眼球的涂鴉

陳婧

病房里播放的是“超級(jí)瑪麗”的音樂(lè)，“超級(jí)瑪麗”依然歡快地跳躍著去擊打金幣。一位病人正舒服地躺在床上玩著這款經(jīng)典的游戲，懶散的玩家到處都有。但最讓人吃驚的是眼前這個(gè)玩家不用游戲手柄，也不用鼠標(biāo)，而是戴著一副眼鏡操控著屏幕上的小人。他全身正在運(yùn)動(dòng)的地方，只有眼球——不幸的是，他全身能夠運(yùn)動(dòng)的地方，也只有眼球。

這是一位肌萎縮性脊髓側(cè)索硬化癥（ALS）患者，這是一種罕見(jiàn)的遺傳性疾病，也被稱作“漸凍人癥”。病人整個(gè)發(fā)病周期往往只有短短的數(shù)年時(shí)間，隨著呼吸肌肉的逐漸萎縮而逐漸走向生命的終結(jié)。如果要舉出一個(gè)代表人物，大概就是當(dāng)代最杰出的物理學(xué)家史蒂芬·霍金。在外界看來(lái)，一旦得了這種疾病，只能終身癱坐在輪椅或是床上，可以“運(yùn)動(dòng)”的只有他們的內(nèi)心和精神世界。

托尼·關(guān)(Tony Kwan) 就是一位ALS癥的病號(hào)，而以前他是風(fēng)靡洛杉磯街頭的著名涂鴉藝術(shù)家，別名Tempt One，現(xiàn)在的他與藝術(shù)創(chuàng)作或許永久絕緣了。但讓他重拾希望的是來(lái)自美國(guó)紐約的三名藝術(shù)家詹姆斯·鮑德里(James Powderly)、扎荷·利伯曼(Zach Lieberman)和伊文·羅斯(Evan Roth)，他們合作用低成本的方案，嘗試讓他用眼睛寫字和涂色，重新在屏幕上創(chuàng)作涂鴉作品。而且，這些作品被激光投影到洛杉磯街頭的建筑上，托尼的藝術(shù)生命復(fù)活了。

這副神奇的讓托尼重新恢復(fù)藝術(shù)創(chuàng)作的眼鏡，被命名為眼球打字機(jī)(Eyewriter)。只要用眼球就可以控制它寫作、畫(huà)畫(huà)，而且Eyewriter團(tuán)隊(duì)小小地控制了硬件的制作成本，并將軟件做成了開(kāi)源軟件，其他人可以使用它。隨著1.0版本的完成，現(xiàn)在正進(jìn)行的升級(jí)版本開(kāi)始朝向和涂鴉無(wú)關(guān)的功能，用戶可以用它來(lái)做其他事情，諸如瀏覽網(wǎng)頁(yè)，用眼球進(jìn)行文學(xué)創(chuàng)作，那些肉體沉重如“潛水鐘”，但內(nèi)心渴望像“蝴蝶”般自由飛翔的人，已經(jīng)起飛了。這項(xiàng)充滿著愛(ài)的藝術(shù)發(fā)明，獲得了奧地利電子藝術(shù)大獎(jiǎng)(Prix Ars Electronica)、Brit Insurance Design Awards設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)和FutureEverything創(chuàng)新大獎(jiǎng)。

這項(xiàng)發(fā)明除了為個(gè)人表達(dá)提供了一種全新的操作模式，同樣對(duì)人類視覺(jué)極限的傳統(tǒng)觀念提出挑戰(zhàn)，也極有可能促進(jìn)視覺(jué)控制系統(tǒng)的誕生，尤其是專門針對(duì)飛行員、駕駛員和外科醫(yī)生等的視覺(jué)控制系統(tǒng)。談到他和朋友們“創(chuàng)作”的這件獨(dú)特的作品，鮑德里有著美國(guó)人常有的幽默，也有著從骨子里透出的不服輸?shù)膭蓬^——“既然你覺(jué)得它是不可能的，何不把它變成一種可能？”

