ردیابی چشم: یک بار کالیبره شود، برای یک عمر استفاده شود؟

فناوری ردیابی چشم مدت‌هاست که یک روش تعاملی اصلی برای هدست‌های XR بوده است، اما اگر هدست حتی کمی جابجا شود، عملکرد اغلب کاهش می‌یابد. آیا راهی وجود دارد که بتوان آن را فقط یک بار کالیبره کرد و آن کالیبراسیون مادام العمر باقی بماند؟

Skarredghost - یک منتقد مشهور XR در خارج از کشور و بنیانگذار وب سایت XR The Ghost Howls - در یک نمایشگاه صنعت VR/AR در شانگهای با استارتاپ Immersix روبرو شد. Immersix رویکرد کاملاً متفاوتی برای ردیابی چشم در پیش گرفته است: به جای ردیابی مردمک چشم، شبکیه چشم را ردیابی می کند.

متن زیر برای خوانایی کمی ویرایش شده است.

شکستن قالب: در حالی که دیگران مردمک را هدف قرار می دهند، شبکیه چشم را هدف قرار می دهد

در حالی که تقریباً تمام راه حل های ردیابی چشم در حال حاضر در بازار مردمک را ردیابی می کنند، Immersix مسیر کاملاً متفاوتی را انتخاب کرده است: ردیابی شبکیه چشم کاربر.

به گفته این شرکت، ردیابی شبکیه چندین مزیت عمده نسبت به روش‌های سنتی دارد:

1. شبکیه چشم برای هر فردی منحصر به فرد است و برای احراز هویت مناسب است و جعل آن بسیار دشوار است.

2. شبکیه در طول زمان تقریباً بدون تغییر باقی می‌ماند، بنابراین کالیبراسیون ردیابی چشم باید فقط یک بار انجام شود و پس از آن نیز معتبر باقی می‌ماند.

3. شبکیه نمایانگر «حقیقت زمینی» چشم است. صرف نظر از اینکه هدست چگونه روی سر کاربر جابجا می شود، کالیبراسیون اولیه همچنان موثر باقی می ماند - به این معنی که حتی پس از برداشتن و دوباره روشن کردن دستگاه، نیازی به کالیبراسیون مجدد نیست.

4. دقت ردیابی می تواند بسیار بالا باشد.

5. ماژول ها را می توان بسیار کوچک ساخت (فقط به دو واحد کوچک در نزدیکی پل بینی نیاز دارد)، با مصرف برق بسیار کم (کمتر از 10 میلی وات) کار می کند و به سرعت های بسیار بالا (تا 120 هرتز) دست می یابد.

این عمل تقریباً تمام نقاط درد مرتبط با ردیابی چشم در هدست‌های MR فعلی را برطرف می‌کند - مانند افت عملکرد پس از قرار دادن هدست و چند بار برداشتن آن، که نیاز به تکرار فرآیند کالیبراسیون خسته کننده دارد. با راه حل Immersix، چنین دردسرهایی از نظر تئوری حذف می شوند.

چگونه کار می کند

رویکرد بسیار مبتکرانه است.

هر ماژول ردیابی چشم فقط از یک دوربین و یک LED مادون قرمز تشکیل شده است که برای روشن کردن چشم استفاده می شود. قابل ذکر است که یک LED کافی است و به ماژول اجازه می دهد تا نسبت به طرح های سنتی که به حلقه ای از LED نیاز دارند جمع و جورتر باشد.

در مرحله کالیبراسیون، کاربر حرکات چشمی خاصی را انجام می دهد. هر ماژول دوربین چشم را مشاهده می‌کند، اما به جای تمرکز به بیرون، سعی می‌کند 'به داخل نگاه کند' این به دوربین امکان می‌دهد تا داده‌هایی را در مورد چگونگی تغییر شبکیه در طول زمان ثبت کند.

