審核專家：高輝

中國科學(xué)院大學(xué)光學(xué)工程博士

近來，元宇宙成為科技圈的大熱話題，它的起源可以追溯至科幻小說家史蒂文森在20世紀(jì)末寫的《雪崩》，在他的書中，描述了一個平行于現(xiàn)實(shí)世界但是又完全獨(dú)立的虛擬空間，在這個虛擬空間中，人們可以隨意創(chuàng)造人物，構(gòu)建具有沉浸感的第二人生。

所以，元宇宙是什么？其實(shí)從幾年前就有各種各樣的影視作品展現(xiàn)了這種未來的暢想——《阿凡達(dá)》構(gòu)建了真實(shí)世界的意識植入，算是現(xiàn)實(shí)層面的元宇宙，而電影《頭號玩家》真正的展示了一個虛擬世界的生態(tài)和樣貌。

對于普通消費(fèi)者來說，最能感知到元宇宙的就是通過VR、AR設(shè)備進(jìn)入，但是行業(yè)需要首先解決的，還是有關(guān)用戶體驗(yàn)的問題——虛擬現(xiàn)實(shí)眩暈。

虛擬現(xiàn)實(shí)眩暈即用戶對視覺畫面產(chǎn)生了暈感不適，在日常游戲中，如游戲“光·遇”或者線下VR游戲等，很多人對此都有體會。

觀看上面兩組畫面，有人是不是已經(jīng)開始有些不舒服了？但是為什么有的人在玩第一人稱游戲的時候就會出現(xiàn)這種情況？為什么有的人自己玩的時候沒問題，但看其他人的游戲視頻卻會出現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)眩暈的情況？

咱們從簡單的3D眩暈，到VR眩暈一個一個談。

1? 3D眩暈感的產(chǎn)生

討論3D眩暈感，我們首先需要了解人體感知運(yùn)動的方式是什么。一般情況下，人體通過視覺和聽覺同步運(yùn)動狀態(tài)，進(jìn)而精確把控運(yùn)動行為。

• 視覺。通過視網(wǎng)膜的成像刺激大腦皮層視覺中樞，反饋“運(yùn)動”的信號到高級中樞。

  
  

• 聽覺 。耳部中的前庭和半規(guī)管是人體平衡的感受器，可以感受多種特定運(yùn)動狀態(tài)刺激，如晃動、顛簸、翻滾等，并將有關(guān)的神經(jīng)沖動傳遞給高級中樞。

耳部結(jié)構(gòu)來源|網(wǎng)絡(luò)當(dāng)真實(shí)世界產(chǎn)生為位置移動時，位置覺感受器（前庭、半規(guī)管）也會同步反饋給大腦身體的運(yùn)動狀態(tài)。

當(dāng)視覺信息和位置覺信息是吻合時，大腦就會處理有關(guān)信息控制身體的下一步運(yùn)動。

但是，在3D世界，視覺會感知到運(yùn)動，而耳部的位置覺卻沒有發(fā)送運(yùn)動信號，這種信息的矛盾就會導(dǎo)致大腦無所適從，不知道該相信何種信號，故而干脆發(fā)出眩暈的指令，使人體產(chǎn)生不適，進(jìn)而達(dá)到減緩甚至中止運(yùn)動的目的。

同時，3D眩暈感還有一個特點(diǎn)，是它可以不斷累積，就像一個“debuff”，不斷增加大家的疲勞值，大家的感受也就從基礎(chǔ)的不適變成頭疼，大腦會認(rèn)為是吃壞東西導(dǎo)致神經(jīng)中毒造成的，最后甚至引發(fā)嘔吐。

這個暈車、暈船的原因基本是一致的。

2??VR眩暈癥

VR眩暈癥有別于3D眩暈癥。他可以分為兩部分討論——模擬暈動癥和視覺暈動癥。

模擬暈動癥可以看成是“高配版”3D眩暈癥，當(dāng)你的自我感覺與你的視覺系統(tǒng)不同步，即你的頭戴設(shè)備顯示速度跟不上你的身體移動速度時，就會造成不同步，導(dǎo)致眩暈。

來源|網(wǎng)絡(luò)視覺暈動癥是由視覺系統(tǒng)的不良反應(yīng)引發(fā)的。在游戲中包括顯示的幀數(shù)過低、卡頓、加速度、清晰度、參照物、場景比例等都會引發(fā)不同程度的眩暈。