記者：你們?cè)趺磿?huì)想到為托尼去發(fā)明這臺(tái)“眼球打字機(jī)”？

鮑德里：我曾經(jīng)在美國(guó)國(guó)家航空航天局擔(dān)任項(xiàng)目高級(jí)工程師，目的是把探路車送到火星，但我發(fā)現(xiàn)自己越來(lái)越不太適合這份工作，后來(lái)就放棄了，從那里辭職，和利伯曼一起組建了Eyebeam公司，從事與視覺(jué)相關(guān)的藝術(shù)創(chuàng)作。我們第一個(gè)成名的作品是用激光在高樓大廈的表面創(chuàng)作五彩的涂鴉，看起來(lái)就和真的涂鴉一模一樣，這一下子在觀眾和媒體中產(chǎn)生了轟動(dòng)。各地都邀請(qǐng)我們?nèi)ミM(jìn)行表演，演示我們的作品。當(dāng)我們?cè)诼迳即壵故炯す馔盔f藝術(shù)的時(shí)候，我們遇到了傳奇性的涂鴉藝術(shù)家托尼，并成為了好朋友。但自從2003年托尼被診斷患有ALS癥之后，他逐漸失去了運(yùn)動(dòng)能力，直到現(xiàn)在這樣，只剩下眼球可以活動(dòng)。我們最希望的就是讓托尼重新創(chuàng)作他的涂鴉。

記者：能否簡(jiǎn)單給我們解釋下眼球打字機(jī)到底是什么？

鮑德里：我們用一臺(tái)攝像頭指向使用者的眼睛，使用者會(huì)根據(jù)屏幕上的指示調(diào)整自己的視線，并調(diào)整亮度和對(duì)比度這樣的參數(shù)，準(zhǔn)備開(kāi)始創(chuàng)作。當(dāng)使用者專注于一個(gè)特別的位置，軟件會(huì)記下這一點(diǎn)，這樣使用者可以拉出線條，寫出單個(gè)字母。然后，使用者用單個(gè)字母組成單詞，做出3D效果、做出陰影、變換顏色、填入背景。最后可以保存你畫(huà)的圖，把它們上傳到服務(wù)器。

記者：這個(gè)項(xiàng)目對(duì)你們來(lái)說(shuō)，最大的挑戰(zhàn)是什么？

鮑德里：在正常情況下，眼球的本能移動(dòng)幾乎不可能滿足書(shū)寫出工整字母或者畫(huà)出漂亮作品的要求。雖然我們可以控制眼球以復(fù)雜的路徑來(lái)運(yùn)動(dòng)、靈活地捕捉物體影像，但平滑的控制幾乎是不可能的。眼球活動(dòng)極不規(guī)律，總有飄忽不定的位移，這使得用視線來(lái)繪畫(huà)和書(shū)寫非常困難。因此，通過(guò)眼球捕捉影像、文字，并將其投射到特定介質(zhì)上的技術(shù)一直以來(lái)都是一個(gè)難題，當(dāng)前用到眼球運(yùn)動(dòng)的設(shè)備，只允許用戶選擇顯示在屏幕上的東西，但不能自由畫(huà)出字符。

記者：你們的解決方案是什么？

鮑德里：當(dāng)中最關(guān)鍵的可能是我用C++語(yǔ)言和openFrameworks框架編寫的一個(gè)大型但簡(jiǎn)便的輸入界面。經(jīng)過(guò)三次修改，這個(gè)界面變得更符合眼球輸入的習(xí)慣，并且能夠滿足托尼創(chuàng)作時(shí)的需要。另外一項(xiàng)工作是把蘋果MacOS系統(tǒng)與平視顯示系統(tǒng)的鼠標(biāo)，用程序把兩者聯(lián)通起來(lái)，通過(guò)電腦將它們映射到屏幕上，當(dāng)眼球盯住顯示器的某個(gè)位置時(shí)，就可以模擬出鼠標(biāo)進(jìn)行點(diǎn)擊的動(dòng)作。

