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一玩VR一戴头显器没多久就感觉头晕,这事得归咎在谁身上?

发表于 2020-06-14 | 收藏475 |
一玩VR一戴头显器没多久就感觉头晕,这事得归咎在谁身上?

在虚拟实境普及的过程中,我们听到得最多的不适症状莫过于眩晕了。
用户玩完第一人称射击 VR 游戏,脱下头戴显示器觉得天旋地转是常有的事。当然,除了眩晕,有人还会出现其他不适症状,比如疲劳、眼花、噁心等。
所有这些症状,我们统称为虚拟实境晕动症。
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有研究表明,在 VR 中待了超过 20 分钟后,80% 的人都会有虚拟实境晕动症症状。这也就是为什幺,目前很少有 VR 应用会将使用时长设置在 20 分钟以上,因此说虚拟实境晕动症是 VR 产业发展最大的拦路虎也不为过。
想知道虚拟实境晕动症产生的原因,首先要理解一个人体构造 - 前庭系统,以及人体平衡机制。
前庭系统和晕动症
日常生活中,起立、坐下、转身、走路等动作都需要维持身体重心的平衡才能完成。平衡是一套複杂且精细的机制,依赖于前庭系统和视觉感官的相互配合。
前庭系统位于人体的内耳,它和听觉系统的一部分耳蜗一起构成了内耳迷路。其肩负的责任是,感受头部运动,并将其转换成神经系统可以利用的资讯。如果人体的前庭系统受到了不良刺激,很容易引发晕动症。
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我们在乘坐汽车、轮船和飞机时,总会感觉到颠婆、摇摆或旋转等各种形式的加速度运动。
而前庭系统对加速度运动非常敏感,它将运动资讯传递给神经系统,让大脑认为人体是处于运动中的。此时,如果视觉感官没有感受到运动,前庭系统和视觉感官的冲突就导致了晕动症。
比如,如果我们在开得不平稳的车上看书、看手机,视觉感官感受到的是静止物体,就很容易晕车。晕船、晕机都是同样道理。
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以上说的都是现实生活中的晕动症,直到 1992 年,伴随着 VR 的一次商业化浪潮,才出现了一个新词「Cybersickness」专指虚拟实境晕动症。
虚拟实境晕动症同样是因为前庭系统和视觉感官的冲突。不同的是,晕动症是人体实际运动了,而视觉感官没有感受到。虚拟实境晕动症则是人体实际没有运动,而视觉感官感受了运动。
对岸北京理工大学光电学院副研究员翁冬冬教授团队对这方面研究后表示,虚拟实境晕动症典型症状为噁心、眼部不适和方向障碍,小型症状更是有 16 项之多,包括身体不适、疲劳、头痛、眼睛疲劳、眼睛聚焦困难、唾液分泌增加、出汗、噁心、注意力不集中、头胀、视觉模糊、眼花、眼花、头晕、胃部不适、打嗝。
另外,还可能干扰平衡能力、方向感,也有在使用后不相信真实环境的真实性这种情况。
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值得一提的是,不管是晕动症,还是虚拟实境晕动症,都和个体有很大关係,产生的症状也因人而异。因此,同一个 VR 应用,有的用户没有任何不适,有的用户会觉得晕。
厂商是如何解决虚拟实境晕动症的?