但其主要原因還是因?yàn)樵O(shè)備本身的刷新率、陀螺儀等表現(xiàn)不佳，導(dǎo)致從頭動到顯示出相應(yīng)畫面的時間過長而引起的眩暈MTP(Motion To Photons)時延。

假設(shè)我們在觀看一條運(yùn)動的鐵軌，同學(xué)們戴著頭盔花0.5s時間轉(zhuǎn)動視覺（正常情況下頭顯就要在0.5s內(nèi)處理完畫面信息）；但如果頭顯延遲較高，其處理畫面時間就不止0.5s（也就是說我們轉(zhuǎn)過頭是慢慢的看著畫面改變），給人的感覺就十分類似玩電腦游戲時掉幀嚴(yán)重的狀態(tài)。再加上VR特有的沉浸感，你就會感覺天旋地轉(zhuǎn)。

3? 為什么偏偏是我？

然而，這種眩暈的感知是因人而異的，這大概就是所謂的“鈍感”吧。

當(dāng)一個人感受到的運(yùn)動幅度或頻率超過一定限度時，神經(jīng)中樞就會反饋不適感，這是人類在長期進(jìn)化過程中形成的一種自我保護(hù)機(jī)制。

但是就像有些人從不暈車，有些人天生暈車一樣。不同人對運(yùn)動的感應(yīng)速度并不一致。

有些人會對畫面進(jìn)行自我補(bǔ)充，或者游戲畫面本身過于逼真，導(dǎo)致大腦相信了虛假的運(yùn)動，從而產(chǎn)生錯亂。有些人能主觀意識到運(yùn)動的不真實(shí)性，從而抑制視覺傳輸出來的神經(jīng)沖動。

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簡單來說，有些人玩這類游戲感覺眩暈就是腦補(bǔ)過度，導(dǎo)致達(dá)到了自我欺騙的效果，而有些人自己玩沒有事，但是看別人玩就不行，同樣是因?yàn)樽⒁饬A向不一樣，在觀看他人游戲時注意力會將集中于某個局部，這樣在畫面劇烈變化時，就會出現(xiàn)不適感。

4??解決眩暈

這個難題倒是可以從多個方面解決。

比如對于3D眩暈癥，你如果會調(diào)整電腦配置，那你就可以：

• 降低電腦分辨率和亮度。電腦分辨率越高，畫面越清晰，游戲體驗(yàn)感就越真實(shí)，引起眩暈的概率就高。

  
  

• 穩(wěn)定游戲幀數(shù)?？赡苣阒饔^感受不到，但是當(dāng)眼睛長時間注視跳幀的畫面時，多少會產(chǎn)生眩暈感。

  
  

• 改變視覺范圍。當(dāng)游戲畫面偏小時，任何急促的畫質(zhì)動作都會使大腦處理信息時宕機(jī)，所以將視野范圍調(diào)大，這樣轉(zhuǎn)換畫面時視覺信息變化小，大腦就會有更多的反應(yīng)空間。

  
  

• 改變電腦其余參數(shù)。嘗試去關(guān)閉垂直同步，調(diào)整陰影，尤其是動態(tài)模糊效果。

如果你搞不定電腦，一些簡單的姿勢調(diào)整也可以改善不適。

• 改變視野環(huán)境。把真實(shí)環(huán)境中的靜態(tài)物放入視野，比如手機(jī)屏幕的外邊框、桌子等，這樣就能有效降低沉浸感，從而讓大腦明確你的非運(yùn)動狀態(tài)，減少眩暈的發(fā)生。

• 避免過快的移動畫面?？焖僖暯堑母淖儠O大概率引起大腦的混亂，要給大腦一個余地。

對于VR眩暈癥，其實(shí)主要還是VR設(shè)備本身的不足引起的，市場上還沒有非常完美的VR設(shè)備（或許視網(wǎng)膜級分辨率、240hz高刷新率、足夠輕薄的腦機(jī)才是最完美的最終形態(tài)）能夠徹底的緩解癥狀，但是高度沉浸式的VR游戲外設(shè)（如virtuix家的omni跑步機(jī)）等設(shè)備已經(jīng)在逐步的更新?lián)Q代中完善。

雖然目前一切都還在探索，再加上虛擬世界的硬軟件的技術(shù)有限，導(dǎo)致產(chǎn)品效果不太盡如人意，但是人機(jī)聯(lián)動、切換第三視角等方式已經(jīng)開始逐步顯現(xiàn)研究成果，未來一定會產(chǎn)生一本合格的《防眩暈設(shè)計指南》!