非穿戴式视线追踪系统也称遥测式、非侵入式系统，这种视线追踪系统不与使用者接触。其系统构成一般包括摄像机、光源、伺服机构等。非穿戴式系统的显著优点是对人的干扰性小，可以长期使用。但同时也带来了一些缺点，由于人和摄像机的距离不固定，使得后续图像处理的工作难度增大。例如，使用者头动过程中摄像机拍摄的图像质量不能始终得到保证，从而增加准确地定位眼球位置的难度。同时，由于头部的活动，视线检测的参照系就不能选择头部，而头部的每一个姿态都涉及将视线换算到指定参照系的问题，影响了系统的精度。

1.QuickGlance2系列

它是由美国EyeTech Digital Systems公司研发的桌上遥测眼动跟踪系统，是其目前最高端的产品，如图3.7所示。该系统是鼠标的替代产品，它采用红外主动光源，无需与人接触，红外光源波长控制在800～1000nm，对人眼照度控制在每平方厘米不超过0.5mW。

该系统的视线追踪精度为1°，但它要求使用者的眼睛不能离开摄像机视野范围，即人头不能有大范围晃动，只能保持在一个有限的区域内。

该系统计算机可采用台式机或笔记本电脑（800MHz或更快），运行Windows98/XP及以上操作系统，需配置1394端口。

图3.7 QuickGlance2系列眼动追踪装置

2.EyeTechDigitalSystems-TM3^[21]

它是由EyeTech Digital Systems公司研发的一款便携式眼球追踪器，是桌面遥测式视线追踪系统，携带方便、易于安装、使用简便。系统如图3.8所示。

图3.8 EyeTech Digital Systems-TM3视线追踪系统

TM3系统硬件要求与QuickGlance2系列产品基本相同，要求计算机配备奔腾800MHz以上的处理器、一个1394端口、Windows98或WindowsXP系统、至少128MB的内存及至少50MB的磁盘安装空间。

TM3系统基于主动红外光源的亮暗瞳技术，产生角膜反射的光源采用由红外发光二极管构成的发光阵列，分为左右两个光源。红外光源波长控制在800～1000nm，对人眼的照度控制在每平方厘米不超过0.5mW。TM3系统的全部光学系统采用集成设计，使安装和调试过程都非常简便。

TM3系统的视线追踪精度为1°，但要求使用者的眼睛不能离开摄像机视野范围。即用户头部不能有大范围的移动，范围根据系统采用的摄像机视野的不同而不同，对于3S款的产品，使用者头部应尽量保持在一个6cm×6cm的有限区域内；对于3SH款的产品，活动区域大约为10cm×10cm。

TM3系统具备书写、浏览网页、计算机辅助设计、游戏等多种功能，适用于科研、娱乐、电脑辅助设计、残疾或功能障碍辅助等诸多领域。

3.ASLR系列眼动仪

目前，美国ASL公司高端的遥测式眼动追踪仪产品是R系列的R6型。作为一款高端的智能化视线追踪系统，可以检测并追踪各类人群的眼睛。该系统的采样输出频率是50/60Hz，视线检测采用瞳孔-角膜反射的原理，视线追踪精度为0.5°，对眼睛距离的要求为最小20in、最大40in，视觉范围为水平50°、垂直40°。ASL R6型遥测式眼动追踪仪如图3.9所示。

图3.9 ASL R6型遥测式眼动追踪仪

ASL Model 504^[17]也是美国ASL公司研发的一款眼球位置追踪系统，利用检测的视线来控制屏幕上的光标位置，也就是说眼睛注视屏幕的哪一个方位，光标就指向哪个位置。该系统的测量范围约40in，结合头部的动态追踪器，可以降低头部运动带来的影响。它可应用于虚拟实现等领域，产品如图3.10所示。

ASL Model 504系统采用瞳孔-角膜反射方法，视线追踪精度为0.5°，采样频率为50Hz、60Hz、120Hz及240Hz（最优情况），视线追踪范围为水平50°、垂直40°。

4.SmartEye系列眼动仪^[22]

Smart Eye AntiSleep2.0眼动仪是由美国Smart Eye公司设计和研制的一款眼动仪。其设计、成本及外形等方面都充分考虑了汽车行业的需求。系统使用一个标准的VCA级分辨率摄像头并配有红外闪光灯。摄像头和闪光灯采用一体化设计，外形小巧，也可根据需要分开安装。通过调节红外光源和滤光片的频率将外界光线的干扰降至最低，即系统提供的光源可以适用于驾驶过程中不同自然光照条件。

