不用雙手就能打字的黑科技——視覺(jué)追蹤技術(shù)

著(zhù)名科學(xué)家霍金教授生前因患有肌肉萎縮疾病，幾乎完全癱瘓，既不能通過(guò)雙手，也不能通過(guò)語(yǔ)言與外界溝通。因特爾研究院的技術(shù)專(zhuān)家經(jīng)過(guò)長(cháng)期努力，研發(fā)出一款環(huán)境感知輔助系統，最終有效改善了這位科學(xué)天才與世界的溝通方式?；艚鹗褂玫闹悄茌斎敕?，其里面就含有眼球追蹤以及面部肌肉識別等技術(shù)，正是由于這項的技術(shù)的實(shí)現，讓霍金打字或者演講的效率提高了好幾倍。

視覺(jué)追蹤技術(shù)也稱(chēng)為眼動(dòng)追蹤技術(shù)，就是追蹤眼睛的運動(dòng)。準確來(lái)講就是通過(guò)圖像處理技術(shù)，定位瞳孔位置，獲取瞳孔中心坐標，并通過(guò)某種方法，計算人的注視點(diǎn)，讓電腦知道你正在看什么。 

眼睛是心靈的窗口，透過(guò)這個(gè)窗口我們可以探究人的許多心理活動(dòng)的規律。人類(lèi)的信息加工在很大程度上依賴(lài)于視覺(jué)，來(lái)自外界的信息約有 80 %～ 90 %是通過(guò)人的眼睛獲得的。因此對于 "人是如何看事物" 的科學(xué)研究一直沒(méi)有間斷過(guò)。關(guān)于這一點(diǎn)，對于眼球運動(dòng) ( 以下稱(chēng)眼動(dòng) ) 的研究 被認為是視覺(jué)信息加工研究中最有效的手段。

眼動(dòng)追蹤技術(shù)屬于機器視覺(jué)的一種技術(shù)，通過(guò)對眼動(dòng)軌跡的記錄從中提取諸如注視點(diǎn)，注視時(shí)間和次數，眼跳距離，瞳孔大小等數據，從而研究個(gè)體的內在認知過(guò)程。它利用軟件算法、機械、電子、光學(xué)等各種檢測手段獲取受試者當前視覺(jué)注意方向的技術(shù)，通過(guò)圖像傳感器來(lái)捕捉到眼球的圖像，根據圖像的處理來(lái)識別每個(gè)人的眼球瞳孔里的特征，通過(guò)這些特征實(shí)時(shí)地反算出看屏幕的注視點(diǎn)。

眼動(dòng)追蹤技術(shù)的歷史

早在19世紀就有人通過(guò)考察人的眼球運動(dòng)來(lái)研究人的心理活動(dòng)，通過(guò)分析記錄到的眼動(dòng)數據來(lái)探討眼動(dòng)與人的心理活動(dòng)的關(guān)系。眼動(dòng)儀的問(wèn)世為心理學(xué)家利用眼動(dòng)技術(shù)探索人在各種不同條件下的視覺(jué)信息加工機制，觀(guān)察其與心理活動(dòng)直接或間接奇妙而有趣的關(guān)系，提供了新的有效工具。

眼動(dòng)技術(shù)先后經(jīng)歷了觀(guān)察法，后像法，機械記錄法，光學(xué)記錄法，影像記錄法等多種方法的演變。眼動(dòng)技術(shù)就是通過(guò)對眼動(dòng)軌跡的記錄從中提取諸如注視點(diǎn)，注視時(shí)間和次數，眼跳距離，瞳孔大小等數據，從而研究個(gè)體的內在認知過(guò)程。

20世紀60年代以來(lái)，隨著(zhù)攝像技術(shù)，紅外技術(shù)和微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是計算機技術(shù)的運用，推動(dòng)了高精度眼動(dòng)儀的研發(fā)，極大地促進(jìn)了眼動(dòng)研究在國際心理學(xué)及相關(guān)學(xué)科中的應用。

