极客深度 | 智能手机上的「眼球革命」从此以后

从此以后，当你对着手机一颦一笑一皱眉时，手机都会更懂你。

除了解锁手机，你的这张脸还有哪些作用？

伴随 iPhone X 发售，2017 年面部识别成为很多人关注的话题。你的脸越来越重要，它在替代曾经的指纹，让你解锁手机、进行支付，甚至玩有趣的 Animoji。

但从方便程度上来说，人脸识别和过去的指纹识别相比并没有太多提升，面对戴口罩、双胞胎等情况时甚至更不方便，可为何却有彻底取代指纹之势？是什么让人脸越来越重要？因为更好玩？或者更安全？或者其它原因？

这是个有趣的问题，但苹果在 iPhone X 上开始使用 Face ID，并为此不惜在额头添加「刘海」时，目的可不仅仅只是让你解锁或是好玩。也许你没有意识到，当生物验证方式从手指转移到人脸时，我们正踏上一条运用眼球、面部等多维度生物特征的新阶段。

不为人知的眼球「妙用」

最近外媒「quartz」曝出一项有趣的「防止手机被偷窥」技术，这项技术由 Google 开发：当你使用手机时，摄像头能够识别出周围谁在「偷窥」，并给偷窥者打上「吐彩虹」的表情，而且不需手机联网就能实现这一功能。

这一将眼球追踪和 AI 图像识别技术结合的功能，意味着手机摄像头不仅仅可以捕捉面部信息，同时也在捕获我们每个人的注意力。从前我们看手机的单向交互，正在变成手机和我们互相注视的双向交互，你可能没有注意到的眼球追踪，将有可能变化出非常多样的新能力。

眼球追踪的运用方式多种多样，防偷窥只是其中之一。人们很早就注意到除了手指外，人眼是另一个有机会「控制」设备的重要器官。今年八月极客公园曾经和大家介绍过，在微软的系统更新中，为了让那些患有 ALS（脊髓侧索硬化症）的用户方便使用，在 Win 10 系统中增加了用眼球直接「操纵」电脑的特性，通过眼球，就能进行包括左键单击、左键双击、右键单击以及取消的基本操作，这些身体不便的人可以用眼睛「打字」，甚至可以「滑动输入」，这一切都是源于人们长久以来对眼球追踪技术的探索。

从电脑到手机的变革，我们看到了越来越强的处理器和越来越丰富的感应元件加入，而伴随 AI 图像识别以及深度学习的能力提升，手机+眼球追踪具有了更丰富的想象空间。

「对眼球追踪能够了解用户注意力的重点及变化，从而完成一系列基于注意力分析的复杂任务，例如广告精准投放、在线教育学生状态分析等应用都可以实现。」Face++工程师告诉极客公园，利用人工智能的分析能力，摄像头捕捉到的用户注意力以及表情动作将有多种多样的用法，比如在和他人聊天的过程中，当出现有意思的信息而捕捉到人的开心情绪时，输入框可以立即提供一个「??」的表情供用户发送出去。

想象一下，当你在手机上观看视频时，注意到视频中出现的某个手机，或者某个汽车，你的眼睛也许盯着看了很久，通过摄像头捕捉到的信息，在视频中途的广告时，你也许会看到这些你感兴趣的产品推荐。或者当你再看《动物世界》时，你盯着自己感兴趣的动物看时，就会立刻为你推送一条关于这个动物的百科资料或是趣闻，这一切都正随着眼球追踪技术和 AI 图像识别技术的发展变成现实。

教学场景的眼球追踪运用也很令人期待。我们很多人上学时也许都遇到过注意力不集中的情况，这并不是不爱学习，注意力集中的时间是有限的，有时候是需要休息，有时候要改变节奏。在传统课堂中，老师对于班级的同学可以「一览无余」，然后控制自己的讲课内容速度，但互联网海量知识内容的体系化，让越来越多人开始适应并习惯手机、平板等线上教学形式，但注意力如何集中的问题却不能很好解决。

在手机上对每个人面部和眼球进行追踪与分析，能获取到当前上课时的注意力情况，还有学生们的情绪反应，这样既能够及时调整课堂节奏，同时还能更好在线上互动，在今年八月，沪江网 HILL 实验室（Hujiang Intelligent Learning Lab）就带来了名为「堂果」的试验项目，通过手机摄像头捕捉到的学生注意力和情绪信息，老师们将能像传统课堂那样更好控制教学节奏，提升效率，在一个上万人甚至数十万人的线上课堂中，这一方式将对教学方式做出变革。

掀起感官交互变革

眼球追踪在手机上的成熟应用，离不开各项技术的成熟。

目前眼球追踪的实现手法有三种，但相关技术原理差别不大。Face++工程师告诉极客公园，手机前置摄像头可以根据用户眼球和眼球周边的特征变化进行跟踪，对捕捉到的人眼视线方向进行估计，计算并返回双眼眼球中心位置坐标，以及双眼视线方向向量，实现对人眼视线的追踪。包括前面提到的 Google 的方式，都是这种方式。这种方法的优势在于对设备要求不高，劣势在于黑暗当中前置摄像头会受到很大影响从而无法理想工作。

第二种和第三种，都选择利用虹膜追踪。不同的是，一种通过投射红外线等光束到虹膜来提取信息。后一种根据虹膜角度变化，进行被动追踪。目前在手机上使用虹膜识别的并不多，因此没有出现多种多样的应用，但利用红外线追踪虹膜的优势将能够在夜间更好追踪眼球信息，这也许会是未来手机的一个新方向。

不过，尽管视觉追踪技术为我们展现了人的眼睛和屏幕的全新交互，这其中仍然具有相当大的挑战。将技术上的可能变成实用的生活场景，这其中也有过失败的尝试，曾经在三星 Galaxy 手机上出现的眼球控制屏幕滑动的功能，就因为技术和体验的不一致而沦为鸡肋。

眼睛是注意力的焦点，不论手机、电脑、平板还是 VR、AR 等设备，几乎都离不开两个重要器官的参与：手和眼。在智能手机上，iPhone 开启了关于手指交互的全新维度，你可以双击放大，双指捏合缩小，滑动、点按等多种操作，这是触觉所能实现的多种可能。

人脸上包含的视觉、嗅觉、味觉等多种维度交互，现在正从面部识别开始一步步进化，眼睛不仅反映我们的注意力变化，还拥有人人各异的独特生物特征，毫无疑问，它的利用，将会进一步改变我们的生活。

从此以后，当你对着手机一颦一笑一皱眉时，手机都会更懂你。

编辑：Rubberso