مفهوم طراحی در پس فرآیند کالیبراسیون این است که چشم در جهات مختلف حرکت کند، در نتیجه کل شبکیه چشم را مرحله به مرحله در معرض دوربین قرار می دهد. سپس نرم افزار یک تصویر کامل از شبکیه را بازسازی می کند و 'اثر انگشت' منحصر به فرد آن را استخراج می کند. در واقع، این فرآیند کالیبراسیون یک نقشه ویژگی جامع از شبکیه چشم کاربر ایجاد می کند. از آنجایی که شبکیه چشم در طول زمان ثابت می ماند (حداقل تا سنین بالا)، این نقشه را می توان برای سال های طولانی مورد استفاده قرار داد.

چگونه سیستم به طور فعال چشم را پس از کالیبراسیون ردیابی می کند؟ در این مرحله، هر دوربین به نظارت بر چشم مربوطه خود ادامه می دهد - به طور خاص، ناحیه ای از شبکیه که بر اساس جهت فعلی چشم قابل مشاهده است. با استفاده از یک الگوریتم تخصصی برای تطبیق این ناحیه کوچک و قابل مشاهده شبکیه با نقشه کامل شبکیه ایجاد شده در حین کالیبراسیون، سیستم می تواند جهت چشم را دقیقاً تعیین کند.

به گفته Immersix، این ردیابی بسیار دقیق است (ادعای دقت زیر درجه). علاوه بر این، از آنجایی که دوربین چرخش مطلق کره چشم را نسبت به شبکیه ردیابی می کند - به جای موقعیت مردمک نسبت به عینک - ردیابی در برابر حرکت دوربین بسیار قوی است. در نتیجه، می‌توانید عینک را به دلخواه خود قرار دهید یا آن را بردارید، و ردیابی چشم بدون کالیبراسیون مجدد به کار خود ادامه می‌دهد، حتی اگر موقعیت و جهت هر بار کمی متفاوت باشد.

تجربه دنیای واقعی: آیا واقعا کار می کند؟

در حال حاضر، احتمالاً از خود می‌پرسید که آیا واقعاً مطابق با تبلیغات تبلیغاتی است یا خیر.

یکی از نمایندگان شرکت مرا به پشت صحنه برد تا سیستم را امتحان کنم. من اجازه نداشتم چیزی ضبط کنم، بنابراین از ویدیوها و تصاویر رسمی برای کمک به انتقال تجربه خود استفاده می کنم.

چند جفت قاب مجهز به فناوری Immersix به من تحویل داده شد. این‌ها عینک‌های هوشمند یا عینک‌های واقعیت افزوده نبودند، فقط فریم‌هایی بودند که برای آزمایش فناوری ردیابی طراحی شده بودند. من می توانستم مدار را به وضوح ببینم، بنابراین به جای یک محصول نهایی، نمونه اولیه را آزمایش می کردم. این به وضوح یک نمایش فناوری با استفاده از یک کیت توسعه بود.

پس از گذاشتن عینک‌های مخصوص، آنها به یک لپ‌تاپ متصل شدند و یک روال کالیبراسیون ردیابی چشم را آغاز کردند. من می‌توانم نشانگرهای بزرگ (احتمالا نشانگرهای ArUco) را روی صفحه لپ‌تاپ ببینم، با یک مستطیل قرمز کوچک در مرکز. این نشانگرها به وضوح برای کمک به عینک نمونه اولیه در ردیابی موقعیت صفحه نمایش در نظر گرفته شده بودند. از آنجایی که کالیبراسیون را نمی‌توان بر روی خود دستگاه انجام داد – با توجه به اینکه فاقد قابلیت‌های AR یا VR بود و صرفاً از فریم‌ها تشکیل می‌شد – باید از طریق لپ‌تاپ انجام می‌شد و نیاز به عینک برای تعیین مکان صفحه نمایش داشت. تصور می‌کنم اگر نرم‌افزار مستقیماً در عینک تعبیه شود، این نشانگرها ضروری نخواهند بود.