眼動(dòng)追蹤技術(shù)的發(fā)展

眼動(dòng)追蹤技術(shù)經(jīng)歷了從干擾式到非干擾式的發(fā)展過(guò)程。

干擾式眼動(dòng)追蹤技術(shù)

干擾式眼動(dòng)追蹤技術(shù)主要分為觀(guān)察法、機械記錄法、電流記錄法和一電磁感應法等。它是在計算機處理能力比較低下的時(shí)代產(chǎn)生的。

觀(guān)察法是通過(guò)人眼利用比較簡(jiǎn)單的記錄設備直接觀(guān)察受試者眼睛運動(dòng)情況的方法。觀(guān)察法裝置簡(jiǎn)單，操作方便，但是由于是通過(guò)人眼進(jìn)行觀(guān)察，所以實(shí)驗結果準確性很低。

機械記錄法是指通過(guò)機械裝置將人眼和記錄設備連接起來(lái)從而完成對眼睛運動(dòng)的跟蹤。機械記錄法裝置比較復雜，操作很不方便，準確性低，而且對受試者的干擾比較大。

電流記錄法的原理是基于眼球運動(dòng)時(shí)角膜和視網(wǎng)膜之間存在的電位差。通過(guò)向在眼睛附近皮膚放置的裝置導入電流，記錄眼球運動(dòng)引起的電流變化。眼睛的運動(dòng)情況可以通過(guò)電流計或者示波器顯示、電流記錄法在當時(shí)的視線(xiàn)跟蹤技術(shù)中精度比較高，但是與機械記錄法一幾樣，電流記錄法對受試者的影響比較大。

接觸鏡法是在眼睛上吸附一個(gè)專(zhuān)用線(xiàn)圈的****鏡片，根據眼睛運動(dòng)產(chǎn)生的感應電壓，測量眼睛的運動(dòng)。接觸鏡法精度在干擾式眼動(dòng)儀中最高，但是需要麻醉人的眼睛，將實(shí)驗用的設備吸附在眼球上，所以這種方法對受試者眼睛的影響最大，有一定的生理傷害。

非干擾式眼動(dòng)追蹤技術(shù)

非干擾式眼動(dòng)技術(shù)主要采用的追蹤方法主要有角膜反射法、鞏膜一虹膜邊緣法、瞳孔一角膜反射向量法等。

角膜反射法

角膜反射光就是角膜反射照射在其表面上的光線(xiàn)。光線(xiàn)在經(jīng)過(guò)角膜反射后會(huì )形成一個(gè)亮點(diǎn)，即角膜反射光斑。在人眼中，角膜凸出于眼球表面，因此當人眼運動(dòng)時(shí)，光線(xiàn)從各個(gè)角度射到角膜，得到不同方向的反射光，角膜反射光斑的位置也就隨之在角膜上改變，利用眼攝像機拍攝眼睛運動(dòng)的圖像，記錄角膜****光斑位置的改變，利用圖像處理技術(shù)實(shí)時(shí)的得到虛像位置，完成視線(xiàn)的跟蹤。這種方法主要用于眼動(dòng)力學(xué)和注視點(diǎn)標定方面，但是頭部誤差較大。

鞏膜一虹膜邊緣法

此方法首先利用紅外光照射人眼，在眼睛附近安裝的兩只紅外光敏管用來(lái)接收鞏膜和虹膜邊緣處兩部分反射的紅外光。接收到的紅外光會(huì )隨著(zhù)眼睛的運動(dòng)而變化，當眼球向一側運動(dòng)時(shí)，虹膜就轉向這邊，這一側的光敏管所接受的紅外線(xiàn)就會(huì )減少;而另一側的鞏膜反射部分增加，導致這邊的光敏管所接受的紅外線(xiàn)增加。利用這個(gè)差分信號就能無(wú)接觸的測出眼動(dòng)。這種方法應用于眼動(dòng)力學(xué)、注視點(diǎn)標定方面，它的水平精度較高，垂直精度較低、干擾大、頭部誤差大。