Smart Eye AntiSleep2.0眼动仪具有驾驶员头部模型自动初始化及视线方向初始校准功能，适用于所有的自然光照条件及驾驶员佩戴不同种类眼镜的情况，适用于不同年龄段、不同种族、不同性别的驾驶员。

Smart Eye AntiSleep2.0眼动仪可对驾驶员的头部位置、视线方向及眼睑运动进行检测，其采样输出频率为60Hz，头部位置检测精度为10mm，头部方向检测精度为3°，视线注视方向检测精度为10°，眼睑开合检测精度为2mm。头部位置（与正常驾驶位置相对的测量范围）：x方向200mm、y方向150mm、z方向200mm。头部方向（与正常驾驶位置相对的测量范围）：Theta：30°、Phi：20°、Psi：30°。图3.11所示为Smart Eye AntiSleep2.0眼动仪。

Smart Eye Pro 5.4[31，32]智能眼动仪也是美国Smart Eye公司所研发的眼动仪系列产品之一。该款产品屏幕测量精度非常高，可以帮助用户准确辨别图像细节，可以分辨出使用者观察仪表盘上的具体位置，如油量表或速度表等。系统最多能配置6个摄像头，可以进行360°全视域测量。Smart Eye Pro5.4智能眼动仪如图3.12所示。

图3.10 ASL Model 504眼球位置追踪系统

图3.11 Smart Eye AntiSleep2.0眼动仪

图3.12 Smart Eye Pro 5.4智能眼动仪

该系统理想条件下的视线追踪精度为0.5°，采样频率为60Hz，允许自然的头部运动，采用红外照明，避免了外部光线影响；可灵活进行摄像机布置，能适应多种测试场景并具有遥控功能；具有半自动化面部轮廓图像生成功能，可以进行自动检测；程序开发工具包可帮助用户自行编写应用程序；能够对摄像头录制的视频进行离线分析；并且配有相应的应用脚本，用于将日志导入MATLAB或SciLab。

5.iViewX系列视线追踪系统^[19]

德国SMI公司开发的iView X系列视线追踪系统是可放置在桌面上的遥测式视线追踪系统。与iView X HED（头戴式）同属一个系列，采样频率也是50/60Hz，受遥测形式限制，对人的运动范围有要求，如用户距摄像机的距离应为0.4～1.0m之间，头部应保证在距摄像机前80cm的一个40cm×40cm的区域内才会有较好的效果。系统本身还提供了追踪结果分析软件，图3.13下方所示为一个软件分析平台示例。

(www.daowen.com)

图3.13 iView X RED系列视线追踪系统及软件分析平台

iView X RED眼动仪具有独特的三合一功能，可在同样的系统下同时使用监控器、放映器及平面媒体。高分辨率的图像传感器使得用户能够在一个较大的操作范围内自由转动头部，强大的软件自动定位眼动轨迹，并能够补偿眼镜或隐形眼镜造成的影响。

该系统的辅助装置和控制装置集于一体，遥控红外摄像头具有自动聚焦功能，能够进行自动虹膜追踪、自动瞳孔追踪，并记录高品质的眼动数据和情景视频，能够准确测量对平面刺激（如屏幕、海报）的凝视位置（水平维度/垂直维度）及校正过的瞳孔大小，并可通过凝视指针记录刺激屏幕宽度；自动分析出用户视野范围内的兴趣区域，通过软件实现强大的数据分析功能，所记录的数据都可以按照ASCⅡ格式输出，并实现后续的统计分析。

6.iViewXHi-Speed1250

德国SMI公司的iView X Hi-Speed 1250采样率可达1250Hz，延迟不超过0.5ms；采样频率1250/500Hz（单眼），500Hz（双眼）；追踪分辨率小于0.01°，视线追踪精度为0.25°～0.5°；视觉范围为水平30°，垂直30°（上）和45°（下）。

为了与大多数主流软件进行结合，iView X Hi-Speed 1250系统提供硬件及软件接口，具备通过刺激软件包实现远程控制及数据流传输能力。在使用过程中，使用者的头部通过符合人体工效学的颚托舒适固定，并连接上系统摄像机。系统及视频效果如图3.14所示。

图3.14 iView X Hi-Speed 1250系统及视频效果示例

7.Tobii系列眼动仪[23]

Tobii系列眼动仪是由瑞典Tobii公司研发的眼动跟踪系统系列产品，目前有Tobii—C8、Tobii—C12、Tobii—T60、Tobii—T120、Tobii—T60 XL、Tobii—X60、Tobii—X120、Tobii—CEye、MyTobii—P10等款型。

