解决不了这项技术，估计没多少人能加入“元宇宙”！

审核专家：高辉

中国科学院大学光学工程博士

近来，元宇宙成为科技圈的大热话题，它的起源可以追溯至科幻小说家史蒂文森在20世纪末写的《雪崩》，在他的书中，描述了一个平行于现实世界但是又完全独立的虚拟空间，在这个虚拟空间中，人们可以随意创造人物，构建具有沉浸感的第二人生。

所以，元宇宙是什么？其实从几年前就有各种各样的影视作品展现了这种未来的畅想——《阿凡达》构建了真实世界的意识植入，算是现实层面的元宇宙，而电影《头号玩家》真正的展示了一个虚拟世界的生态和样貌。

电影《头号玩家》视频截图

对于普通消费者来说，最能感知到元宇宙的就是通过VR、AR设备进入，但是行业需要首先解决的，还是有关用户体验的问题——虚拟现实眩晕。

虚拟现实眩晕即用户对视觉画面产生了晕感不适，在日常游戏中，如游戏“光·遇”或者线下VR游戏等，很多人对此都有体会。

VR体验馆中过山车项目

来源丨网络

游戏《光·遇》画面截图

来源丨网络

观看上面两组画面，有人是不是已经开始有些不舒服了？但是为什么有的人在玩第一人称游戏的时候就会出现这种情况？为什么有的人自己玩的时候没问题，但看其他人的游戏视频却会出现虚拟现实眩晕的情况？

咱们从简单的3D眩晕，到VR眩晕一个一个谈。

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3D眩晕感的产生

讨论3D眩晕感，我们首先需要了解人体感知运动的方式是什么。一般情况下，人体通过视觉和听觉同步运动状态，进而精确把控运动行为。

• 视觉。通过视网膜的成像刺激大脑皮层视觉中枢，反馈“运动”的信号到高级中枢。

• 听觉 。耳部中的前庭和半规管是人体平衡的感受器，可以感受多种特定运动状态刺激，如晃动、颠簸、翻滚等，并将有关的神经冲动传递给高级中枢。

耳部结构

来源丨网络

当真实世界产生位置移动时，位置觉感受器（前庭、半规管）也会同步反馈给大脑有关身体的运动状态。

当视觉信息和位置觉信息是吻合时，大脑就会处理有关信息，控制身体的下一步运动。

但是，在3D世界，视觉会感知到运动，而耳部的位置觉却没有发送运动信号，这种信息的矛盾就会导致大脑无所适从，不知道该相信何种信号，故而干脆发出眩晕的指令，使人体产生不适，进而达到减缓甚至中止运动的目的。

同时，3D眩晕感还有一个特点，是它可以不断累积，就像一个“debuff”，不断增加大家的疲劳值，大家的感受也就从基础的不适变成头疼，大脑会认为是吃坏东西导致神经中毒，最后甚至引发呕吐。

这个晕车、晕船的原因基本是一致的。

2

VR眩晕症

VR眩晕症有别于3D眩晕症。它可以分为两部分讨论——模拟晕动症和视觉晕动症。

模拟晕动症可以看成是“高配版”3D眩晕症，当你的自我感觉与你的视觉系统不同步，即你的头戴设备显示速度跟不上你的身体移动速度时，就会造成不同步，导致眩晕。

视觉晕动症的软件因素

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视觉晕动症是由视觉系统的不良反应引发的。在游戏中包括显示的帧数过低、卡顿、加速度、清晰度、参照物、场景比例等都会引发不同程度的眩晕。

但其主要原因还是因为设备本身的刷新率、陀螺仪等表现不佳，导致从头动到显示出相应画面的时间过长而引起的眩晕MTP(Motion To Photons)时延。

你看哪边更晕？

来源丨《双子杀手》VR视觉

假设我们在观看一条运动的铁轨，同学们戴着头盔花0.5s时间转动视觉（正常情况下头显就要在0.5s内处理完画面信息）；但如果头显延迟较高，其处理画面时间就不止0.5s（也就是说我们转过头是慢慢的看着画面改变），给人的感觉就十分类似玩电脑游戏时掉帧严重的状态。再加上VR特有的沉浸感，你就会感觉天旋地转。

3

为什么偏偏是我？

然而，这种眩晕的感知是因人而异的，这大概就是所谓的“钝感”吧。

来源丨网络

当一个人感受到的运动幅度或频率超过一定限度时，神经中枢就会反馈不适感，这是人类在长期进化过程中形成的一种自我保护机制。

但是就像有些人从不晕车，有些人天生晕车一样。不同人对运动的感应速度并不一致。

有些人会对画面进行自我补充，或者游戏画面本身过于逼真，导致大脑相信了虚假的运动，从而产生错乱。有些人能主观意识到运动的不真实性，从而抑制视觉传输出来的神经冲动。 

简单来说，有些人玩这类游戏感觉眩晕就是脑补过度，导致达到了自我欺骗的效果，而有些人自己玩没有事，但是看别人玩就不行，同样是因为注意力倾向不一样，在观看他人游戏时注意力会将集中于某个局部，这样在画面剧烈变化时，就会出现不适感。

4

解决眩晕

这个难题倒是可以从多个方面解决。

比如对于3D眩晕症，你如果会调整电脑配置，那你就可以：

• 降低电脑分辨率和亮度。电脑分辨率越高，画面越清晰，游戏体验感就越真实，引起眩晕的概率就高。

• 稳定游戏帧数。可能你主观感受不到，但是当眼睛长时间注视跳帧的画面时，多少会产生眩晕感。

• 改变视觉范围。当游戏画面偏小时，任何急促的画质动作都会使大脑处理信息时宕机，所以将视野范围调大，这样转换画面时视觉信息变化小，大脑就会有更多的反应空间。

• 改变电脑其余参数。尝试去关闭垂直同步，调整阴影，尤其是动态模糊效果。

如果你搞不定电脑，一些简单的姿势调整也可以改善不适。

• 改变视野环境。把真实环境中的静态物放入视野，比如手机屏幕的外边框、桌子等，这样就能有效降低沉浸感，从而让大脑明确你的非运动状态，减少眩晕的发生。

• 避免过快的移动画面。快速视角的改变会极大概率引起大脑的混乱，要给大脑一个余地。

对于VR眩晕症，其实主要还是VR设备本身的不足引起的，市场上还没有非常完美的VR设备（或许视网膜级分辨率、240hz高刷新率、足够轻薄的脑机才是最完美的最终形态）能够彻底的缓解症状，但是高度沉浸式的VR游戏外设（如virtuix家的omni跑步机）等设备已经在逐步的更新换代中完善。

虽然目前一切都还在探索，再加上虚拟世界的硬、软件的技术有限，导致产品效果不太尽如人意，但是人机联动、切换第三视角等方式已经开始逐步显现研究成果，未来一定会产生一本合格的《防眩晕设计指南》!

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