瞳孔一角膜反射向量法

首先利用眼攝像機拍攝眼睛圖像，接著(zhù)通過(guò)圖像處理得到瞳孔中心位置。然后把角膜反射點(diǎn)作為眼攝像機和眼球的相對位置的基點(diǎn)，根據圖像處理得到的瞳孔中心即可以得到視線(xiàn)向量坐標，從而確定人眼注視點(diǎn)。這種方法基本上應用于注視點(diǎn)標定方面，精度較高，干擾也比較小，頭部誤差也較小，這個(gè)方法也是現在眼動(dòng)追蹤技術(shù)中使用最廣泛的方法。

基于數字視頻并結合瞳孔/角膜反射的眼動(dòng)測量法

由于計算機處理器速度的增加和計算機視覺(jué)技術(shù)的改進(jìn)，眼動(dòng)跟蹤制造商已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了第四代設備。

通常情況下，最理想的眼動(dòng)跟蹤輸出類(lèi)型（例如，人機交互可用性研究）是對觀(guān)察者注視點(diǎn)投影的估計，即用戶(hù)視線(xiàn)在計算機顯示器上的（x，y）坐標。第一代和第二代眼動(dòng)儀一般不提供這種類(lèi)型的數據。（對于第二代系統，眼動(dòng)分析依賴(lài)于人對圖像或視頻幀離線(xiàn)的、一幀一幀地肉眼觀(guān)察，因此，很難輕易地完成POR的計算）。

基于視頻瞳孔/角膜反射原理實(shí)現的眼動(dòng)儀在經(jīng)過(guò)標定之后，很容易提供POR坐標，這已成為當代眼動(dòng)儀基本功能。由于快速模擬數字視頻處理器的使用，第三代眼跟蹤儀能夠提供實(shí)時(shí)完成POR計算。

近年上市的第四代眼動(dòng)追蹤設備使用了數字光學(xué)器件，由于使用了集成的數字信號處理器（DSPs），眼動(dòng)跟蹤技術(shù)在降低成本的同時(shí)，其易用性、精確性和處理速度獲得了顯著(zhù)地提高。

基于瞳孔角膜向量反射技術(shù)基于3D眼球模型的視覺(jué)跟蹤，實(shí)時(shí)追蹤用戶(hù)的視線(xiàn)；當用戶(hù)坐在電腦前盯著(zhù)屏幕時(shí),系統應能實(shí)時(shí)檢測出用戶(hù)正在凝視著(zhù)屏幕上的哪一點(diǎn)，從而可判斷出用戶(hù)當前的興趣或目的。

瞳孔角膜反射技術(shù) (PCCR)

首先，通過(guò)一些校準程序，找出瞳孔與耀點(diǎn)組成的向量與屏幕注視點(diǎn)之間的映射函數，然后通過(guò)檢測瞳孔耀點(diǎn)向量的變化量，實(shí)時(shí)跟蹤出人在屏幕中所凝視的興趣點(diǎn)。遺憾的是這個(gè)映射函數對于頭的位置是非常敏感的，如果在觀(guān)測期間頭的位置發(fā)生大的變化，精度就會(huì )急劇下降。不過(guò)，可以采用一種頭部動(dòng)態(tài)補償模型，通過(guò)兩個(gè)相機對頭部的三維定位，然后采用算法實(shí)時(shí)更新這個(gè)映射函數，這樣就能保證在頭部自由移動(dòng)的情況下仍能達到較好的跟蹤效果。

3d視覺(jué)跟蹤系統

首先將眼睛看成一個(gè)眼球模型，通過(guò)相機拍攝獲得的眼睛圖像中的瞳孔和耀點(diǎn)信息重構出人的視線(xiàn)軸（即人所注視的方向），然后用此軸與3D屏幕相交，得到正在關(guān)注的注視點(diǎn)。

