虛擬現(xiàn)實(shí)仍無法解決VR暈眩
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- 發(fā)布時(shí)間:2016-11-21 15:31
隨著Oculus、VIVE等虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品相繼面世,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,目前仍然無法解決暈眩問題,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
第一,VR暈眩原理其實(shí)非常簡(jiǎn)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。
第二,因?yàn)樵赩R眼鏡中觀察到的運(yùn)動(dòng)存在著遲延滯后現(xiàn)象:你擺動(dòng)腦袋,而虛擬世界需要花零點(diǎn)幾秒時(shí)間才能撲捉到你的動(dòng)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。
第三,由于每個(gè)人的瞳距不一,對(duì)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(huì)非常容易頭暈。
第四,最后,景深不同步,也是眩暈的原因之一。
總的來說,VR設(shè)備對(duì)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(huì)造成眩暈的問題。
眩暈問題的解決之道
針對(duì)第一個(gè)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多年時(shí)間研究的技術(shù)去解決這個(gè)問題。這項(xiàng)技術(shù)名為電前庭刺激,將電極放在策略性位置,追蹤用戶內(nèi)耳的感知運(yùn)動(dòng),并將視野范圍的運(yùn)動(dòng)觸發(fā)成GVS同步指令,刺激產(chǎn)生三維運(yùn)動(dòng)。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,真正感覺自己駕駛的宇宙飛船在俯沖或轉(zhuǎn)彎。
選購虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備,很重要的一個(gè)指標(biāo)是從轉(zhuǎn)動(dòng)頭部到轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)和視野的延遲不能超過20ms,不然就會(huì)出現(xiàn)眩暈。
20ms的延遲時(shí)間對(duì)于VR頭顯而言是一個(gè)非常大的挑戰(zhàn)。首先設(shè)備需要足夠精確的辦法來測(cè)定頭部轉(zhuǎn)動(dòng)的速度、角度和距離,這可以使用慣性陀螺儀或者光學(xué)方法來實(shí)現(xiàn)。然后計(jì)算機(jī)需要及時(shí)渲染出畫面,顯示器也需要及時(shí)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(shí)間距離上一幀超過20ms,那么人眼同樣也會(huì)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(gè)基準(zhǔn)。但是要想做到更好的效果,這個(gè)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(gè)辦法,就是降低余暉,低余暉顯示對(duì)VR頭顯的意義在于,頭動(dòng)時(shí)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(huì)產(chǎn)生讓人能夠覺察到的拖影。
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,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(jì),可以自由調(diào)節(jié)兩個(gè)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。
一個(gè)光場(chǎng)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(gè)感光單元所有光線的總和,光場(chǎng)相機(jī)還旨在測(cè)定每個(gè)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(gè),而是每一個(gè)在那一刻進(jìn)入相機(jī)視野的可能的圖象。
目前在這方面做得最好的是Magic Leap。Magic Leap做的不是在顯示屏上顯示畫面,而是直接把整個(gè)數(shù)字光場(chǎng)投射到使用者的視網(wǎng)膜上,從而可以讓使用者根據(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(gè)方向,用另一種方法一下解決了所有問題。
普杜大學(xué)計(jì)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(chǎng)景中加一個(gè)虛擬的鼻子,就能解決頭暈等問題。研究人員在各種虛擬場(chǎng)景中對(duì)41名參與者進(jìn)行了測(cè)試,一部分人會(huì)有虛擬鼻子,一部分沒有用。結(jié)果發(fā)現(xiàn),有鼻子的人都能保持更長時(shí)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€(gè)固定的視覺參照物,所以就算在VR中加入一個(gè)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(shí)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。
■佚名