在一个 VR 系统中,导致前庭系统和视觉感官冲突的原因有很多,硬体方面的因素大致可以分为 2 类 - 系统设计以及性能。
目前很多 VR 系统仅仅设计为一个带头部追蹤功能的显示器,完全没有手部、脚部的交互,这使得人的身体与虚拟内容不能同步运动,很容易导致前庭系统感知与视觉感知不一致,进而引发虚拟实境晕动症。
为了尽可能地让人的身体和虚拟内容同步运动,三大 PC 头显器都设计了手部控制器来匹配手部运动。Oculus Rift 有 Oculus Touch, PS VR 有 PS Move,HTC Vive 也有 Vive 控制器。
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HTC Vive 更是具备 room-scale 级别的动作捕捉系统,允许使用者最大在 5x5 m的空间内自由走动,真实身体和虚拟运动完全同步。
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头显器厂商之外,欧美和对岸还有不少协力厂商交互设备厂商在提供运动同步方案。比如,手部有 Leap Motion 的 Orion,Nimble VR, Usens, 微动、Ximmerse 等;脚部有 KAT WALK, Virtuix Omni, Cyberith Virtualizer 等;提供全身解决方案的有诺亦腾 Project Alice, Kinect, 奥比中光等.....。
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除了系统设计本身的原因,硬体性能不足也是导致虚拟实境晕动症的一个重要原因,最明显的表现是延迟。延迟又与显示延迟、运算性能限制、交互系统延迟、跟蹤交互精度密切相关。
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把延迟控制在 20ms 以下,VR 头显才算到了及格线。虚拟实境从业者共同分析出来的结论而述:
首先,设备需要足够精确的办法来测定头部转动的速度、角度和距离,这可以使用惯性陀螺仪或者光学方法来实现。
然后电脑需要及时渲染出画面,显示器也需要及时地显示出画面,这一切都需要在 20ms 以内完成。
相应的,如果每一帧显示的时间距离上一帧超过 20ms,那幺人眼同样也会感到延迟。所以,VR 头显的画面刷新率应该超过 50FPS,目前来说 60FPS 是一个基準线。要在这幺短的时间内搞定这一切,本身就是巨大的挑战。
内容开发者怎幺规避可能的诱因?
VR 内容导致虚拟实境晕动症的原因有很多,常见的有视角、加速度、场景複杂程度和比例等。
VR 能大大增强第一人称视角的沉浸感,但也最容易引发晕动症。减轻这种不舒适的有效方法是捨弃第一人称视角,比如 Oculus Rift 随机附送的游戏《Lucky’s Tale》使用的就是第三人称视角。
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不过,第三人称视角没第一人称视角那种代入感,有用户会质疑:「这种内容有必要做成 VR 吗?」 对于视角选择这个问题,业界现在也仍处于讨论阶段。
前文说到,前庭系统对加速度非常敏感,VR 内容开发中更应该慎用加速度运动。但这并不代表 VR 内容中不能採用加速度运动,有经验的团队会耗费大量精力在测试上,以确定什幺範围的加速度在 VR 中不会引起虚拟实境晕动症。
场景设计方面,有实验证明,虚拟实境晕动症随着场景複杂度的提升而增强。这可能是由于更多的细节导致了更频繁的眼动,或是更重的大脑负担。同时,虚拟场景一旦与真实场景比例有偏差,就会引发晕动症,这种偏差越大,越容易诱发 。
VR 内容中引发虚拟实境晕动症的原因还有很多,对岸北京理工大学光电学院研究团队还另外研究列出了 21 项可能的因素。即使有相应的研究,内容开发者还是得自己一点一点去摸索细节。毕竟当前 VR 内容开发技术的发展远谈不上成熟,更没有一本万能的《防虚拟实境晕动症开发指南》。
一玩VR一戴头显器没多久就感觉头晕,这事得归咎在谁身上?
大陆媒体极客公园曾与开发出 Google Cardboard 上体验最棒游戏《Lamper VR:Firefly Rescue》的 Archiact Interactive 团队就晕动症问题进行过一次深入讨论。
其 CTO Derek 表示,为了规避可能导致虚拟实境晕动症的「陷阱」,他们进行过无数次测试,总结出 40-60 多条防眩晕设计原则,每反覆运算一个版本,会有专门的人员去一条条地核对。比如,运动中的物体会对人体造成什幺影响,怎样的 UI 在 VR 中不会产生眩晕,在迅速移动中要用什幺样的贴图,甚至是怎样的字体才是合适的、字体多大、放多远等等。
文转自:极客公园GeekPark
原来使用者沉浸在VR世界中会产生的晕眩原因除了硬体及自己生理等问题外
没想到软体设计上也会不知不觉诱发你产生这个病症出现
还真是意外!!一玩VR一戴头显器没多久就感觉头晕,这事得归咎在谁身上?
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