哥倫比亞大學教授有辦法解決 VR 帶來的眩暈感

作者 | 發布日期 2016 年 06 月 16 日 15:40 | 分類 VR/AR , 穿戴式裝置 follow us in feedly
下載自shutterstock

VR 帶來的眩暈和噁心的感覺是個讓人頭疼的問題,網友們甚至取了一個名字:虛擬實境嘔吐症。



哥倫比亞大學電腦圖形和使用者介面實驗室的教授史蒂芬‧費納(Steven K. Feiner)和他的學生艾周‧費爾南德斯(Ajoy Fernandes)認為,透過調節視場角 FOV,稍微縮小使用者在 VR 頭顯裡的可看視野,能有效減輕使用者的眩暈與噁心感。

日常生活裡你基本上遇不到這種「不良反應」,怎麼用 VR 裝置玩久了遊戲就會呢?

其中一個原因是因為視覺輻輳調節衝突(vergence-accommodation conflict)。

 

什麼是視覺輻輳調節衝突?

我們是怎麼看一個物體的?簡單講,調整眼球位置。

物體較近,眼球向內翻轉;物體較遠,眼球會向外,這樣產生了視覺輻輳。與此同時,眼睛還會根據實際情況進行焦點調節。通常,視覺輻輳與焦點調節是成對出現的。

愛范兒配圖

為什麼戴上 VR 頭顯看圖像,就眩暈了呢?

目前的 3D 影像是利用雙眼的輻輳作用成像於空間點,使物像躍出或凹陷於螢幕內,從而形成縱深的空間感。

虛擬環境系統生成的兩幅具有雙眼視差的圖像在映入視網膜之後,與現實世界一樣,視線也可以聚焦於虛擬環境中的任意虛擬物件上,但是具有明顯深度感的、前後位置各不相同的各個虛擬物件,不但沒有發出與其所處位置相對應的散開度的光線,而且和平面圖像一樣,各物件發出的入瞳光線的散開度卻相互幾乎一致。

愛范兒配圖

▲ 視覺輻輳調節衝突。

這種現象違背了正常的視覺生理,改變了正常的視覺生理機能,會導致調節和輻輳關係的不和諧,甚至相互衝突。

戴上 VR 頭顯後,因為螢幕發出的光線並沒有深度資訊,眼睛的焦點要對哪?螢幕上。

但視覺輻輳發生在哪?在空間圖像上。

此時輻輳與焦點調節的不一致,雙眼在這兩者之間不斷的平衡調節、自我調整,終將會在一定時間後出現諸如視力模糊、眼睛乾澀、眩暈複視、畏光甚至噁心嘔吐等視疲勞症狀。

 

調節視場角 FOV,VR 體驗更好

現在,哥倫比亞大學電腦圖形和使用者介面實驗室的教授史蒂芬‧費納和他的學生艾周‧費爾南德斯說他們找到了解決視覺輻輳調節衝突的辦法。

史蒂芬教授認為,透過調節視場角 FOV,稍微縮小使用者在 VR 頭顯裡的可看視野,會讓使用者感覺更舒服。

愛范兒配圖

很多人認為,在虛擬世界裡,看到的越多,體驗更好,但很多時候,虛擬世界裡的邊緣圖像是我們不會去注意的內容。可看視野越大,左右眼形成的影像的縱深感更強,但這樣也容易加劇我們的視覺輻輳調節衝突。

史蒂芬教授和他的學生艾周邀請了 30 名參與者體驗不同 FOV 設置的 VR 電影。測試時,當影片裡的圖像開始運動時,體驗者透過 VR 頭顯看到的視野也相應縮小,運動停止了,視野恢復。

VR 影片裡,在空間裡有劇烈變化的影像容易引起使用者的眩暈感。同時,這些變化總會吸引使用者的注意力,而此時,邊緣處的圖像會被忽略,此刻縮小視野,對使用者的體驗來講,影響並不大。

在實驗過程中,參與測試的人也表示,沒有覺察到在 VR 頭顯裡可看視野有縮小的變化,同時,參與者也表示,這種觀感效果更舒服。

史蒂芬教授表示,這項實驗還需要更多的重複測試,找到對多數而言最好的 FOV 縮小結果。但不管怎麼說,這種辦法確實給虛擬實境的眩暈症的解決帶來新的可能性。

「虛擬實境能改變我們與他人、機器和資訊交流的形式。」史蒂芬教授說。

「VR 需要一個更舒服和更有沉浸感的體驗,希望我們的實驗能帶來一些可能性的進步。」

解決 VR 的眩暈感,Magic Leap 給出過更好的解決辦法。愛范兒曾報導,Magic Leap 利用光纖投影技術,光纖直接向視網膜投射整個數位光場產生圖像,同時它能夠感知周圍的環境,對用戶進行定位以及構建三維世界,讓用戶和現實世界做出互動。

(本文由 愛范兒 授權轉載;首圖來源:shutterstock)

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