未来对VR不适的改善情况

Question

因为VR的立体感，我个人在体验的时候一般40分钟就会感到头晕不适，以至于喜欢VR但是伤不起。现在有没有对这种情况有针对的成品或者在研究？会不会要很久才有解决这个问题的产品面世？

Answer 1

40分钟才感到头晕已经很不错了，许多人戴上头显，几分钟就有眩晕现象。眩晕产生的原因一般有两种：一种是因为晕动症（motion-sickness problem）；一种是因为视觉辐辏调节冲突（vergence-accommodation conflict，VAC）。
因为人视觉上看到运动，但是身体没动引起的晕动症。要减轻这种状况有几种有效的办法：让身体相应的运动起来，比如HTC Vive 利用 Lighthouse 灯塔定位技术，让玩家有机会在房间中走动，或者利用全向跑步机让身体跟随画面运动；40% 以下的人是晕设备，60%以上的人是晕内容，不体验动作太大太刺激或处于运动状态的游戏，可以避免引发晕动症；长期训练，适应之后可以减轻晕动症状；吃晕车药也可以减少晕动症的发生。另外，于三星还推出了一种技术，使用Entrim 4D耳机，通过电刺激玩家的内耳来造成自己正在运动之中的错觉，从而减少晕动症发生概率。人的头部和眼球的运动很快，对画面的变化也很敏感，如果虚拟现实有画质太差、视野太小、画面畸变、画面延迟等情况，极有可能转个头都会引起眩晕，这种情况可以依靠技术去改善。
首先提升图像分辨率：根据AMD公司的计算，人类视网膜中央凹能达到60个PPD（Pixels Per Degree，每度的像素）的可视度，在水平120度，垂直135度的视野下，两只眼睛视野可以达到1亿1600万像素，换算成分辨率大概就是16K。虚拟现实设备需达到分辨率2K以上，才能提供及格的显示效果，要达到人眼所能感知的效果，虚拟现实显示技术还有很长的路要走。目前，市面上分辨率达到4K的VR设备并不多，有中科院云计算中心与深圳威阿科技有限公司联合推出蜃楼TV-1和小派科技在2016年4月7日发布的小派4K VR等数款4K设备，可以为用户提供较佳的显示效果。另外一个思路就是让眼球注视的地方显示较高分辨率，而视野外围使用较低分辨率。在2016年CES上，一家德国公司展示了注视点渲染技术眼球追踪技术，局部渲染功能让硬件优先高分辨率渲染眼球中央的图像，视野外围用较低分辨率的渲染，从而提升渲染效果，减少设备计算量。
其次扩大视野，减少画面畸变：目前虚拟现实设备的入门视场角是95°，大部分设备都能满足。而画面畸变主要分布在视线边缘，现阶段，通过特定的算法，可以将畸变降到可接受的范围。
再次是减少画面延迟：研究表明，虚拟现实设备要求延迟20ms以内，虚拟现实头显的画面刷新率应该超过60Hz才能提供较好的显示效果。要把延迟降低到20ms，不仅需要虚拟现实设备配备更高精度的惯性陀螺仪，还需要计算层能够快速渲染出视野中的画面，并以最快的速度传输到人眼中。在2016年GTC全球商品交易中心（Global Trade Center）上，英伟达（Nvidia）宣布，他们的的新技术能让刷新率达到1700Hz。Nvidia 研发部门副总裁 David Luebke 说：“如果你能将这个技术应用在 VR 显示上，这个级别的超低延迟将让一切保持磐石般的稳定，届时显示屏将不再是引发延迟的根源，我们可以认为这就是零延迟显示屏了。”
视觉辐辏调节冲突也就是常说的调焦冲突，有研究表明，长时间观看虚拟现实3D图像，因视觉辐辏调节冲突，可能会对用户造成诸如头疼、眼睛疲劳、视力模糊、复视甚至是恶心等短期症状，并有可能对人体造成永久性伤害。本质原因是辐辏与焦点调节的不一致与现实中调节原理相违背。简单的来说，虚拟现实的3D图像并没有深度信息，眼镜的焦点始终在屏幕上，这与眼镜观察现实世界的方式是相违背的，所以才会导致视觉疲劳和眩晕。
知道了原因，技术上能解决这个问题吗？这就依靠利用光场显示技术，还原物体的所有光场信息，从而使观赏者能够如同身处真实世界中一样。另外，增强现实眼镜使用的投影技术能有效减轻视觉疲劳。比如谷歌眼镜、Avegant Glyph、Magic Leap等都使用了类似技术。不同的是，谷歌是单眼投影，通过一个微型投影仪和半透明棱镜，将图像投射在视网膜上；Avegant Glyph采用两个独立投影仪，采用VRD虚拟视网膜技术（Virtual Retinal Display），而Magic Leap采用的是光纤投影仪，使用的是Fiber Optic Projector技术。投影技术可以实现更为细腻逼真的3D效果，而且画面直接投影到视网膜，缓解了眼镜盯着屏幕产生的疲劳感。
Magic Leap的原理就是依靠技术上全还原物体所有的光线，完美的再现物体的光场。光场（Lightfield）的学术概念早在1939年就已提出，用于描述空间中任意点在任意时间的光线强度、方向、波长。理论上，只要完整记录下物体的光场，再通过光纤投影仪将光场信息传送到视网膜上，我们就会“看见”了这个物体，并认为它是真实存在的。
目前，这种技术还有待发展，现阶段的建议是，使用虚拟现实设备的时间不易过长，要间歇性休息眼睛，缓解眼睛疲劳。随着技术的进步，虚拟现实所引起的诸多健康问题会逐渐被解决，我们也一定能将视觉疲劳减少到可以承受的范围内。未来，随着技术成熟，眩晕问题终将会被克服，希望晕动症不再是阻碍消费者的绊脚石，科技会让更多人的体验到虚拟现实的奇妙世界。