由于這個(gè)視線(xiàn)軸的方向與頭部的位置變化是相對獨立的，因而能很好的解決2D模型中頭部位置不能變化的限制，保證了在自由頭動(dòng)的情況下仍能達到很好的跟蹤精度。

使用瞳孔和角膜反光圖像來(lái)估計視線(xiàn)的方向是常用的比較精確的方法 ,在已經(jīng)開(kāi)發(fā)出的視線(xiàn)跟蹤儀原型或者商品中很常見(jiàn)。使用合適的標定程序 ,這些眼睛跟蹤器可以測量空間中一定

位置處三維表面上的觀(guān)察著(zhù)的“注意點(diǎn)”。目前 ,研究的方向集中于精確的、魯棒的檢測和方便容易的標定。

眼動(dòng)追蹤技術(shù)的主要模塊

校準模塊

由于視網(wǎng)膜中心不完全在眼球幾何軸線(xiàn)上，所以視線(xiàn)方向與眼球光軸存在一定的夾角。視線(xiàn)方向與眼球光軸在水平方向夾角大約為5度，左眼為5度，右眼為-5度，豎直方向夾角大約為1.5度，不同的使用者之間最大存在3度的差異，所以使用時(shí)需要標定其kappa角：具體步驟如下：

1）使用者注視屏幕上固定點(diǎn)Pe，同時(shí)根據上一過(guò)程計算出光軸方向OP0。

2）連接眼球中心O和固定點(diǎn)Pe，得出視線(xiàn)方向OPe

3）分別求出視線(xiàn)和光軸兩直線(xiàn)的方位角

當眼睛注視各點(diǎn)時(shí)，測量相應的瞳孔與光斑間位置相對偏移量，然后確定眼睛轉動(dòng)引起的注視點(diǎn)變化與偏移量間存在的映射關(guān)系。

由于人眼形狀，大小，結構，存在個(gè)體差異，眼睛球面上的點(diǎn)在攝像機參照系中的投影點(diǎn)位置和眼睛轉動(dòng)角度之間存在非線(xiàn)性關(guān)系，并且視線(xiàn)估計方向與真實(shí)視線(xiàn)方向有模型誤差，所以視線(xiàn)跟蹤系統需要校準環(huán)節。

在開(kāi)始記錄眼動(dòng)數據前，用戶(hù)將首先進(jìn)行校準過(guò)程。在此過(guò)程中，眼動(dòng)軟件系統會(huì )測量用戶(hù)眼睛的特征并利用這些與內部的眼球模型結合計算凝視數據。此模型包含了眼睛不同部分（如角膜，中央窩位置等）的形狀，光線(xiàn)折射與反射信息。在校準過(guò)程中，用戶(hù)需要觀(guān)察屏幕上特定位置出現的點(diǎn)，此點(diǎn)被稱(chēng)為校準點(diǎn)。在此期間，眼動(dòng)儀會(huì )對采集到的幾幅眼睛的圖像進(jìn)行分析。然后分析的結果信息會(huì )與眼球模型結合并計算出每幅圖像的凝視點(diǎn)。在校準過(guò)程中用戶(hù)不需要將頭部完全保持靜止，只要令視線(xiàn)的焦點(diǎn)跟隨移動(dòng)的校準點(diǎn)移動(dòng)即可。在校準時(shí)眼動(dòng)儀會(huì )使用明瞳和暗瞳兩種方式進(jìn)行測試以識別最適合當前光線(xiàn)條件和用戶(hù)眼睛特征的追蹤方式。

在標定過(guò)程中 , 用戶(hù)被要求將自己的注意點(diǎn)凝視在屏幕上一些已知的目標上 , 從而獲得一個(gè)對應點(diǎn)的集合。

圖像采集

圖像采集模塊將來(lái)自一個(gè)或者多個(gè)傳感器的輸入信號轉換成某種適合的信號模式。通常 ,使用紅外照相機拍攝一副眼睛的圖像 , 并抓取適當解析度 ,比如 640 ×480的圖像。為了減少噪聲和處理代價(jià) , 也可以選擇生成更小的圖像。

