看你的“眼色”

说起来，灵长目动物中，只有人类有着黑白分明的眼睛，“如白水银里养着两丸黑水银”。青眼白眼干瞪眼，笑眼飞眼眨巴眼，眼光如豆心明眼亮眉来眼去……光是眼睛自己的表情，就可以洋洋洒洒写上一大篇。

人们能够很好地识别别人的眼色，有些小动物也有这种能力。一个眼神就可以让人理解自己的目的，这比在计算机上啰里啰嗦敲出一大堆文字更好。要是让计算机也能够通过视线来控制，将会省下许多工夫。不仅残疾人可以更加方便地使用电脑，而且当飞行员、驾驶员或者外科医生等腾不出手来时，也可以容易地获得他们需要的信息。

早在19世纪，人们就已经发现，视线并不是平滑移动的。它更像在跳跃，在短暂的、大约只有0.1秒的注视后，从一个点跳跃到另一个点。其过程就像是站在同一个地方对着不同方向拍了几张照片，然后再把它们拼成一张更大更全的照片一样。大脑会帮我们把这些图像拼合起来，使我们觉得视线是平滑运动，而感觉不到视线的跳跃。

这一发现，暗示了使用视线来控制机械设备的可能性。那么，如何确定视线瞄准的位置——对计算机来说，就是光标的所在位置——成了最迫切的需求。从19世纪70年代开始，人们尝试过使用各种各样的方法，甚至包括可以覆盖在眼球表面的金属薄片。迄今，人们已经有了不少方法来判断瞳孔的位置，进而模拟计算出视线落在屏幕上的精确点。成本最低的方法之一是使用家用摄像头：首先通过面部器官的分布特征来定位面部的位置，然后利用虹膜的瞳孔颜色差计算出瞳孔的位置，再根据距离计算出瞳孔中心指向的屏幕位置。这就像是瞳孔中心射出一道激光束，这道光束在屏幕上的落点，就是用户注视的焦点。

在计算机和图像处理技术的帮助下，20世纪70年代以后，视线跟踪技术迅速发展起来。2000年5月，斯坦福大学完成了一项使用眼动仪跟踪用户使用网页行为的研究，以此拉开了使用视线跟踪来分析用户浏览行为的序幕。现在，眼动仪作为一种常用的跟踪和分析设备，在使用计算机、浏览网页方面，已经广泛应用于用户体验的研究中。然而，眼动仪更多地是做为一种记录设备而不是操作设备而存在，它对于视线焦点的位置，仅仅是记录而已。

2002年5月，英国伦敦帝国大学开发了一种叫做“眼标”的全新设备，可以使用视线来控制鼠标指针：当用户注视某个点超过1秒时，就当做执行了一次单击。随着技术不断发展，到2009年5月，英国蒙特福德大学的研究者们让四肢瘫痪者也可以用眼睛来控制电脑了：这些患者不仅可以浏览网页，甚至还可以玩像《魔兽世界》这样的复杂3D游戏。蒙特福德大学开发的这种系统在屏幕边缘设置了两个近红外线摄像头，以此来精确区分瞳孔和虹膜部分——通过两个近红外线摄像头来获取图像的位置差，得以将瞳孔的位置定位得更加精确。借助为这套系统特制的软件，使用者可以将注视、视线移动等动作都标记为相应的功能，就像我们给鼠标设置更多的专用快捷键，或者使用鼠标手势来打开新网页一样。

现在市场上已经有了一些使用这种技术的计算机控制设备，成本最低的只需要一个专用软件和一个摄像头就可以完成，精确度可以达到0.5厘米之内。对于一般使用来说，这样的精确度已经够用——单击屏幕上的按钮，并不需要精确到单个像素级别。

德国夫琅和费协会下属的、位于德累斯顿的光电微系统研究所打算更进一步推出将摄像机和屏幕结合在一起的设备。他们尝试将CMOS（互补金属氧化物半导体，Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Transistor）像素和OLED像素交错放置，以开发出一种可以佩戴的、可以使用视线控制的新型显示器。很明显，和传统那种摄像头和屏幕分离的设备相比，这种产品拥有更多的优越性。

在我们的手机摄像头中，绝大部分使用的是CMOS感光器件。这种感光器件和相机使用的CCD（电荷耦合器件，Charge Coupled Device）感光器件之间最大的区别，是每个像素自带信号放大转换器。它比CCD省电，成像效果却往往不如CCD好，但对于视线跟踪来说，也算是够用了——毕竟家用摄像头上，用的也是CMOS。再加上OLED来作为显示装置，当你看着这块屏幕，屏幕同时也在看着你。终于，我们可以和显示器“大眼瞪小眼”了。

光电微系统研究所的设计人员首先制作了一块均匀分布了CMOS像素的芯片，然后在其上再沉积一层OLED，连接好电路，封装在透明薄膜中，一个能够知道你在看着哪里的显示器就此诞生。

考虑到OLED可以制作成透明显示器——在2010年的国际消费电子展上，观众就看到了14英寸透明屏幕的三星笔记本电脑——也许德国开发的这种显示设备最终会以太阳镜的外观出现在我们面前。虽然它不太可能完全替代现有的计算机输入装置，但是用来做一些简单的控制，比方说控制随身电子设备的音量或者控制电影的播放，应该会是最合适的选择。

不过，这种设备近期还看不到上市的希望。现在这种显示屏只达到了320×240的分辨率，而CMOS像素的数量也严重不足。相对技术问题而言，这些指标上的问题更好解决一些，如果有电子消费品大厂家对这种显示器感兴趣的话，我们将有可能在两三年后的电子产品展会上看到它，然后再过两三年，就可以真正从商店中买到了吧。