VR暈眩四大原因和眩暈問題的解決方法分享

　　隨著 Oculus、VIVE 等虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品相繼面試，VR 產(chǎn)業(yè)正逐漸進(jìn)入人們的視線。然而，即使是最尖端的 VR 產(chǎn)品，目前依舊無法解決 暈眩問題 ，成為阻礙虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)爆發(fā)的最后幾塊絆腳石中最嚴(yán)重的一塊。

　　VR 暈眩四大原因：

　　1、VR 暈眩原理其實(shí)非常簡單，因?yàn)檠劬吹降模╒R）畫面與從耳朵內(nèi)的前庭系統(tǒng)所感受到的（真實(shí)位置）信息不匹配，兩種信息在腦袋里面打架，從而產(chǎn)生暈眩感。

　　比如說你在坐“VR 過山車”時，視覺上你正處于畫面中的狀態(tài)，在做劇烈的高速運(yùn)動，但是前庭系統(tǒng)卻表示你并沒有在運(yùn)動，這時就會導(dǎo)致頭暈。

　　2、另一個原因，則是因?yàn)樵?VR 眼鏡中觀察到的運(yùn)動存在著遲延滯后現(xiàn)象：你擺動腦袋，而虛擬世界需要花零點(diǎn)幾秒才能撲捉到你的動作。

　　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。

　　3、另外，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(diǎn)并非一線，從而出現(xiàn)重影現(xiàn)象，看久了人也會非常容易頭暈。

　　4、最后，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(yuǎn)處放了一個玩偶。你看著近處的杯子，按理來說遠(yuǎn)處的玩偶應(yīng)該模糊不清，但是現(xiàn)在，遠(yuǎn)處的玩偶也看的非常清晰。

　　總的來說，VR 設(shè)備對現(xiàn)實(shí)的模擬不夠真實(shí)，還無法真正地欺騙到大腦，受到困擾的大腦不堪重負(fù)，才會造成眩暈的問題。

　　眩暈問題的解決之道：

　　1、電前庭刺激

　　針對第一個暈眩因素，目前國外正有一家名叫 vMocion 的公司，打算利用梅奧醫(yī)學(xué)中心的航空航天醫(yī)學(xué)和前庭研究實(shí)驗(yàn)室花費(fèi) 10 多年研究的技術(shù)去解決這個問題。這項技術(shù)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(nèi)耳的感知運(yùn)動，并將視野范圍的運(yùn)動觸發(fā)成 GVS 同步指令，刺激產(chǎn)生三維運(yùn)動。如果行得通的話，它可以讓用戶完全沉浸在當(dāng)前的環(huán)境中，真正感覺在自己駕駛的宇宙飛船在俯沖或轉(zhuǎn)彎。

　　2、降低延遲

　　選購虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，很重要的一個指標(biāo)是從轉(zhuǎn)動頭部到轉(zhuǎn)動畫面的延遲。這是目前在技術(shù)上能夠減輕暈眩感最熱門的部分。研究表明，頭動和視野的延遲不能超過 20ms，不然就會出現(xiàn)眩暈。

　　20ms 的延遲時間對于 VR 頭顯而言是一個非常大的挑戰(zhàn)。首先設(shè)備需要足夠精確的辦法來測定頭部轉(zhuǎn)動的速度、角度和距離，這可以使用慣性陀螺儀（反應(yīng)靈敏但是精度差）或者光學(xué)方法來實(shí)現(xiàn)。然后計算機(jī)需要及時渲染出畫面，顯示器也需要及時地顯示出畫面，這一切都需要在 20ms 以內(nèi)完成。相應(yīng)的，如果每一幀顯示的時間距離上一幀超過 20ms，那么人眼同樣也會感到延遲。所以，VR 頭顯的畫面刷新率應(yīng)該超過 50FPS，目前來說 60FPS 是一個基準(zhǔn)。但是要想做到更好的效果，這個刷新率還應(yīng)該接著往上提，比如目前 Oculus Rift CV1 和 HTC Vive 采用了 90hz 刷新率，而 Sony Project Morpheus 采用的是 120hz 刷新率。

　　另外一個辦法，就是降低余暉，低余暉顯示對 VR 頭顯的意義在于，頭動時物體的軌跡更加接近于物理世界的真實(shí)軌跡，在一定刷新率下不會產(chǎn)生讓人能夠覺察到的拖影。要達(dá)到這個目的，目前的 LCD 顯示器是有心無力的，只能使用 OLED 等新型顯示器，由于其每個像素都是主動發(fā)光的，所以 OLED 屏幕可以做到低余暉。實(shí)際上，Oculus 和 Valve 都使用了 AMOLED 的低余暉顯示屏，Sony 則使用了自家的 OLED 顯示屏。

　　3、調(diào)節(jié)鏡片之間的距離

　　在最原始的“手機(jī)盒子”中大家其實(shí)并沒有考慮到這一點(diǎn)，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(yīng)該是三星首先利用了滑輪調(diào)節(jié)鏡片之間距離的設(shè)計，可以自由調(diào)節(jié)兩個鏡片之間的距離。另外，也有方案顯示可以通過藍(lán)牙控制器等調(diào)節(jié)畫面的中心點(diǎn)。從而保證畫面中心、鏡片中心、人眼中心三點(diǎn)一線。避免重影，避免暈眩。

　　4、光場攝影

　　一個光場快照可以在圖片獲取后給照片進(jìn)行聚焦、曝光、甚至調(diào)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(jī)還旨在測定每個進(jìn)入的光線強(qiáng)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(jìn)入相機(jī)視野的可能的圖象。例如，攝影師常常會調(diào)整相機(jī)的鏡頭，以便對面部進(jìn)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。

　　目前在這方面做得最好的 Magic Leap。Magic Leap 做的不是在顯示屏上顯示畫面，而是直接把整個數(shù)字光場投射到使用者的視網(wǎng)膜上，從而可以讓使用者可以根據(jù)人眼的聚焦習(xí)慣自由地選擇聚焦的位置，以準(zhǔn)確的虛實(shí)結(jié)合模擬人眼的視覺效果。根本不用提及刷新率和分辨率等問題，Magic Leap 從另一個方向，用另一種方法一下解決了所有問題。

　　5、添加虛擬參考物

　　普杜大學(xué)計算機(jī)圖形技術(shù)學(xué)院的研究人員去年就發(fā)現(xiàn)，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(jìn)行了測試，一部分人會有虛擬鼻子，一部分沒有。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，有鼻子的人都能保持更長時間的清醒。

　　研究人員稱，之所以能產(chǎn)生治暈的效果，可能是因?yàn)槿诵枰粋€固定的視覺參照物，所以就算在 VR 中加入一個汽車儀表盤，也能產(chǎn)生相同的效果。

　　暈眩問題是阻礙虛擬現(xiàn)實(shí)爆發(fā)的最重要原因，相信時間將是解決一切問題的萬能鑰匙，期待在不遠(yuǎn)的將來，我們能夠體驗(yàn)到不暈的虛擬現(xiàn)實(shí)。上天、入地、下海，躺在家里，真實(shí)經(jīng)歷一切的美好，真好。