文/VR陀螺 林德
科技的发展让许多人类的感官体验得到重现,其中视觉是人类五感中占比最大的部分。美国加州大学河滨分校的心理学教授Dr. L.D. Rosenblum等人通过实验测试人体五个感官信息处理量发现,同一时间里视觉可以处理多达83%的信息,其次是听觉11%。
视觉是人类感知外界信息最主要的途径,视线位置和视线的转移与我们感知信息的注意息息相关,眼动追踪正是利用技术来了解人类认知行为的一种非常有效的手段。
图源:网络
眼动追踪并非新兴黑科技,而是一项发展已久的技术。20世纪,视线运动轨迹得到了广泛的研究,研究人员通过对视线焦点的位置追踪和记录来分析人眼感知信息的注意分配。目前,眼动追踪通过专门的眼动仪和整合到PC/Pad、AR/VR/XR、汽车以及其他特定设备中,在科研、医疗、游戏、市场调研、教育培训、设计制造等领域获得了广泛的应用。
如今,随着元宇宙概念不断升温,XR硬件的认可度也越来越高,越来越多的大厂,例如Meta、索尼等将推出将配置眼动追踪功能的消费级XR设备,苹果也传出相关的消息,眼动追踪将成为这一领域不可缺少的核心技术之一。
 始于更好了解人类行为和辅助沟通 
成立于2001年的眼动追踪技术全球领导者Tobii用了二十年时间来打磨技术和产品。
“我们可以更好地了解人类行为,并帮助人们进行交流!我们甚至可以通过使设备更加智能和更快响应来改变人与计算机的交互方式!”这是Tobii这家瑞典公司成立的初衷。
成立一年之后,Tobii创新研发的即插即用式眼动仪成为研究界的热门工具,这也标志着该公司的分析产品业务部门初具雏形。
2010年,用于分析研究的专用穿戴式设备Tobii Glasses一代(图左)问世;2020年,Tobii Glasses 3(图右)发布,荣获2021年红点产品设计以及iF设计大奖(图源:Tobii)
除了应用于科研和商业领域之外,眼动追踪还是一种重要的辅助技术。眼动仪由眼动摄像机、光源和算法组成,通过高帧率红外传感器来拍摄用户的眼睛运动,并结合实时图像处理算法来确定视线的位置和注视点。通过眼动仪,残障人士可以用眼睛来操控计算机,以此作为信息输入方式与外界进行沟通。Tobii在2005年发布了世界上第一台眼控计算机,由此奠定了其辅具业务发展的良好基础。
为了更好服务全球数以亿计的残障人士,Tobii在2014年收购了美国语音通信设备和符号自适应特殊教育软件的领先供应商Dynavox,帮助残障人士克服语音、语言和学习挑战。与Dynavox的珠联璧合,让Tobii扩展了其商业化版图。
图源:Tobii Dynavox
在医疗、学术研究、工业等领域上的应用让Tobii在眼动追踪这一领域大放异彩,也让更多人看到了眼动追踪的潜力。
 六大应用领域与两家上市公司 
随着眼动追踪技术和产学研界的紧密合作,Tobii眼动追踪技术在更多领域和更多设备上被快速应用起来。Tobii推出了第一个专为集成消费类、专用设备和显示器而设计的眼动追踪平台,通过即插即用的 USB 外设、游戏笔记本电脑以及 VR 头显嵌入,为医疗健康、教育和游戏娱乐诸多应用领域带来了新的创新机会。
Tobii与全球排名前 100 的大学和研究机构,以及谷歌、联合利华、宝洁、IPSOS、Alienware/戴尔、MSI、Acer、联想、育碧、微软/Twitch 和Mobalytics 等全球知名科技、消费品牌、顶级游戏硬件厂商、服务提供商和游戏开发者建立了长期的合作。
2016年,MSI和Tobii合作推出世界上第一台具备眼动追踪技术的智能游戏笔记本电脑(图左);2019年,HTC 和Tobii推出世界上第一台整合了眼动追踪技术的主流VR头盔HTC Vive Pro Eye(图右)图源:网络
在 XR 领域,Tobii和高通、英伟达、Valve、Unity、Unreal、OpenXR、OpenBCI、惠普、小鸟看看/字节跳动、HTC 和 Pimax 进行长期的技术和产品合作,共同推动 XR 产业的创新和发展。
在PC游戏领域,Tobii已经可以支持上百款不同类型的游戏使用眼动追踪功能,以头部、眼部同时追踪的全新方式让玩家获得沉浸式的游戏体验和乐趣。
可支持Tobii眼动仪的部分游戏(图源:Tobii)
“在过去的二十年里,我见证了Tobii的成长,并将我们的技术引入到无数的使用案例中,为数以百万计的用户创造价值--从实现新的科学发现,彻底改变残疾用户的生活,到游戏、虚拟现实、医疗诊断等方面的新可能性。”公司创始人Henrik Eskilsson在Tobii的官方博客中写道。
