用,才能彻底引起一场新的技术变革。
  2012年5月,三星Galaxy S3在英国伦敦发布,三星在S3身上带给用户最大的改变就是新的人机交互体验,智能拨号、手势操控,其中最具有革新性的技术就是利用眼球控制的“Smart Stay”,该技术会让手机通过前置摄像头来检测用户的眼睛是否在注视屏幕,在注视情况下屏幕不会进入休眠状态,当用户视线离开屏幕之后屏幕才会休眠。
  这一技术在三星今年发布的Galaxy S4身上再次得到升级,据官方介绍S4上新加入了Eye Scroll(眼球翻页技术,例如在用户阅读文章时,用户眼球盯住页面底部,软件便会自动滚动显示下一段文章。)和Smart Pause(在用户视线远离屏幕时自动暂停播放视频,用户视线回到屏幕之后自动播放视频。)虽然实际测试的时候,识别率并不能达到百分之百,但不得不承认三星将眼球控制的技术运用在设备中之后,才让更多的用户真正接触和体会到眼球控制这一技术的具体理念。
  眼球控制技术平民化
  人机交互技术无论发展到什么程度,都必须围绕以用户为中心的宗旨。降低用户与界面交互过程中的成本,并刺激用户对交互的需求,从而给用户带来持续的、良好的体验,提高交互效率,是眼球控制技术带来的变革。
  人机交互基本上都离不开用户的视觉,在人们逐渐习惯用手指直接与屏幕互动的时候,与屏幕的接触同样直接的眼睛的作用被重新发现了,这可能会带来新一轮人机交互的潮流。从计算机视觉的角度看,“眼球技术”主要包括“眼球识别”与“眼球跟踪”。近几年来,眼球追踪的应用性已十分广泛。从原理上看,“眼球跟踪”主要是研究眼球运动信息的获取、建模和模拟,用途颇广。
  早在2008年,NTT DoCoMo就曾研发出使用眼球控制的手机产品,原理很类似目前的脑波控制技术,是利用测量使用者眼睛周边电流变化来进行操控。但这种方式对于消费者十分不便利,所以也无法成为一项成熟的商品。
  而近两年,眼球控制技术又重新“火”了起来,除了三星之外还有好多厂商将这一技术运用到了实际使用当中,Senseye技术是由丹麦哥本哈根团队所研发,这种技术可透过手机前镜头来追踪眼球移动,并且达到眼球控制的相关功能,这项技术也同样原自医疗用途的ITU Gaze Tracker技术。
  在平板电脑领域,瑞典一家名为Tobii的科技公司在去年的CES 2012展上展示了其产品,Tobii展出的名为Tobii Eye Asteroids的大型游戏机台,让使用者可以透过眼球来进行射击游戏。其实,Tobii这家成立于2001年的瑞典公司很早就开始开拓中国市场,目前在上海、苏州分别设立销售中心和生产基地,Tobii在2012年8月时,也与联想合作推出名为C12的Windows 8平板电脑,主打眼球控制功能。但若C12售价远高于竞争者,就算具备眼球控制的新颖功能,也不容易在市场上打胜仗。
  此外,在2012年7月的青岛SINOCES展中,海尔曾展出能感应眼球移动的计算机U-School,海尔在IFA 2012也展出了可用眼球控制的电视。这款电视是在使用者前方放置感应设备,感测使用者的眼球运动藉此操控电视。
  除了用眼睛控制平板电脑、电视之外,眼球追踪技术还可用来识别身份。现代社会,密码已逐渐过时,不断有人推出新的方法去验证电脑用户,而现在眼球移动也可实现这一任务。相关资料表明,加州州立大学计算机科学系教授助理奥列格(Oleg Komogortsev)认为,一个人在观察物体时眼睛所集中的点就如同指纹一样是因人而异的;他设计了一个可以跟踪眼球的系统,当电脑拥有足够的数据时,便可以建立一个人的眼球运动图像。
  眼球控制技术的低成本化
  从经济学的角度来说,“以用户为中心的设计”中最大的挑战,是如何去降低用户与界面交互过程中的成本,并刺激用户对交互的需求,从而给用户带来持续的、良好的体验,提高交互效率。
  眼球控制的成本部分,现在还较难直接估出一个成本结构,但从另一个角度来看,眼球控制原理其实与微软的Kinect体感控制很相似,都是利用镜头模块来抓取影像,之后再进行分析、计算进行操控。因此,若以Kinect的起始售价149美元(约920元人民币)推估,眼球控制的成本绝对低于这个数值。
  不过,由于Kinect的全身体感需要大量的影像分析和计算,运算负担较为沉重,微软为了让Kinect具备一定运算能力,才将售价从预计的99美元(约610元人民币)提高最终的149美元。
  眼球控制技术则不需要像全身体感如此大量的图象数据分析,因为眼球控制只需抓取眼球瞳孔方向的移动变化,再加上GT3D系统成本也不足60美元(约370元人民币),所以眼球控制成本是可以控制在100美元(约620元人民币)以下的。
  如果再考虑到相机镜头日渐普及,大多数设备无论手机、平板电脑还是笔记本,镜头搭载率都不断上升。只要透过这些设备内建的镜头,就可以抓取使用者眼睛移动,并不需要额外的镜头硬件成本。如果从这方面来看,眼球控制的成本还能再压低,甚至可以利用现有设备内建镜头模块而不需要增加额外的硬件成本。
  那么究竟何种消费电子产品,比较适合眼球控制?这个问题需要考虑几个要点,首先就是功能性。现在主流的交互模式是触控模式,眼球控制的使用模式与触控接近,适合眼球控制的产品多数也是适合触控功能的产品,但适合触控的产品却未必适合使用眼球控制。例如消费者还是习惯用遥控器来操作类似电视的产品,除非透过电视浏览网络,否则光靠眼睛去控制电视,并不见得会比较方便。
  其次,就是成本的考虑。对消费者而言,与其选择需要增加额外硬件的产品,还不如直接在已经具备镜头模块的产品上增加眼球控制。毕竟眼球控制的定位并不是主要的操控方式,消费者不见得愿意花大钱额外增加眼球控制功能。
  基于这两点,眼球控制技术的运用范围目前来说不会太广,最适合的产品应该是平板电脑、智能手机这类的手持产品。这类型的产品多半用一只手拿著、另一只手控制,但在某些环境下(如挤公车、地铁),用来控制设备的那只手并不见得能空出来,此时眼球控制自然会成为一种好的替代选择。而其中又以平板电脑最需要,因为其尺寸较大、重量也较重,仍以双手握持的方式较为方便,会较智能手机需要眼球控制。
  可以预见,未来在智能手机、平板电脑上,眼球控制技术将得到更多的应用,而且未来消费电子产品也将摒弃单一的控制方式,迎来真正的人机交互时代。(编辑:杨磊)
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