AR/VR行业兵家必争之地（上）-眼动追踪应用大全

由此可见国内的AR/VR行业的绝大部分相关科技公司并没有在眼球追踪技术方面进行技术的储备，未来中国AR智能眼镜的发展可能受制于人。

以上来此佰腾专利搜索的统计，2019年以来在美国每个月公开和授权的眼动追踪相关专利都是两位数字，中国都是个位数字，差距近10倍。

二、眼动追踪在智能眼镜上的应用

眼动追踪可以在AR智能眼镜成像显示、交互控制、目标识别、身份验证、健康监测、社交和多人协作多个方面，对眼动追踪的使用几乎覆盖全部的环节，眼动追踪技术对于AR智能眼镜的重要性不言而喻。接下来作者将2019年1月-2019年9月之前映维网公开的所有眼动追踪应用方面的专利进行如下的整理总结。

1. 用于光学显示

利用眼动追踪技术使用户更清晰、更流畅的观看AR/VR眼镜显示的影像。包括 注视点渲染；像差校正；影像深度信息；视网膜成像；屈光度检测；亮度调节。目前国外所公开的专利和论文中，眼动追踪技术绝大部分是应用在虚拟影像的显示上，国内从事AR智能眼镜的硬件厂商、光学显示（光波导）方案提供商应多多留意眼动追踪。其实未来顶级的眼动追踪技术与光学显示技术息息相关，两者相辅相成，性能优异的眼动追踪技术也需要专业的光学路径的设计，具体可详见《AR/VR行业兵家必争之地（下）-眼动追踪技术大全》

1.1 注视点渲染

原因：为了使人们在使用近眼显示设备时体验到高清的、逼真的、有景深的虚拟画面，对图像计算渲染能力要求是极高的，但是AR/VR智能眼镜的体积、重量、续航能力限制了计算能力。

解决方案和效果：利用眼动追踪技术获取眼球的注视中心，将注视点映射到头显的屏幕上或者真实的空间环境中。最终实现人眼视觉中心看哪里，就重点渲染注视点所在的区域，而其他外围区域都以较少分辨率处理（较低的图像质量）。大大降低了处理器的计算能力。注视点渲染也是AR/VR行业内广泛已知的功能，这个技术概念最早是德国SMI提出，也是最早将VR眼镜oculus与眼动追踪技术相结合的（仅代表个人观点）。

注视点渲染原理：人在看东西时，视觉中心的影像最为高清，这是中央凹视锥细胞处理的光影像。视觉中心外围影像逐渐模糊，这是由于视锥细胞的数目逐渐减少，视杆细胞的数目逐渐增多。所以在近眼显示设备渲染的图像没必要全部高清，视觉中心以外的区域人本身就看不清。

眼睛感知影像是通过视细胞接收视网膜上所成的像，视细胞分为视锥细胞和视杆细胞。在人的视网膜内约含有600万～800万个视锥细胞，12000万个视杆细胞，但是相同面积内视锥细胞的密度远远大于视杆细胞，分布于视网膜的不同部位，视锥细胞存在于视网膜的黄斑中央凹处，仅占视网膜很小的一块区域。

视锥细胞是感受强光和颜色的细胞，具有高度的分辨能力，光线可直接到达视锥细胞，故此处感光和辨色最敏锐，人的视觉中心能够呈现高清影像就是中央凹视锥细胞的功能。再往外，视杆细胞的数目逐渐增多，视锥细胞的数目逐渐减少。而以视杆细胞为主的视网膜周缘部，则光的分辨率低，色觉不完善，但对暗光敏感，例如家鸡等动物视网膜中视锥细胞较多，故黄昏以后视觉减弱。

参考文献：

注视点渲染合集：

https://yivian.com/ s=%E6%B3%A8%E8%A7%86%E7%82%B9%E6%B8%B2%E6%9F%93

苹果专利：视网膜中央凹显示器 US20190180672

https://patent.yivian.com/4093.html

谷歌详解注视点渲染、图像处理、传输等技术在VR上的应用

https://yivian.com/news/39120.html

不仅是注视点渲染，眼动追踪为何是VR变革者：

https://yivian.com/news/45097.html

1.2 像差校正

原因：目前AR智能眼镜主流采用光波导（光学元件）作为虚拟全息影像的成像媒介，用这种瞳孔扩展的成像方案在显示的过程中会遇到图像畸变的问题，或者该智能眼镜具有针对于近视/远视的屈光度自动调节功能变焦镜片，因此镜片度数的变化也会引起图像的光学畸变，其中其他质量较差的显示光学器件也可能会产生像差（几何和/或色差），从而导致用户观看的图像质量下降。产生这些问题的具体原因如下。

（编辑：核心网）

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