另外 ,對于特殊硬件的系統 ,圖像采集模塊負責將視頻信號拆解開(kāi) ,分別生成亮瞳孔和暗瞳孔圖像。

明瞳追蹤，即光源與成像設備在同一條光學(xué)路徑上，使瞳孔出現發(fā)亮的效果(這與相片中出現的紅眼現象相同)；

暗瞳追蹤，即光源放置在成像設備較遠的位置(不在同一條光學(xué)路徑上)，產(chǎn)生瞳孔比虹膜暗的效果（明顯的對比）。

通常 ,紅外光源的軸線(xiàn)和照相機鏡頭同軸時(shí)會(huì )產(chǎn)生亮瞳孔效應 ; 反之 , 在兩者不同軸時(shí) , 瞳孔比眼睛的其他部分更暗一些。

紅外光源

瞳孔和虹膜之間的分界線(xiàn)并沒(méi)那么清晰，為了提高這一步的精準度，交替用不同方位的光源向人眼發(fā)出近紅外線(xiàn)，然后在每?jì)蓭噜彽膱D像中，獲取用戶(hù)暗淡的瞳孔，從而更清晰地“摳”出瞳孔，再計算瞳孔的質(zhì)心和形狀等參數。

之所以要用近紅外線(xiàn)，是因為人眼無(wú)法察覺(jué)到，不至于晃眼，影響用戶(hù)。這些光束很弱，只要研究者按照眼動(dòng)儀說(shuō)明書(shū)上指示的距離安排用戶(hù)就坐（比如離眼動(dòng)儀60cm以上），用戶(hù)即便在工作的眼動(dòng)儀前待8個(gè)小時(shí)也不會(huì )有放射性危險。

眼圖處理

該模塊基于數字眼動(dòng)視頻對眼球圖像進(jìn)行處理。從采集到的眼圖中提取瞳孔中心坐標和角膜反射光斑中心坐標。首先，探測瞳孔輪廓以及獲得特征點(diǎn)，然后驗證擬合瞳孔輪廓，確定瞳孔中心坐標。由于瞳孔中心坐標是后續工作的基礎，因此在該系統中，尤其是瞳孔中心坐標的提取環(huán)節，定位算法的優(yōu)劣將直接并嚴重影響整個(gè)眼動(dòng)跟蹤系統的精確度。同時(shí)還要對眨眼或眼瞼遮蔽瞳孔的情況作處理。

瞳孔定位

為了確定瞳孔和角膜高光的位置 , 首先使用紅外照相機拍攝眼睛的圖像 ,然后對紅外圖像進(jìn)行分割 , 并對得到的眼睛各部分進(jìn)行分析參數化。通常 , 先對眼睛圖像進(jìn)行灰度化處理 , 然后使用閾值的方法或者搜索眼睛圖像中的連通區域的方法實(shí)現對瞳孔的檢測。

在檢測到候選瞳孔后 , 使用人體測量學(xué)的方法對瞳孔進(jìn)行確認。然后對瞳孔進(jìn)行參數化處理,以消除睫毛、下眼皮和普金野圖像等對瞳孔區域的覆蓋而產(chǎn)生的影響。雙橢圓擬和方法可以很好地消除這些噪聲。

首先要大致確定出瞳孔中心點(diǎn)的位置和瞳孔半徑，進(jìn)行瞳孔粗定位，為下一步精確計算瞳孔中心坐標提供基礎。在粗定位瞳孔的基礎上，檢測瞳孔邊緣，然后擬合瞳孔輪廓，最終確定瞳孔中心的精確位置。

眼動(dòng)追蹤技術(shù)對VR的作用

我們很容易看到眼動(dòng)追蹤對VR頭顯的作用。顯而易見(jiàn)的是，它可以大幅度提高頭顯性能，支持頭顯自動(dòng)化調整，并且提供更詳細的分析。不太明顯的是，它可以改善用戶(hù)界面并實(shí)現新的交互水平。

