想像一下駕駛一輛汽車，在擋風玻璃上使用抬頭顯示投影來駕駛一個陌生的城市。 這是增強現實（AR）; 這些信息不僅用於引導您沿著路線前進，還可以提醒您周圍環境中的重要信息，例如騎車人或行人。 虛擬內容的正確放置不僅至關重要，而且可能是生死攸關的問題。

信息不能掩蓋其他材料，並且應該顯示足夠長的時間以便您理解它，但不能太長。 計算機系統必須實時地進行這些確定，而不會使任何信息分散注意力或突兀。 我們當然不希望警告一個騎自行車的人要在車前穿過，以掩蓋騎車人自己！

作為AR的研究員，我花了很多時間試圖找出如何在恰當的時間，恰當的時間將正確的信息傳遞到用戶的屏幕上。 我已經了解到，顯示太多信息會讓用戶感到困惑，但是沒有足夠的顯示會使應用程序變得無用。 我們必須在兩者之間找到最佳位置。

事實證明，其中一個關鍵因素是知道用戶在哪裡尋找。 只有這樣，我們才能在他們可以處理的地方提供他們想要的信息。 我們的研究涉及到測量的地方 用戶正在尋找真實的場景，作為一種幫助決定虛擬內容放置位置的方法。 AR準備滲透到我們生活的許多方面 - 來自 駕駛 至 工作 至 娛樂 - 在依靠AR為嚴肅或關鍵行動提供支持之前，我們需要解決這個問題。

確定放置信息的位置

將信息顯示在用戶正在查看的位置是有意義的。 在導航時，用戶可以查看建築物，街道或其他真實物體以顯示相關的虛擬信息; 系統會知道隱藏所有其他顯示以避免使可見場景混亂。

但我們怎麼知道有人在看什麼呢？ 事實證明，人類視覺的細微差別使我們能夠在一個人的眼睛和眼睛上進行檢查 計算他們在哪裡尋找。 通過將這些數據與顯示人物視野的相機配對，我們可以確定該人看到的內容以及他或她正在看什麼。

眼動追踪系統首次出現在1900中。 最初他們主要用於研究閱讀模式; 有些可能對讀者非常具有侵擾性。 最近，實時眼動追踪已經出現並且變得更加實惠，更容易操作和更小。

眼動儀可以附著在 屏幕或集成到可穿戴眼鏡或頭戴式顯示器中。 使用組合跟踪眼睛 相機，投影和計算機視覺算法 在監視器上計算眼睛的位置和注視點。

在檢查眼動追踪數據時，我們通常會考慮兩種方法。 第一個叫做a 固定術，用於描述我們暫停視線的時間，通常是在場景中一個有趣的位置，因為它引起了我們的注意。 第二個是 掃視，用於定位凝視的快速眼球運動之一。 短時間的固定之後是快速運動，稱為掃視。 基本上，我們的眼睛很快從一個地方飛來飛去，收集有關場景部分的信息。 然後我們的大腦將來自這些注視的信息放在一起，在我們的腦海中形成視覺形象。

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將眼動追踪與AR相結合

AR內容通常錨定到現實世界的對像或位置。 例如，應在該街道上顯示包含街道名稱的虛擬標籤。 理想情況下，我們希望AR標籤看起來接近與之關聯的真實對象。 但我們還需要注意不要讓多個AR標籤重疊並變得不可讀。 有許多方法可以管理標籤放置。 我們正在探索一個選項：計算人在真實場景中的位置，並僅在該位置顯示AR標籤。

比如說，例如，用戶正在與移動應用程序進行交互，以幫助他在雜貨店購買低卡路里的穀物。 在AR應用中，每種穀物具有與其相關的卡路里信息。 用戶可以拿起他的移動設備並將其指向特定的穀物盒以顯示相關信息，而不是物理地拾取每個穀物盒並讀取營養內容。

但想想一下商店的穀物過道如何擁擠不同。 如果沒有某種方法來管理AR標籤的顯示，將顯示所有麥片盒的卡路里信息標籤。 要識別他感興趣的穀物的卡路里含量是不可能的。

通過跟踪他的眼睛，我們可以確定用戶正在查看哪個單獨的麥片盒。 然後我們顯示該特定穀物的卡路里信息。 當他將目光轉移到另一個盒子時，我們會顯示下一個他認為的數字。 他的屏幕整潔，他想要的信息隨時可用，當他需要更多信息時，我們可以顯示。

這種類型的開發使其成為AR研究的激動人心的時刻。 我們在移動顯示器上集成真實世界場景和計算機圖形的能力正在提高。 這推動了創造令人驚嘆的新應用程序的前景，這些應用程序擴展了我們與周圍世界互動，學習和娛樂的能力。

關於作者

安可麥克納馬拉，可視化副教授， 德克薩斯A＆M大學

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