Pupil Labs：重新定义人机交互的视线追踪技术

关键词：Pupil Labs、眼动追踪、Neon、Pupil Core、计算机视觉、科研工具、人机交互

一、引言：视线是连接人脑与计算机的关键通道

随着人机交互界面从鼠标键盘向自然感知迁移，**眼动追踪（Eye Tracking）**逐渐成为人工智能、神经科学、用户研究、AR/VR 等领域的重要工具。而在这其中，德国柏林的创业公司 Pupil Labs，凭借其开放式设计、模块化硬件和可编程软件栈，正在成为研究者和开发者眼中的核心选择。

Pupil Labs 提供的视线追踪系统不仅支持高精度的追踪和实时数据输出，更强调可定制性与科研级开放性，在全球数千所科研机构中被广泛采用。

Pupil Labs

二、Pupil Labs 主要产品概览

1. Pupil Core：模块化开源眼动追踪系统

Pupil Core 是一款双眼 + 世界视角的可穿戴眼动追踪设备，具备以下特征：

• 眼动相机 + 场景相机组合：支持实时视线矢量投影
• 开放式API（Python）：便于开发者实现实时数据处理、事件标注等
• 支持Windows/Linux/macOS：跨平台兼容
• 科研常用集成：可与Unity、MATLAB、OpenCV等工具链结合

应用场景

• 认知科学实验
• 视觉注意力研究
• UI/UX 可用性测试
• 运动训练与行为分析

2. Pupil Invisible：面向自然实验的隐形追踪解决方案

Pupil Invisible 是为自然环境下的“无感追踪”场景设计的轻便设备，采用眼镜式外观，用户几乎无法察觉到设备的存在。

特点：

• 无需校准
• 轻量化设计（小于40克）
• 集成AI推理模型进行眼动估计
• 支持云同步与边缘计算

适用于：

• 教育观察（如学生注意力分析）
• 医学训练（如外科手术流程观察）
• 商业分析（如零售体验路径研究）

3. Neon：AI驱动的下一代模块化追踪设备

Neon 是Pupil Labs于2022年底发布的新一代产品，其核心模块封装了：

• 高速眼动相机
• 广角场景相机
• IMU传感器
• AI模型：NeonNet（用于视线预测）

配合不同场景下的定制化眼镜框架，Neon 能够实现更灵活的佩戴与适配，广泛用于工业训练、儿童研究等新兴应用领域。

三、Pupil Labs 的软件生态

Pupil Labs 在硬件之外，更提供了完整的软件支持：

• Pupil Capture / Player：用于实时数据捕捉与可视化回放
• Pupil Cloud：支持多人远程协作与自动数据同步
• SDK（Python）与API：支持数据流访问、事件控制、标注系统等功能

此外，用户可以将设备数据与 OpenCV、PyTorch、Unity 等工具链进行集成，构建复杂实验逻辑或实时视觉交互系统。

四、技术原理简析

Pupil Labs 的眼动追踪主要采用以下技术路线：

• IR反射+瞳孔检测：通过红外光源提升在不同光照下的稳定性
• 3D视线估计：基于双眼与场景相机视角实现空间定位
• 深度学习回归：NeonNet等模型可通过数据驱动建模个体差异，减少校准流程

这使得其产品可在无需冗长初始化的前提下，实现快速部署与高精度数据获取。

五、Pupil Labs 在科研与工业界的应用实例

• 东京大学：用于认知心理实验中的注意力研究
• 波士顿儿童医院：用于分析儿童自闭症患者的视线模式
• 宝马集团：用于工业员工装配流程的行为捕捉
• 消费电子厂商：在AR眼镜设计中进行人因工学测试

六、总结：为开发者和科研人员打造的“眼动平台”

Pupil Labs 不仅是眼动追踪的硬件制造商，更是一个支持开发、研究与创新的生态平台。它鼓励用户探索、修改、扩展，并将设备作为“数据入口”，连接AI模型、实验流程与人机交互界面。

在AI视觉、人类行为理解、HCI 设计等新兴交叉学科中，Pupil Labs 的工具为探索“人类注意力”打开了新的可能。