眼球追蹤系統通常使用電腦工作站或個人電腦，在電腦螢幕兩旁或正下方有一個監視攝影機，在攝影機的鏡頭中心，有個近紅外線LED光源，當使用者注視電腦螢幕時，紅外線照到人的眼睛，產生反射光點並反射回攝影機，我們驅動影像處理卡，利用攝影機擷取影像。

　　在抓取到的影像中有兩個特徵點是我們做判斷時所需要的，如圖二所示，LED光源照在角膜上所反射的光點是其中之一個特徵點，另外紅外線LED進入瞳孔照在視網膜上，再反射出來會在瞳孔範圍內出現一群比較亮的光點，我們叫它"光眼"(bright eye)，由於紅外線LED光源是在攝影機的鏡頭中心軸上，所以光眼是橢圓形的，其面積比反射光點大，亮度比反射光點小，但是比周圍的虹膜亮。光眼的中心就是我們所要的第二個特徵點。我們可由二值化和邊緣檢測等影像處理方法，來從影像中萃取出我們所要的特徵點。由於虹彩和瞳孔的後方有一個像放大鏡的圓盤稱為水晶體，光線進入眼睛時，由水晶體將之折射使聚集在眼球後方。其邊緣的睫狀肌可使水晶體鬆弛變厚，可看見近距離的東西。或將之拉緊，使其焦距變長，可看見遠方之物，因此可由影像中萃取出的特徵點來判斷使用者在螢幕上注視點的位置。

　　使用者注視螢幕上的點我們令為y=[y1,y2]^T是由影像中的x=[x1,x2]^T對應得到，x為反射光點到光眼中心的向量，如圖二所示，當使用者直接注視LED光源時，影像中的反射光點會落在光眼中心，即x=[0,0]^T。當使用者注視螢幕中心（LED光源的正上方）時，x在垂直分量上會有正值，即x2>0，其值隨使用者的注視點由下往上移動而增加，當使用者注視點由左往右移動時，x的水平分量x1會增加，當x1=0時，注視點會在LED光源的正上方。

因此我們可以得到唯一的響應平面y=f(x,p*)。

　　在操作系統時有三個因素會影響到特徵點，分別是眼球的轉動，頭部的移動，和攝影機本身的雜訊。攝影機本身的雜訊我們可用適當的影像處理方法使之最小化，例如校正時，螢幕上同一點我們採集多個x向量來做中間值濾波。我們利用反光點和光眼中心的相對距離來求得x向量，但是x向量還是包括了頭部移動和眼球轉動兩個因素，其中眼球的轉動才是我們真正要求的值，然而經過計算，光眼中心的移動範圍大於反光點的移動範圍，這是因為角膜曲度半徑小於眼球之故，如圖三所示。雖然影像中的x向量包括了頭部移動和眼球轉動兩個因素，但是其主要成分還是眼球轉動因素。