提高頭顯性能

眼動(dòng)追蹤最為直接和最有前景的作用是，通過(guò)注視點(diǎn)渲染來(lái)提高設備的性能。盡管我們無(wú)法感知這一點(diǎn)，但實(shí)際上人眼只在注視點(diǎn)區域以高分辨率渲染真實(shí)世界影像。其余部分只是模糊的輪廓，紋理和顏色，而我們的大腦則以更清晰的細節進(jìn)行“填充”。

注視點(diǎn)渲染依靠這個(gè)概念來(lái)減少VR體驗的整體像素數量。系統只會(huì )以全分辨率呈現用戶(hù)注視點(diǎn)區域內的內容，并略微降低外圍視覺(jué)的內容質(zhì)量，同時(shí)在你轉移注視點(diǎn)時(shí)迅速重新調整。

盡管這項技術(shù)不僅只是可以作用于配備眼動(dòng)追蹤的頭顯，但眼動(dòng)追蹤技術(shù)確實(shí)可以令注視點(diǎn)渲染變得更加高效和準確。

注視點(diǎn)渲染的真正價(jià)值在于它可以將GPU負載降低30％到50％。這意味著(zhù)低端頭顯也能夠運行對性能要求十分苛刻的VR內容。這同時(shí)意味著(zhù)頭顯可以設計成更小更便攜，提高續航能力，以及在更低帶寬下實(shí)現更高的保真度和幀速率。這對內容創(chuàng )作者而言都是好消息。

頭顯自動(dòng)調整

眼動(dòng)追蹤也可以用來(lái)自動(dòng)調整頭顯的設置。掃描用戶(hù)眼睛并立即加載他們的虛擬角色，更重要的還有調整瞳孔間距離（某人眼睛之間的距離）。

自動(dòng)調節意味著(zhù)用戶(hù)可以減少調節IPD時(shí)的猜測，并且可以為用戶(hù)眼睛提供優(yōu)化的圖像。換句話(huà)說(shuō)，創(chuàng )作者無(wú)需付出太大努力畫(huà)面就會(huì )變得越來(lái)越好。

精確的分析

今天，沉浸式內容的熱圖分析依賴(lài)于你所面向的方向，而不是說(shuō)你的注視點(diǎn)位置。除了準確了解用戶(hù)的位置外，你還可以通過(guò)追蹤瞳孔來(lái)測量用戶(hù)的參與度。當我們看到自己喜歡的東西時(shí)，瞳孔就會(huì )擴張。這種微小的變化也可以用來(lái)檢測情緒和精神壓力。

這種洞察力可以幫助我們制作更好，更有吸引力的故事，甚至根據用戶(hù)行為提供個(gè)性化的敘述。

更自然的用戶(hù)界面

今天我們主要是通過(guò)不自然的行為來(lái)控制體驗。轉動(dòng)頭部，令光標指向我們想要前往的位置，然后點(diǎn)擊控制器進(jìn)行傳送。我們的頭部成為了一個(gè)導航體驗的笨重光標。對于大多數曾經(jīng)用這種方式進(jìn)行游戲的人來(lái)說(shuō)，你應該都明白這種不自然的方式是多么地令人感到沮喪。

眼動(dòng)追蹤可以將這個(gè)四步過(guò)程分為兩步：看，點(diǎn)擊。這意味著(zhù)VR中的每一次交互都會(huì )更加自然，更加流暢，速度更快，學(xué)習曲線(xiàn)更短。

全新的交互水平

在敘事VR中，沉浸感的其中一個(gè)規則就是眼神交流。

一般會(huì )經(jīng)常要求受訪(fǎng)者在采訪(fǎng)時(shí)直接看著(zhù)攝像頭，從而與觀(guān)眾進(jìn)行“眼神交流”，就如同一位好的對話(huà)者會(huì )與聽(tīng)眾建立眼神交流那樣。即使是預定的，但這仍然有助于建立一種臨場(chǎng)感。眼動(dòng)追蹤可以令這一點(diǎn)變得更具交互性和逼真。這有可能以數種形式出現，包括注視激活的體驗和注視敏感的體驗。