这些价值创造的背后是Tobii持续的技术和产品突破,其收入中相当大的一部分被投入研发当中,至今积累了超过700项专利技术,覆盖了包括传感器技术、红外照射方式、数据传输机制和眼动控制技术等在内的多方面核心技术。
多年技术沉淀和应用探索也让Tobii收获了不菲的成果,成功孕育出两家上市公司:一是2015年在纳斯达克斯德哥尔摩上市的Tobii集团,目前发展出行为研究、医疗健康、教育培训、XR、游戏和汽车等六大主要应用领域;二是2021年从Tobii集团拆分出的以残障人士为主要用户群体的Tobii Dynavox。
Mårten Skogö、John Elvesjö和Henrik Eskilsson(图左)于2001年在瑞典创立了Tobii;2021年
Anand Srivatsa(图右)成为Tobii新一任CEO(图源:Tobii)
截至2020年底,Tobii占有全球70%的眼控沟通辅助技术市场,以及60%的行为研究眼动解决方案市场。即使在疫情持续影响的情况下,其2021年第三季度的财报显示公司业务稳步增长,收入同比增长26%至3.9亿瑞典克朗(约2.75亿人民币)。
 注意力计算赋能元宇宙 
Tobii认为,机器学习、人工智能和高级信号处理是其核心技术的一部分,用以解码人类头部和眼睛的运动,将微观信息转化为准确的注视信号,传递人脑意图和揭示注意力的奥秘,这被Tobii称为注意力计算技术(Attention Computing)。
随着虚拟现实行业不断的迭代、发展,以及元宇宙概念的兴起,XR设备被认为是下一代计算平台的说法得到越来越多的认可。根据陀螺研究院数据,2021年XR设备出货量超过1160万台,预计在2025年将超过1亿台。未来XR产业的规模有望超过智能手机,成为人手一台的便携式计算终端。
在这样一个高速增长的平台上,注意力计算正在对其交互体验,以及智能化、轻量化和普及化起着极其关键的作用。由于可以使XR设备性能更加强大、用户体验更为自然和沉浸,眼动追踪也被认为是消费电子领域极具发展潜力的技术。
眼动追踪已经成为XR硬件的标配趋势,而XR硬件是公认的元宇宙入口。为此,Tobii打造了可满足各类光学设计需求的眼动追踪集成平台,可适用于几乎所有主要硬件架构和操作系统的算法。
通过Tobii Spotlight和Tobii Ocumen的中间件和解决方案,Tobii提供了注视点渲染及传输技术和高级应用分析工具。开发者结合Tobii XR SDK还能获得创新灵感,更高效地开发应用开发以缩短上市时间。这些技术目前已整合在Pico Neo 3 Pro Eye、HP Reverb G2 Omnicept Edition、 Pico Neo 2 Eye、HTC Vive Pro Eye等多款已上市的主流XR设备中。
注视点渲染示意(图源:网络)
 十多年扎根并服务中国市场 
从成立之初,Tobii便不遗余力地拓展新市场,至今在全球开设了14个办事处。中国作为Tobii业务的主要市场之一,Tobii在2008年设立了中国公司,主要负责辅助产品的质检和分析类产品的维修。之后公司规模发展迅速,业务迅猛增长,开始在中国眼动仪市场占主导地位。为满足本地市场、技术和服务需求,2010年公司在上海设立了销售和技术服务中心。
十多年来,Tobii和中国科研界建立了的紧密合作关系并所取得了诸多成就,眼动追踪也是推动学科交叉和方法论创新的有效桥梁。据了解,国内几乎所有的主要高校都至少有一台Tobii的眼动仪在帮助研究人员实现他们的科研产出或用于教学。
随着中国对5G、AI、大数据以及虚拟现实技术的重视和发展,中国的XR终端和内容应用也显示出极大的优势和无限的应用前景。Tobii和国内XR品牌的合作也正在向纵深发展,例如Pico连续两代的Neo系列设备中都整合了Tobii眼动追踪方案,Pimax也宣布将在下一代头显中为游戏玩家提供Tobii眼动追踪功能。
Tobii在2021高通XR生态合作伙伴大会展出XR解决方案和应用范例
(图源:网络)
相信,在Tobii的助力下,XR的体验将更上一层楼。正如同Tobii一直以来的愿景所述,“Tobii 的使命是通过理解人类注意力和意图的技术来改善世界,这个使命在公司的整个历史和多项创新中始终保持不变”。展望未来,Tobii将通过注意力计算技术的进化,在全球行业和企业带来的巨大机遇中发挥重要的战略作用。
Tobii公司发展史(来源:Tobii)
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