斯坦福大学用深度感知、注视点追踪为普通眼镜带来近距离对象聚焦能力

　　2018年08月18日，用于VR头显的复杂光学元件能够带来修正视觉问题的智能眼镜。来自斯坦福大学研究人员的“Autofocals”原型采用深度感知和注视点追踪来为用户带来近距离对象聚焦能力。

　　在温和话举行的SIGGRAPH大会上，首席研究员Nitish Padmanaban及其团队演示了最新版本的系统。他解释说，设备旨在更好地解决老花眼问题，亦即眼睛难以聚焦于近距离对象。随着年龄的增长，老花眼会发生在数百万人的身上，即使你原本的视力非常优秀。

　　当然，双光眼镜和渐进多焦点镜片可以弯曲光线，帮助用户聚焦近距离的对象。这是纯粹的光学解决方案，而且便宜。但它们并不灵活，只能提供一个小小的“视口”来感知世界。市场上同时存在可调节镜片眼镜，但你必须通过侧面的针盘进行缓慢的手动调节。所以，如果你可以根据用户需要实时自动改变整个镜片的形状，这又如何呢?

　　这正是Padmanaban及其同事Robert Konrad和Gordon Wetzstein研发的项目。尽管当前的原型过于笨重和受限，但概念看起来十分具有前景。

　　Padmanaban早前曾涉足VR，并提及视觉辐辏调节冲突这个问题。基本上，当我们将眼睛从远处移动到近处并进行聚焦时，我们在现实中所看到的变化不会在VR中发生，而这有可能引起眼睛疼痛和用户恶心。所以，能够根据注视位置而自动调整的透镜将非常有用。Padmanaban认为，这同样适用于无法在现实世界中聚焦近距离对象的人员。

　　具体工作原理如下：眼镜的深度传感器采集用户前方场景的基本视图。报纸位于14英寸远，桌子3英尺远，房间的其余部分则距离更多。然后，眼动追踪系统将追踪用户当前的注视点，然后与深度图交叉引用。

　　对于已经提前输入关于用户视力问题细节的眼镜设备(如难以聚焦于20英寸以内的对象)，它可以做出是否应该，以及如何调整眼镜镜片的智能决定。

　　在上面的情况中，如果用户正在注视桌子或房间的其余部分，眼镜将假设用户需要的任何正常校正，可能根本不需要。但如果用户改变视线并希望聚焦于报纸，这时眼镜将立即调整镜片(可能是每只眼睛单独调整)，从而帮助用户正常聚焦。

　　注视点追踪，判断所选对象的深度和镜片调整的整个过程总共花费约150毫秒。这样的时间或许足以令用户注意到，但重定向和重新聚焦的整个过程可能需要三到四倍的时间，所以设备的变动将在用户眼睛再次处于正常休息状态时完成。

　　Padmanaban团队总结说：“即便只是早期原型，Autofocals都可以与传统校正相媲美，有时甚至更好。另外，Autofocals的‘自然’操作令它们在首次穿戴时就能正常使用。”

　　团队目前正在进行测试，以更加定量地衡量系统的改进，并测试任何潜在的不良影响，故障或其他投诉。设备距离商业化还有很长的路要走，但Padmanaban表示，一些制造商已经在研究这种类型的方法。尽管仍处于早期阶段，但它非常具有前景。