什么是眼球跟踪？
眼球跟踪是测量眼球运动的过程，通常是为了确定某人在看什么（或看什么），也称为“注视点”。眼睛跟踪设备，如 EyeLink 1000 Plus 来自多个学科的研究人员利用这些信息来深入了解人们在执行任务时选择处理哪些类型的信息。例如，对我们如何处理语言感兴趣的心理学家记录了我们在阅读文本时的眼动。其他研究人员可能对我们在判断面部情绪时的表情感兴趣。你可以在我们的特色文章博客 除了跟踪凝视之外，现代眼球跟踪器还可以提供其他有用的测量方法，例如瞳孔大小（用于瞳孔测量研究) 和闪烁频率。
眼睛跟踪器是如何工作的？
过去几十年来，最大的技术变革之一是几乎普遍采用基于视频的眼球跟踪技术作为首选技术。全部的 SR Research EyeLink 系统采用基于视频的眼球跟踪，就像大多数其他商用眼球跟踪仪一样。那么基于视频的眼睛跟踪器究竟是如何工作的呢？
所有基于视频的眼睛跟踪的核心是一个（或多个）摄像头，它可以拍摄眼睛的一系列图像。两者 EyeLink 1000 Plus 和 EyeLink Portable Duo 使用能够每秒拍摄多达2000张双眼图像的单摄像头。在拍摄眼睛图像的3 ms内 EyeLink 系统计算出参与者在屏幕上看什么，并将这些信息传递回控制刺激呈现的计算机。那么这是怎么做到的呢？眼球跟踪软件使用图像处理算法在眼球跟踪相机发送的每幅图像上识别两个关键位置——瞳孔中心和角膜反射中心。角膜反射只是固定光源（红外照明器）的反射，该光源位于相机旁边，如下图所示。
瞳孔角膜反射（P-CR）眼跟踪
当眼睛旋转时，相机传感器上瞳孔中心的位置发生变化。然而，（当头部稳定时），角膜反射（CR）的位置在相机传感器上保持相对固定（因为反射源不会相对于相机移动）。下图显示了当一只眼睛向前看，然后旋转到一边，然后再旋转到另一边时，相机看到的内容。如您所见，CR的中心保持在大致相同的位置（就相机像素坐标而言），而瞳孔的中心移动。
如果眼睛在空间中完全固定，只是围绕自己的中心旋转，那么仅在相机传感器上跟踪瞳孔中心的变化就足以确定凝视的位置。实际上，在一些头戴式或基于“眼镜”的眼睛跟踪器中，仍然可以使用仅瞳孔跟踪，无论头部如何移动，相机和眼睛之间的关系都保持相对固定。然而，对于台式或远程眼睛跟踪器，即使头部使用下巴/前额垫进行稳定，也无法防止头部（相对于眼睛）的轻微移动，并且这些头部移动将改变眼睛跟踪摄像头传感器上瞳孔的位置。下图显示了当头部从一侧到另一侧轻微移动时，从相机看到的眼睛视图。
角膜反射为什么如此重要
如你所见，在这种情况下，瞳孔*和*角膜反射都会在相机传感器上移动。那么，眼睛跟踪器如何区分由眼睛旋转引起的摄像头传感器瞳孔位置变化和由头部运动引起的瞳孔位置变化呢？关键的是，随着头部的移动，瞳孔中心和角膜反射中心之间的关系保持不变，而当眼睛旋转时，这种关系就会改变。现代基于视频的眼睛跟踪器利用瞳孔CR关系中的这种差异来补偿头部运动。在“瞳孔CR”跟踪中，CR位置的变化基本上是从瞳孔位置的变化中“减去”的，因此可以消除由于眼睛真正旋转而导致的相机传感器上瞳孔中心的移动与由于头部位置移动而导致的相机传感器上瞳孔中心的移动之间的歧义。
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