Et nyt system efterligner det menneskelige øjes fokusaktivitet

Med aldring følger forringet syn. På SIGGRAPH 2018, deltagere vil have chancen for at teste et nyt beregningssystem, der effektivt efterligner den naturlige måde, det menneskelige øje korrigerer fokus på, specifikt mens du ser objekter, der er tættere på i stedet for længere væk.

Denne særlige manglende evne til at fokusere klart på nærliggende objekter kaldes presbyopi, og alle kan have en varierende grad af dette problem, efterhånden som de bliver ældre. Et hold af Stanford University-forskere har udviklet et system, der automatisk korrigerer denne mekanisme. Døbt autofokaler, systemet efterligner eksternt øjets naturlige akkommodationsrespons ved at kombinere data fra eye trackers og en dybdesensor, og driver derefter automatisk fokusjusterbare objektiver. Selvom der er en række muligheder for synskorrektion til at løse dette problem, de fleste løsninger, til dato, mangler at give brugerne den naturlige synskvalitet af deres ungdom.

"Mange presbyoper har haft tid til at vænne sig til deres rettelser, gennem progressive linser, monovision, etc., men de brugte stadig størstedelen af ​​deres liv på at kunne fokusere deres øjne igen, " siger Nitish Padmanaban, hovedforfatter på studiet og elektroingeniør Ph.D. kandidat hos Stanford. "Vi vil gerne genoprette den oplevelse."

Padmanaban og samarbejdspartnere, herunder Robert Konrad, Ph.D. kandidat hos Stanford, og Gordon Wetzstein, assisterende professor i elektroteknik og datalogi ved Stanford, vil demonstrere Autofocals på SIGGRAPH 2018, afholdt 12-16 august i Vancouver, Britisk Columbia. Den årlige konference og udstilling viser verdens førende fagfolk, akademikere, og kreative sind på forkant med computergrafik og interaktive teknikker.

Bygger på tidligere fremskridt inden for området for automatiseret synskorrektion, Autofocals' fokusjusterbare briller til presbyopi-korrektion inkorporerer eyetrackers og et dybdekamera med en sensorfusionsalgoritme designet til i fællesskab og effektivt at gøre brug af begge i ét komplet system.

Holdet evaluerede Autofocals på 24 brugere, i alderen 51 til 81, på tværs af en række visuelle præstationsopgaver:synsskarphed (synets skarphed), kontrastfølsomhed, og bogstavmatchning. I denne indledende undersøgelse, brugere oplevede bedre synsstyrke på tættere afstande sammenlignet med monovision og progressive linsemetoder, uden at ofre 20/20 synsstyrke på nogen afstand. Monovision er brugen af ​​en kontaktlinse, der kun korrigerer afstandssyn på det ene øje, og en anden linse, der kun korrigerer nærsynet i det andet øje. Progressive linser er populære brilleglas, der tilbyder fokuskorrektion ved forskellige styrker og afstande. Foreløbige resultater indikerede også, at brugerne ikke oplevede en væsentlig forskel med hensyn til kontrastfølsomhed og bogstavmatchning, og flertallet følte, at prototypen virkede mere effektivt end deres egne korrigerende linser.

"Mens teknologien stadig er i sin tidlige fase, flere af de presbyoper, der har prøvet vores system, ønskede virkelig at have en fungerende version for sig selv, " bemærker Padmanaban. "Syn er så vigtig en følelse for os alle, at enhver forbedring tæller meget med hensyn til livskvalitet."

Ved SIGGRAPH-demoen, dem, der lider af alderssynethed, vil komme i gang med at kalibrere eyetrackerne på Autofocals-enheden, hvorefter de skal være i stand til blot at se sig omkring og få forskellige objekter automatisk i fokus. For yngre deltagere, et separat fokusjusterbart objektiv vil blive stillet til rådighed for dem, så de kan opleve en følelse af det problem, som Autofocals forsøger at løse.

I det fremtidige arbejde, forskerne kan udforske forbedring af eye-tracking-komponenten; specifikt, graver dybere i at udvikle en kalibreringsfri eller kalibrering-on-the-fly eye-tracking-funktion. Den nuværende brugeroplevelse indebærer nu, at man skal kalibrere eyetrackerne, hver gang enheden bæres, eller når de glider af brugerens ansigt, for eksempel. Andre forbedringer kunne foretages på selve enheden, med hensyn til design æstetik og praktisk brug.

"Man kunne forestille sig, at efterhånden som denne teknologi forbedres, " tilføjer Padmanaban, "du kunne have et enkelt par briller hele dit liv."