注視激活的體驗意味著(zhù)觀(guān)眾可以通過(guò)盯著(zhù)某件事物來(lái)觸發(fā)行為。只有當你看著(zhù)他們的時(shí)候，他們才會(huì )開(kāi)始說(shuō)話(huà)。這可以更容易地確保觀(guān)眾不會(huì )錯過(guò)重要的時(shí)刻，并為他們提供更好的控制。

除了注視激活的體驗外，眼動(dòng)追蹤還可以通過(guò)更自然的社交互動(dòng)來(lái)實(shí)現基于注視敏感的交互度。我看著(zhù)別人，他們也看著(zhù)我。我轉身走開(kāi)，他們也轉身離去。

眼動(dòng)追蹤還可以使VR體驗中的角色帶來(lái)更逼真的面部表情：眨眼，揚眉。根據用戶(hù)的眼睛活動(dòng)，這甚至可以觸發(fā)不同的劇情。

眼動(dòng)追蹤技術(shù)的其它應用領(lǐng)域

眼動(dòng)跟蹤技術(shù)可提供人與機器更加方便、快捷、自然的交互方式。在航空飛行中，飛行員通常使用儀表、平面顯示器以及更為先進(jìn)的頭盔顯示器來(lái)接收信息，實(shí)現對目標的動(dòng)態(tài)鎖定。當飛行員頭部轉動(dòng)時(shí)，光電設備或電磁設備能實(shí)時(shí)記錄并計算出飛行員頭盔的角度來(lái)調整視野范圍，并自主跟蹤目標，實(shí)現視景顯示與目標跟蹤的隨動(dòng)。但在高過(guò)載條件下，轉動(dòng)頭部十分困難，還易損傷頸部。使用眼動(dòng)跟蹤技術(shù)的頭盔，能夠用眼睛轉動(dòng)代替頭部轉動(dòng)，通過(guò)實(shí)時(shí)測定飛行員眼睛瞄準線(xiàn)的方向，觀(guān)瞄系統能更加快捷地跟蹤、鎖定目標，從而提高飛行員的反應速度。目前，眼動(dòng)跟蹤技術(shù)作為頭盔瞄準具的重要功能模塊，已經(jīng)在新一代戰斗機、新型飛行員頭盔中投入使用。

飛行員或航天員需要操作和管理復雜的控制系統，在執行重要任務(wù)時(shí)，既要用眼睛觀(guān)察周?chē)h(huán)境，又需要細致地注視控制系統完成精確的控制動(dòng)作。利用眼動(dòng)跟蹤技術(shù)能夠評估飛行員或宇航員在操作時(shí)如何分配注意力，讀懂人與機器互動(dòng)的“習慣”，可以更加科學(xué)地設置儀表、屏幕、按鈕等顯示和控制系統，實(shí)現最佳的人機交互效果。

此外，眼動(dòng)跟蹤技術(shù)還可應用于心理學(xué)、醫學(xué)、產(chǎn)品測試、體育運動(dòng)、汽車(chē)駕駛等多個(gè)領(lǐng)域。例如：利用眼動(dòng)跟蹤技術(shù)探索人在信息獲取過(guò)程中的心理活動(dòng)和心理現象；監控汽車(chē)駕駛員的眼睛運動(dòng)情況，防止疲勞駕駛；通過(guò)跟蹤眼睛視線(xiàn)向計算機輸入對應的數據或發(fā)送指令，從而控制電腦的操作系統，幫助只能控制眼睛肌肉的重度殘疾者進(jìn)行控制、通信、 娛樂(lè )等。

另外，在智能手機、計算機、具有人機交互功能的家用電器、游戲等領(lǐng)域，眼動(dòng)跟蹤技術(shù)能夠解放雙手，通過(guò)“眼神”來(lái)操作相應的系統和設備。