随着眼动追踪技术在心理学、神经科学、用户体验和人机交互等领域的广泛应用，Pupil Core 以其开源、可定制和高性能特点，成为科研与工业项目中的常用利器。本文将从硬件层面出发，深度剖析 Pupil Core 的各个组成模块、核心技术指标，以及选型与部署建议，帮助读者迅速掌握这款设备的优势与落地要点。

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一、系统概览

Pupil Core 由头戴式眼动套件和计算主机两部分组成：

1. 头戴式模块（Headset）

2. 摄像头模组（Eye & World Cameras）

3. 连接线与接口

4. 计算与处理单元（PC/Notebook）

部署时，用户只需通过标准 USB 3.0（或 USB 2.0）线缆将头戴设备与主机相连，即可在 Pupil Capture 软件中完成实时校准与数据采集。

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二、核心硬件组件

1. 眼动摄像头（Eye Camera）

• 类型：黑白红外（IR）CMOS 传感器

• 帧率：可达 200 Hz

• 分辨率：通常 640×480

• 红外照明：集成可见光过滤片与 IR LED，保证在室内／室外弱光环境下稳定检测瞳孔边界

优势：高帧率与红外补光相结合，能够精确捕捉快速眼动与瞳孔变化。

2. 场景摄像头（World Camera）

• 类型：彩色 RGB 传感器

• 分辨率：720p（1280×720）或更高

• 帧率：30 Hz（可配置到 60 Hz）

• 视角：约 90°–120°，记录佩戴者环境视野

用途：与眼动摄像头同步，为视线映射（Gaze Mapping）与场景分析提供背景图像。

3. 头戴结构（Headset Frame）

• 材质：轻量化工程塑料（PA12）和可调节弹性带

• 重量：约 22.75 g（仅摄像头模块，不含线缆）

• 人体工学：可调节镜臂和带扣，兼容不同头型；长时间佩戴舒适度佳

4. 连接线与接口

• 线缆：标准 USB 3.0 数据线（部分环境兼容 USB 2.0）

• 长度：默认 2 m，支持中间加装 USB 3.0 集线器（Repeater）延长至 3–5 m

• 接口：USB Type‑A 或通过转接头接入 Type‑C/Thunderbolt

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三、技术指标与性能对比

指标	Pupil Core（双目）	常见竞品（Tobii Glasses 3）
眼动采样率	200 Hz	50–100 Hz
世界摄像头分辨率/帧率	720p @ 30 Hz	1080p @ 30 Hz
硬件开源	完全开源	闭源
软件定制	Python / C++ 插件架构	限闭源 SDK
最低系统需求	CPU i5、8 GB RAM、USB 3.0	同等
重量	~23 g（仅模块）	~80 g（整机含电池）

选型建议：对于科研项目，强调高采样率、灵活定制和成本可控，Pupil Core 更具性价比；如需更高分辨率世界摄像头，可搭配第三方 UVC 兼容摄像头。

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四、部署与调试要点

1. 驱动与权限

   • Windows：直接安装官方驱动；

   • macOS：需使用 sudo 权限启动 Pupil Capture，或在系统偏好→安全与隐私→相机中授权。

   • Linux：确保用户在 video 组，并安装 v4l2-utils。

2. 线缆与带宽管理

   • 推荐使用原装 USB 3.0 线，避免第三方劣质线出现摄像头超时断连；

   • 延长线时，中间增设 USB 3.0 集线器，并留意线缆走向安全。

3. 多显示器环境

   • Capture 窗口跨不同刷新率屏幕时，眼摄像头帧率会跟随最小刷新率（如 30 Hz）；

   • 建议将所有实时视频窗口固定在同一屏幕，或使用单显示器实验。

4. 校准与固定

   • 场景摄像头视野中仅保留一个明显校准标记，避免“2 markers detected”错误；

   • 校准后轻轻拉紧头戴带，确保摄像头位置不易滑动。

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五、典型应用与扩展

• 认知科学实验：注意力分布、视觉搜索与记忆研究

• 人机交互：界面热图、用户体验评估

• 虚拟/增强现实：结合 VR/AR 头显实现视线驱动交互

• 工业监测：驾驶仿真疲劳检测、操作流程优化

通过官方 Python API 或自定义 Capture 插件，可实现实时注释（Annotations）、表面追踪（Surface Tracker）和数据流同步（via LSL 或 TCP），满足复杂实验需求。

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六、总结

Pupil Core 以其高帧率、开源可定制和轻量化硬件设计，为科研与工程项目提供了灵活且经济的解决方案。掌握上述硬件特性与部署要点，能够帮助开发者在短时间内完成环境搭建、数据采集与后续分析。希望本文能为您的 Pupil Core 硬件选型与实践提供参考。

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关键词：Pupil Core，眼动追踪，硬件详解，开源设备，科研选型