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产品 2016-6-16 12:30

哥伦比亚大学教授说,VR 的眩晕感能解决了

VR 带来的眩晕和恶心的感觉是个让人头疼的问题。网友们甚至起了一个名字:“虚拟现实呕吐症”。

哥伦比亚大学计算机图形和用户界面实验室的教授史蒂芬.费纳(Steven K. Feiner)和他的学生艾周·费尔南德斯(Ajoy Fernandes)认为,通过调节视场角 FOV,稍微缩小使用者在 VR 头显里的可看视野,能有效减轻使用者的眩晕与恶心感。

日常生活里你基本上遇不到这种“不良反应”。怎么用 VR 设备玩久了游戏就会呢?

其中一个原因是因为视觉辐辏调节冲突(vergence-accommodation conflict)。

什么是视觉辐辏调节冲突?

我们是怎么看一个物体的?简单讲,调整眼球位置。

物体较近,眼球向内翻转;物体较远,眼球会向外,这样产生了视觉辐辏。与此同时,眼睛还会根据实际情况进行焦点调节。通常,视觉辐辏与焦点调节是成对出现的。

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为什么戴上 VR 头显看图像,就眩晕了呢?

目前的 3D 影像是利用双眼的辐辏作用成像于空间点,使物像跃出或凹陷于屏幕内,从而形成纵深的空间感。

虚拟环境系统生成的两幅具有双眼视差的图像在映入视网膜之后,同现实世界一样,视线也可以聚焦于虚拟环境中的任意虚拟对象上, 但是具有明显深度感的、前后位置各不相同的各个虚拟对象, 不但没有发出与其所处位置相对应的散开度的光线, 而且和平面图像一样, 各对象发出的入瞳光线的散开度却相互几乎一致。

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(视觉辐辏调节冲突)

这种现象违背了正常的视觉生理,改变了正常的视觉生理机能, 会导致调节和辐辏关系的不和谐, 甚至相互冲突。

戴上 VR 头显后,因为屏幕发出的光线并没有深度信息,眼睛的焦点对着哪?屏幕上。

但视觉辐辏发生在哪?在空间图像上。

此时辐辏与焦点调节的不一致,双眼在这两者之间不断的平衡调节、自适应,终将会在一定时间后出现诸如视力模糊、眼睛干涩、眩晕复视、羞光甚至恶心呕吐等视疲劳症状。

调节视场角 FOV,VR 体验更好

现在,哥伦比亚大学计算机图形和用户界面实验室的教授史蒂芬.费纳(Steven K. Feiner)和他的学生艾周·费尔南德斯(Ajoy Fernandes)说他们找到了解决视觉辐辏调节冲突的办法。

史蒂芬教授认为,通过调节视场角 FOV,稍微缩小使用者在 VR 头显里的可看视野,会让使用者感觉更舒服。

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很多人认为,在虚拟世界里,看到的越多,体验更好,但很多时候,虚拟世界里的边缘图像是我们不会去注意的内容。可看视野越大,左右眼形成的影像的纵深感更强,但这样也容易加剧我们的视觉辐辏调节冲突。

史蒂芬教授和他的学生艾周邀请了 30 名参与者体验不同 FOV 设置的 VR 电影。测试时,当影片里的图像开始运动时,体验者通过 VR 头显看到的视野也相应缩小,运动停止了,视野恢复。

VR 影片里,在空间里有剧烈变化的影像容易引起使用者的眩晕感。同时,这些变化总会吸引使用者的注意力,而此时,边缘处的图像会被忽略,此刻缩小视野,对使用者的体验来讲,影响并不大。

在实验过程中,参与测试的人也表示,没有觉察到在 VR 头显里可看视野有缩小的变化,同时,参与者也表示,这种观感效果更舒服。

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(图片来源:Samsung

史蒂芬教授表示,这项实验还需要更多的重复测试,找到对多数而言最好的 FOV 缩小结果。但不管怎么说,这种办法确实给虚拟现实的眩晕症的解决带来新的可能性。

“虚拟现实能改变我们与他人、机器和信息交流的形式”,史蒂芬教授说。

“ VR 需要一个更舒服和更有沉浸感的体验,希望我们的实验能带来一些可能性的进步。”

解决 VR 的眩晕感,Magic Leap 给出过更好的解决办法。爱范儿(微信号:ifanr)曾报道,Magic Leap 利用光纤投影技术,光纤直接向视网膜投射整个数字光场产生图像,同时它能够感知周围的环境,对用户进行定位以及构建三维世界,让用户和现实世界做出交互。(想了解更多, 可点上方链接阅读)

参考资料

[1]李思思.辐辏与焦点调节不一致所引发的立体影像视疲劳研究[D].北京邮电大学,2012.

[2]林智祥.3D 影像之立体感与舒适度探讨[D]国立交通大学, 2014

[3]李书印,万明习,李新肖. 虚拟环境中的视觉感知[J], 中国图象图形学报,2000.11.

[4]包化宇,王飞.基于双眼视差图像的视疲劳[J],北京邮电大学自动化学院,2009

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