瞄准心灵之窗 关于眼睛的黑科技有多少?

IT大视界中关村在线2017-08-30 09:55

眼睛被称为心灵之窗,从古到今,关于眼睛的形容词很多,诸如“明眸善睐”等词汇总让人想到美好的事情。其实科技行业也一直在眼睛上做文章,今天我们就来盘点一下那些关于眼睛的黑科技。

瞄准心灵之窗 关于眼睛的黑科技有多少?

瞄准心灵之窗 关于眼睛的黑科技有多少?

Retina 视网膜屏幕概念

Retina这个词汇已经很久没人提了,这是个苹果包装出来的词汇。虽然Retina并非独创技术,但是曾经的苹果iphone将960×640的分辨率压缩到一个3.5英寸的显示屏内。也就是说,该屏幕的像素密度达到326像素/英寸(ppi)。当时苹果认为这样的屏幕就是视网膜屏幕。

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苹果提出Retina display的概念

很多人说在一定尺寸内,像素的数量超过一定数值之后,人眼就难以察觉细微变化了。这是视网膜屏幕的概念基础。但是326像素/英寸(ppi)还不够。现在很多手机的ppi数值都超过了400。并且iPhone的尺寸早已经不是3.5英寸了,但是ppi的数量级却早就超过了326像素/英寸。

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Retina display的实质是像素密度

当然Retina的概念还是有意义的。比如在5.0英寸左右的屏幕尺寸实现1080P的分辨率和2K的分辨率,很多消费者就无法察觉到变化,这一点是很多人实际测试过的。回头看,苹果这个概念提的太早了。

现在很多旗舰手机并不一味的升级屏幕的分辨率,因为这样去做显然除了给处理器带大更大的压力以外,并不会有太多的好处给到消费者。Retina视网膜屏幕的概念现在很少人提,这是因为现在手机业界基本都做到了这个标准,因此也就没有什么可以炫耀的了。但是Retina还是一个关于眼睛的技术名称,是很有标志性的显示概念。

眼球追踪 速度和渲染是关键

现在VR技术比较火爆,如何才能更好的实现画面的控制,现在总是使用重力感应技术,依靠头部的摆动来实现画面的控制,但是这样的效率比较低,必须要配合更多的技术对VR的画面进行控制和计算,这就涉及到了眼球追踪技术。

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眼球的速度变化很快 及时追踪眼球轨迹是很难的事情

目前的眼睛追踪技术的基本脉络有以下三点:

1、根据眼球和眼球周边的特征变化进行跟踪

2、根据虹膜角度变化进行跟踪

3、主动投射红外线等光束到虹膜来提取特征

追踪眼球的轨迹,可以寻找到人眼的关注焦点,同时也可以感觉到人的情绪,这些反馈对于VR设备来说非常的重要。但是目前需要解决的两大问题是如何跟得上眼球的速度,二是跟上眼球的变化之后,画面随之改变的速度如何提升的问题。

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追踪眼球轨迹 同时还要渲染人眼看到的不同画面

眼球的变化速度很快,如何才能捕捉到准确的轨迹?主流的技术是利用红外线来进行捕捉,但是捕捉之后还要进行计算,这背后的软件系统很重要。世界上很多企业在研究眼球追踪技术,诸如索尼、三星都有在这个领域进行探索。目前虽然可以跟得上眼球的速度,但是画面的渲染确实更突出的问题。

画面渲染如果紧跟眼球的速度,现在的技术储备还无法达到这样的水平。因此需要首先优化人眼聚焦的部位,然后在次要部位使用诸如降低分辨率,增加对比度的方法来“骗过”人眼。

综合来看,研究追踪技术还不是非常的成熟,无论是追踪速度还是及时渲染速度都有短板,希望在未来的发展中,VR眼球追踪发展可以更加快速。

虹膜识别 算法才是真的核心

虹膜识别在很多电影中我们都可以看到,和人的指纹一样,虹膜识别也可以用来做身份ID,相比指纹显然虹膜识别更加安全,因为指纹的复制相对简单的多。如果才能做到指纹识别,其实核心的技术是算法。

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虹膜识别的关键是算法

虹膜主要应用在工业领域,类似电影那样的个人普及化应用,目前还无法实现。这主要是因为虹膜识别设备还是太贵,并且也无法像指纹识别那样体积小巧,随处可用。

国内的虹膜识别技术研究机构主要有两所,一所为上海交通大学图像所,一所为中国科学院自动化所。前者依托大学,有很较为充裕的人才,后者也是国家机构,人才济济。可以说这两大机构在中国是虹膜识别技术领域的权威。

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目前在手机上大规模应用虹膜识别还不现实

就虹膜识别来看,国外的技术不可照搬,因为东亚的人虹膜识别和西方人还有差距,算法也不一样。上述两家机构的主要优势就是针对东亚人还有特别优化的算法,因此处于国际先进的水平。希望以后虹膜识别技术可以发展更快,成本降的更低,让普通人可以享受到这种眼睛“黑科技”。

AR眼镜 微缩版投影系统

说起DLP技术,很多人都会想起投影机,认为这是投影技术的一种。的确,目前投影机的主要分为LCD和DLP投影技术两种,但是小型化的DLP技术,其实也应用在AR领域,也是针对人眼的黑科技。

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DLP投影技术应用在AR眼镜上的原理图

DLP技术通过一个微型投影仪加上棱镜来实现,棱镜一方面将微投发出的图像投射到视网膜上,另一方面又将图像叠加到现实场景,展现在用户面前的是一个叠加图案。这也是AR眼镜的技术原理。

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Microsoft HoloLens采用DLP投影技术

而今被寄予厚望的Microsoft HoloLens采用DLP投影技术,采用一个半透玻璃,从侧面DLP投影显示,与Espon的眼镜显示器或Google Glass方案类似。这些AR眼镜其实使用的都DLP投影技术,只不过其图像是投射在小面积的镜片之上。

人们总是说眼见为实,但是科技发展到了今天,人看可以看到的东西并不一定是真实的,AR/VR所虚构的画面和世界未来可能会改变人们的认知。而利用人眼虹膜和视网膜的技术也在逐渐发展起来,相信眼睛以后不仅仅可以用来观看世界,更可能用来管理世界,笔者也非常期待这样的一天。

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