به طور خلاصه، یک مکان نما کوچک به چشمانم متصل شد و به من اجازه داد با تغییر نگاهم آن را حرکت دهم. وظیفه من این بود که این مکان نما را روی صفحه بکشم تا مستطیل کوچک را کاملاً پاک کنم. این شبیه به استفاده از یک ابزار پاک کن با شعاع کوچک در MS Paint برای پاک کردن یک مستطیل بود. مجبور شدم بارها و بارها چشمانم را جلو و عقب ببرم تا کاملاً پاک شود. متوجه شدم که همانطور که پیش می رفتم، مکان نما که با چشم کنترل می شد به نظر می رسید ' تاخیر ' ، و مجبورم کرد چشمانم را با شدت بیشتری از این طرف به طرف دیگر حرکت دهم تا مستطیل را پاک کنم. این ممکن است عمدی بوده باشد، و برای تشویق من طراحی شده بود که نگاهم را به سمت اطراف سوق دهم تا دوربین ها بتوانند طیف گسترده ای از نمای شبکیه ام را ثبت کنند.

کالیبراسیون چند دقیقه طول کشید. دنبال کردن آن آسان بود، اگرچه کمی طولانی تر از آنچه انتظار داشتم، و تماشای حرکت اشاره گر در چند ثانیه پایانی باعث کمی فشار چشم شد.

پس از آن، جلسه ردیابی چشم می تواند آغاز شود. برای نشان دادن اینکه ردیابی چشم کار می کند، یکی از کارکنان برنامه دیگری را راه اندازی کرد. من مجموعه متفاوتی از نشانگرهای ArUco و شبکه ای از دایره های قرمز را روی صفحه لپ تاپ دیدم. می‌توانستم به یک دایره خاص نگاه کنم تا آن را آبی کنم، که تأیید می‌کرد سیستم به درستی کار می‌کند. باید بگویم که خیلی خوب کار کرد. دقت قابل توجه بود و رنگ عناصری که من به آنها نگاه کردم در زمان واقعی تغییر کرد. خیلی باحال بود

البته، من نمی توانم ادعاهای مربوط به دقت زیر درجه یا نرخ فریم 120 هرتز را تأیید کنم. با این حال، می‌توانم تأیید کنم که سیستم دقیقاً همانطور که تبلیغ می‌شود کار می‌کند - حداقل در زمینه‌ای مشابه با Apple Vision Pro. با توجه به اینکه برخی از راه‌حل‌های ردیابی چشمی کنونی برای مدیریت حتی آن سطح از عملکرد تلاش می‌کنند، این یک دستاورد مهم است.

همچنین توانستم هدست را کمی جابجا کنم تا ببینم آیا سیستم بدون کالیبراسیون مجدد به درستی کار می کند یا خیر. در تست های سریع من عملکرد خوبی داشت.

برداشت نهایی: امیدوار کننده است، اما حفظ حریم خصوصی یک نگرانی است

این راه حل واقعاً من را شگفت زده کرد. این یک رویکرد جدید برای ردیابی چشم است که مسائل مربوط به کالیبراسیون را حذف می کند و ایجاد ماژول های فشرده، کم مصرف و دقیق ردیابی چشم را امکان پذیر می کند.

تجربه عملی من تأیید کرد که به طور موثر کار می کند. من فقط چند دقیقه فرصت داشتم تا آن را امتحان کنم - به جای آزمایش گسترده روی یک دستگاه واقعیت افزوده واقعی، به یک نمایش فنی محدود می شود - بنابراین قضاوت نهایی را محفوظ می دانم. با این حال، آزمایش‌هایی که انجام دادم نتایج مثبتی به همراه داشت و عملکرد کاملاً مطابق با ادعاها بود.

تنها نگرانی من حفظ حریم خصوصی است. سیستم نیاز به اسکن کامل شبکیه چشم من دارد، به این معنی که اطلاعات کامل شبکیه باید در جایی ذخیره شود. گفته می شود، این مشکل را می توان با محلی نگه داشتن داده ها حل کرد تا هرگز دستگاه کاربر را ترک نکند.

من معتقدم این یک محصول بسیار امیدوار کننده است.

منبع: VRAR Planet