其中，Tobii—C8是一种基于语音交互的便携式交互设备，同时也带有触摸屏设备。用户可以利用该系统直接进行语音对话，或是通过网络邮件、文本消息或一些聊天工具进行交流，同时也可以通过该系统轻松灵活地编写和编辑文档、浏览网页、播放音乐、玩游戏、控制电视机及DVD等。产品如图3.14所示。

Tobii—C8主要技术参数：2个集成发声器、2个集成传声器、Intel Core Duo2500处理器、2GB DDR2内存、微软Vista操作系统、60GB硬盘、1GB SD卡、640像素×480像素摄像头。产品如图3.15所示。

Tobii—C12是Tobii—C8的升级产品，其不仅有语音交互功能和触摸屏功能，还可以进行视线跟踪，具备视线控制系统的功能。利用Tobii—C12系统，用户不仅可以直接进行语音交流或控制触摸屏，通过语音或触摸屏进行一些文档的编写、上网、娱乐及完成家用设备的控制等。同时，还可以通过视线的盯视和移动完成以上工作，使用非常灵活便捷。产品如图3.16所示。

图3.15 Tobii—C8

Tobii—C12主要技术参数：4个集成发声器、2个集成传声器、Intel Core Duo2500处理器、2GB DDR2内存、微软Vista操作系统、60GB硬盘、1GB SD卡、640像素×480像素摄像头。

Tobii—T60和Tobii—T120是瑞典Tobii公司研发的高性能视线追踪器，适用于所有的关于屏幕对眼睛刺激的视线追踪研究，可对电子广告、电视贸易、购物系统、产品的包装和设计等进行测试并获得测试结果，还适用于网页、软件、游戏等的可用性测试研究。

Tobii—T60和Tobii—T120的相关的技术参数：视线追踪精度为0.5°；采样输出频率为60Hz（Tobii—T60）、120Hz（Tobii—T120）；头部可动范围为44cm×22cm×30cm（Tobii—T60）、30cm×22cm×30cm（Tobii—T120）；内置摄像头和发声器。图3.17所示为Tobii—T60/Tobii—T120视线追踪器。

图3.16 Tobii C12

Tobii—T60 XL是一款带显示屏幕的视线追踪系统。系统使用过程中允许头部运动范围较大。它适用于各种商业应用和眼动追踪相关的科学研究，同时也可以利用该套系统轻松方便地进行电子杂志、广告、互动电视、电子游戏的测试。图3.18所示为Tobii—T60 XL视线追踪器。

图3.17 Tobii—T60/Tobii—T120视线追踪器

图3.18 Tobii—T60 XL视线追踪器

该系统视线追踪精度为0.5°，采样输出频率为60Hz，内置摄像头和发声器，允许头部运动范围为40cm×20cm×27cm。

Tobii—X60和Tobii—X120同样是卓越的视线追踪器，适用于任何相关的视线追踪研究，可以与任何可盯视设备配合使用，比如电视机或其他播放设备、投影仪屏幕、现实的实物或是场景等。

Tobii—X60和Tobii—X120的技术参数：视线追踪精度为0.5°；采样输出频率为60Hz（Tobii—X60）、120Hz（Tobii—X120）；头部可运动范围为44cm×22cm×30cm（Tobii—X60）、30cm×22cm×30cm（Tobii—X120）。图3.19所示是Tobii—X60视线追踪器。

Tobii—CEye是一款跟踪精度高的视线追踪器，同时具有强大的图像处理系统，允许用户头部自由移动，无论用户的种族、性别、年龄，或是用户是否带眼眼镜等都不影响该系统对用户视线的准确追踪。Tobii—CEye同时还具备了Tobii系列其他眼动跟踪产品的各种功能，用户可以通过视线灵活而简便地进行娱乐、工作或是实现各种控制。

MyTobii—P10是一款便携式视线控制交流设备，所有的相关硬件，包括15in屏幕、视线追踪和控制设备及CPU等都集成在一个单元上。该设备可以安装在桌子上、轮椅前或床前等任何适合用户使用的地方。其具备以上介绍的Tobii系列视线追踪器的所有功能，使用灵活方便。

MyTobii—P10的相关技术参数：视线追踪精度为0.5°；采样输出频率为40Hz；最大头动补偿误差<1°；15in触摸屏；头部运动范围约为30cm×15cm×20cm。图3.20所示是My Tobii—P10视线追踪器外形。

图3.19 Tobii—X60视线跟踪器

图3.20 MyTobii—P10视线跟踪器外形