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VR為何會頭暈

暈車暈船暈飛機都是暈動病,其實就是汽車、輪船或飛機運動時所產生的顛簸、搖擺或旋轉等任何形式的加速運動,刺激人體的前庭神經而發生的疾病。

但是VR體驗中,發生的眩暈感,跟暈動病是一樣的嗎?為什么有些人平時不暈車,玩起VR來缺暈得不行?

實際上人們對于VR的眩暈很大程度上,與暈船暈車沒啥區別:都是人耳朵里的前庭系統所感受到的運動狀態和視覺系統不一致,就會產生不協調,最終人就會覺得暈乎乎的。

總的來說,暈動癥分為三種:

1、你看到動了,感覺沒有動:比方說打FPS游戲就是這種情況。

2、你感覺動了,但是看到沒有動:比方說暈車暈船暈機就是這種情況。

3、感覺的運動情況與看到的運動情況不匹配:宇航員在做離心機訓練的時候就會遇到這種情況。

對于VR,情況可能要更加復雜一些。用戶的全部視野都被VR頭顯所覆蓋,VR頭顯極力欺騙你已經到了另一個世界,此時視覺系統所感受到的東西就不僅僅是視野中的一塊屏幕上顯示的畫面,而是整個視野,在這種情況下,VR導致的暈動癥就會有很多種因素。

VR眩暈分為由硬件引起的暈眩和由軟件引起的暈眩。

1. 由硬件暈眩

VR硬件帶來的暈眩主要是4個地方:GPU、感應器、顯示屏、芯片成像透鏡,以及瞳距和距離調整結構。

解決硬件暈眩也很簡單,使用最好的硬件就可以盡可能減少解決硬件層面的暈眩。但是現階段消費者認為眾多VR硬件是不成熟的呢?原因是因為廠商從成本的角度考慮,將VR設備的“性價比”做得更高一些。

如果從硬件層面著手試圖消除眩暈的問題,一方面需要硬件市場降低成本,另外一方面還需要產業鏈的供給。

從設備的角度來說,硬件和軟件設計的不合理造成了暈眩,那么解決方案也是從這兩方面入手。目前來看,各大廠商都提出了自己的辦法。硬件能發揮的作用更大一些,但也絕不能孤立來看。

2. 軟件暈眩

軟件暈眩的概念就比較大了。

VR暈眩有以下幾大原因:

<1>. 游戲內容

很多VR游戲,本身的內容就會產生暈眩。比如說你在坐“VR 過山車”時,視覺上你正處于畫面中的狀態,在做劇烈的高速運動,但是前庭系統卻表示你并沒有在運動,這時就會導致頭暈。

<2>. 畫面與現實世界的差異

VR顯示器給出的畫面變形嚴重、視野小,這些都與現實世界有差異,時間長了就會感覺頭暈。

<3>. 畫面滯后于動作

VR硬件的延遲造成時間上的不同步,當人轉動視角或是移動的時候,畫面呈現的速度跟不上,在VR這樣全視角的屏幕中,這樣的延遲是造成暈眩的最大問題,目前降低延遲是當下減弱VR眩暈的主要手段。

在VR這樣全視角的屏幕中,這樣的延遲是造成暈眩的最大問題。

<4>. 瞳距不一

由于每個人的瞳距不一,對某些人來說,人眼瞳孔中心、透鏡中心、畫面中心三點并非一線,從而出現重影現象,看久了人也會非常容易頭暈。

<5>. 景深不同步

景深不同步,也是眩暈的原因之一。比如說,在你的面前,有一張桌子,在桌子上,近處放了一個杯子,遠處放了一個玩偶。你看著近處的杯子,按理來說遠處的玩偶應該模糊不清,但是現在,遠處的玩偶也看的非常清晰。

總的來說,VR 設備對現實的模擬不夠真實,還無法真正地欺騙到大腦,受到困擾的大腦不堪重負,才會造成眩暈的問題。

那如何解決暈眩問題呢?

1. 低延遲技術

選購虛擬現實設備,很重要的一個指標是從轉動頭部到轉動畫面的延遲。

畫面延遲在很大程度上又取決于顯示屏的刷新率。目前世界上最先進的虛擬現實設備刷新率在75Hz。研究表明,頭動和視野的延遲不能超過20ms,不然就會出現眩暈。

2. 添加虛擬參考物

普杜大學計算機圖形技術學院的研究人員去年就發現,只要在 VR 場景中加一個虛擬的鼻子,就能解決頭暈等問題。研究人員在各種虛擬場景中對 41 名參與者進行了測試,一部分人會有虛擬鼻子,一部分沒有。結果發現,有鼻子的人都能保持更長時間的清醒。

3. 電前庭刺激

目前國外正有一家名叫vMocion 的公司,打算利用梅奧醫學中心的航空航天醫學和前庭研究實驗室花費 10 多年研究的技術去解決這個問題。這項技術名為電前庭刺激(GVS),將電極放在策略性位置(每只耳朵后要放置兩個電極,一個在前部,一個在頸背),追蹤用戶內耳的感知運動,并將視野范圍的運動觸發成GVS同步指令,刺激產生三維運動。如果行得通的話,它可以讓用戶完全沉浸在當前的環境中,真正感覺在自己駕駛的宇宙飛船在俯沖或轉彎。

4. 調節鏡片之間的距離

在最原始的“手機盒子”中大家其實并沒有考慮到這一點,大家考慮更多的只是怎樣適配不同近視的用戶(有些盒子連這都沒考慮),記得應該是三星首先利用了滑輪調節鏡片之間距離的設計,可以自由調節兩個鏡片之間的距離。另外,也有方案顯示可以通過藍牙控制器等調節畫面的中心點。從而保證畫面中心、鏡片中心、人眼中心三點一線。避免重影,避免暈眩。

5. 光場攝影

一個光場快照可以在圖片獲取后給照片進行聚焦、曝光、甚至調整景深。 它不僅僅記錄落在每個感光單元所有光線的總和, 光場相機還旨在測定每個進入的光線強度和方向。有了這些信息, 您就可以生成不只是一個, 而是每一個在那一刻進入相機視野的可能的圖象。例如,攝影師常常會調整相機的鏡頭,以便對面部進行聚焦,刻意模糊背景。也有人想要得到模糊的面部,背景要十分清晰。有了光場攝影,同一張照片,你可以獲得任何效果。

總的來說暈眩問題是阻礙VR爆發最重要的原因,相信時間將是解決一切問題的萬能鑰匙,期待在不遠的將來,我們能夠體驗到不暈的虛擬現實。上天、入地、下海,躺在家里,真實經歷一切的美好,真好。

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