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VR为何会头晕

晕车晕船晕飞机都是晕动病,其实就是汽车、轮船或飞机运动时所产生的颠簸、摇摆或旋转等任何形式的加速运动,刺激人体的前庭神经而发生的疾病。

但是VR体验中,发生的眩晕感,跟晕动病是一样的吗?为什么有些人平时不晕车,玩起VR来缺晕得不行?

实际上人们对于VR的眩晕很大程度上,与晕船晕车没啥区别:都是人耳朵里的前庭系统所感受到的运动状态和视觉系统不一致,就会产生不协调,最终人就会觉得晕乎乎的。

总的来说,晕动症分为三种:

1、你看到动了,感觉没有动:比方说打FPS游戏就是这种情况。

2、你感觉动了,但是看到没有动:比方说晕车晕船晕机就是这种情况。

3、感觉的运动情况与看到的运动情况不匹配:宇航员在做离心机训练的时候就会遇到这种情况。

对于VR,情况可能要更加复杂一些。用户的全部视野都被VR头显所覆盖,VR头显极力欺骗你已经到了另一个世界,此时视觉系统所感受到的东西就不仅仅是视野中的一块屏幕上显示的画面,而是整个视野,在这种情况下,VR导致的晕动症就会有很多种因素。

VR眩晕分为由硬件引起的晕眩和由软件引起的晕眩。

1. 由硬件晕眩

VR硬件带来的晕眩主要是4个地方:GPU、感应器、显示屏、芯片成像透镜,以及瞳距和距离调整结构。

解决硬件晕眩也很简单,使用最好的硬件就可以尽可能减少解决硬件层面的晕眩。但是现阶段消费者认为众多VR硬件是不成熟的呢?原因是因为厂商从成本的角度考虑,将VR设备的“性价比”做得更高一些。

如果从硬件层面着手试图消除眩晕的问题,一方面需要硬件市场降低成本,另外一方面还需要产业链的供给。

从设备的角度来说,硬件和软件设计的不合理造成了晕眩,那么解决方案也是从这两方面入手。目前来看,各大厂商都提出了自己的办法。硬件能发挥的作用更大一些,但也绝不能孤立来看。

2. 软件晕眩

软件晕眩的概念就比较大了。

VR晕眩有以下几大原因:

<1>. 游戏内容

很多VR游戏,本身的内容就会产生晕眩。比如说你在坐“VR 过山车”时,视觉上你正处于画面中的状态,在做剧烈的高速运动,但是前庭系统却表示你并没有在运动,这时就会导致头晕。

<2>. 画面与现实世界的差异

VR显示器给出的画面变形严重、视野小,这些都与现实世界有差异,时间长了就会感觉头晕。

<3>. 画面滞后于动作

VR硬件的延迟造成时间上的不同步,当人转动视角或是移动的时候,画面呈现的速度跟不上,在VR这样全视角的屏幕中,这样的延迟是造成晕眩的最大问题,目前降低延迟是当下减弱VR眩晕的主要手段。

在VR这样全视角的屏幕中,这样的延迟是造成晕眩的最大问题。

<4>. 瞳距不一

由于每个人的瞳距不一,对某些人来说,人眼瞳孔中心、透镜中心、画面中心三点并非一线,从而出现重影现象,看久了人也会非常容易头晕。

<5>. 景深不同步

景深不同步,也是眩晕的原因之一。比如说,在你的面前,有一张桌子,在桌子上,近处放了一个杯子,远处放了一个玩偶。你看着近处的杯子,按理来说远处的玩偶应该模糊不清,但是现在,远处的玩偶也看的非常清晰。

总的来说,VR 设备对现实的模拟不够真实,还无法真正地欺骗到大脑,受到困扰的大脑不堪重负,才会造成眩晕的问题。

那如何解决晕眩问题呢?

1. 低延迟技术

选购虚拟现实设备,很重要的一个指标是从转动头部到转动画面的延迟。

画面延迟在很大程度上又取决于显示屏的刷新率。目前世界上最先进的虚拟现实设备刷新率在75Hz。研究表明,头动和视野的延迟不能超过20ms,不然就会出现眩晕。

2. 添加虚拟参考物

普杜大学计算机图形技术学院的研究人员去年就发现,只要在 VR 场景中加一个虚拟的鼻子,就能解决头晕等问题。研究人员在各种虚拟场景中对 41 名参与者进行了测试,一部分人会有虚拟鼻子,一部分没有。结果发现,有鼻子的人都能保持更长时间的清醒。

3. 电前庭刺激

目前国外正有一家名叫vMocion 的公司,打算利用梅奥医学中心的航空航天医学和前庭研究实验室花费 10 多年研究的技术去解决这个问题。这项技术名为电前庭刺激(GVS),将电极放在策略性位置(每只耳朵后要放置两个电极,一个在前部,一个在颈背),追踪用户内耳的感知运动,并将视野范围的运动触发成GVS同步指令,刺激产生三维运动。如果行得通的话,它可以让用户完全沉浸在当前的环境中,真正感觉在自己驾驶的宇宙飞船在俯冲或转弯。

4. 调节镜片之间的距离

在最原始的“手机盒子”中大家其实并没有考虑到这一点,大家考虑更多的只是怎样适配不同近视的用户(有些盒子连这都没考虑),记得应该是三星首先利用了滑轮调节镜片之间距离的设计,可以自由调节两个镜片之间的距离。另外,也有方案显示可以通过蓝牙控制器等调节画面的中心点。从而保证画面中心、镜片中心、人眼中心三点一线。避免重影,避免晕眩。

5. 光场摄影

一个光场快照可以在图片获取后给照片进行聚焦、曝光、甚至调整景深。 它不仅仅记录落在每个感光单元所有光线的总和, 光场相机还旨在测定每个进入的光线强度和方向。有了这些信息, 您就可以生成不只是一个, 而是每一个在那一刻进入相机视野的可能的图象。例如,摄影师常常会调整相机的镜头,以便对面部进行聚焦,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。有了光场摄影,同一张照片,你可以获得任何效果。

总的来说晕眩问题是阻碍VR爆发最重要的原因,相信时间将是解决一切问题的万能钥匙,期待在不远的将来,我们能够体验到不晕的虚拟现实。上天、入地、下海,躺在家里,真实经历一切的美好,真好。

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