記者：那視線的追蹤和捕捉以及讓視線平滑的移動(dòng)，你們又是如何做到的呢？

鮑德里：眼球的捕捉主要是通過(guò)瞳仁進(jìn)入攝像頭的位置進(jìn)行比對(duì)的，然后利用序列定標(biāo)的方法，在計(jì)算機(jī)顯示器或者投影儀上，描繪出對(duì)應(yīng)的瞳仁移動(dòng)的軌跡。在這個(gè)過(guò)程中，我們使用的是GSL代碼，借助了科學(xué)計(jì)算函數(shù)庫(kù)（GNU Scientific Library）。不過(guò)值得一提的是，當(dāng)你使用紅外光照亮眼球之后，通過(guò)加了濾光片的紅外感知攝像頭來(lái)觀察它，虹膜會(huì)完全變成白色，而瞳孔則呈現(xiàn)高對(duì)比的黑色圓點(diǎn)。這使眼球追蹤更簡(jiǎn)單。為了弄出一些紅外照明，我們用彈簧夾、IR LED燈和2節(jié)電池座制作了一個(gè)IR LED 回路，使瞳孔更加清晰、可辨別。只要通過(guò)調(diào)整對(duì)比度和亮度，就能獲得眼部活動(dòng)的最佳圖像。序列定標(biāo)，就是通過(guò)軟件顯示一系列點(diǎn)組成的軌跡，戴著眼鏡的人需要做的就是盯住那些顯示在屏幕上的點(diǎn)，就可以知道眼球相對(duì)于屏幕的定位了。

記者：這樣眼球就可以開(kāi)始“拿起畫(huà)筆”繪畫(huà)了么？

鮑德里：有很多像Mytobji眼球繪畫(huà)軟件的開(kāi)發(fā)商，他們通過(guò)時(shí)間控制的界面，調(diào)用按鈕用于繪畫(huà)。在我們的系統(tǒng)中，綁定了這樣的眼球繪畫(huà)軟件，利用類似的原理，讓使用者只要凝視一段時(shí)間，就可以選擇給整個(gè)圖形添加陰影部分，把某個(gè)色塊涂成黃色，把它填入背景，最后通過(guò)數(shù)據(jù)卷標(biāo)進(jìn)行HFP或者HTTP的上傳。

記者：聽(tīng)說(shuō)你們制作這個(gè)“眼球打字機(jī)”的成本非常低廉，只有50美元？

鮑德里：我們用了下面的配件和材料來(lái)制作無(wú)焊接的“眼球打字機(jī)”，一副攝像頭支架，一副便宜的眼鏡，一卷鋁線和3個(gè)彈簧夾，2個(gè)IR LED燈，1個(gè)PS3不變焦攝像頭，紅外濾光片，一卷線膠繩和電池座就可以了。如果去購(gòu)買一副已經(jīng)制成的眼球追蹤器，花費(fèi)可能在1萬(wàn)到1.5萬(wàn)美元。但是，我們的成本差不多只有50美元，而且是我們自己動(dòng)手做出來(lái)的，第一項(xiàng)材料中的那副眼鏡來(lái)自加州海灘上買的太陽(yáng)眼鏡。

記者：“眼球打字機(jī)”已經(jīng)被很多人看到了光明的商業(yè)前景，你們對(duì)它的未來(lái)是如何規(guī)劃的？

鮑德里：我們?cè)谧龅氖虑椴皇窍Ｍ赍X，而是發(fā)自內(nèi)心的吶喊。當(dāng)我們深愛(ài)的人因?yàn)锳LS癥或者中風(fēng)等種種原因癱瘓?jiān)诖采?，失去了行?dòng)能力，他們迫切需要這樣一個(gè)工具去與其他人進(jìn)行交流。我們獲得FutureEverything創(chuàng)新大獎(jiǎng)的時(shí)候，也曾經(jīng)獲得一筆獎(jiǎng)金，我們可以像其他創(chuàng)業(yè)企業(yè)那樣用于市場(chǎng)投入，最后高價(jià)賣出，大賺一筆，但我們的目的就是幫助癱瘓的病人與其他人交流，創(chuàng)造自己的藝術(shù)作品。盡管現(xiàn)在托尼還只是唯一的使用者，但在將來(lái)我們會(huì)創(chuàng)造一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，讓更多的開(kāi)發(fā)者參與進(jìn)來(lái)，發(fā)現(xiàn)更多有意思的功能，最終改善殘疾人的生活。