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相信最近小伙伴兒們的朋友圈都曾被一篇《美軍專家表示VR可能永遠不會成功，這都怪你的穴居人大腦》的文章刷過屏。不可否認，這篇文章是解釋VR眩暈的好文章，也向我們揭示了VR目前的一大難題——眩暈感，但Steve作為VR行業的資深從業者，直接判定VR死刑是非常不負責任的，其實問題遠沒有Steve說的那樣悲觀。這里，希望能通過我個人對該篇文章的解析，讓讀者對目前的VR行業有一個更貼切的了解。
正如大家所討論的，作者Steve通篇都是以1989年的美國空軍論文中的數據來證明自己的觀點。回想起來1989年還真是遙遠，相信我們很多小伙伴還木有出生吧！27年的時間，科技世界早已發生了翻天覆地的變化。
舉個簡單的例子：我們可以暫且不提27年前，想想7年前，那時候用的是鍵盤手機。相信讀者們一定記得彩信功能吧，為了能夠實時了解對方所處的實際場景我們拍下照片發送給對方，然而這個過程真的是又貴又麻煩。那個時候如果有人以此寫一篇論文的話，估計一定可以給出一個數據，就是很多人覺得用手機實時了解對方所處場景根本不現實，并且幾張圖片也根本無法描述清楚。然而七年后的今天，我們早已經用上了手機視頻。因此我想說27年前的數據的說服力是非常有限的，那時候用的設備跟現在用的設備完全不一樣，因此體驗結果數據也無法用來說明現在的問題。美軍專家Steve用那個時候的數據證明VR必死無疑，相信大家可以有一個自己的判定了。
此外，文章中也表明，只有10.7%的測試者感到惡心，只有1.2%的人認為影響到訓練，如此低的比率完全無法作為證據來著證明VR設備的不可適應行，就算我們認為世界上10.7%的用戶無法使用VR設備，那剩余的89.3%的用戶呢？這個世界上大多數技術向來都不是為所有人準備的，都有一個試用范圍。VR的眩暈與暈車、暈船、暈機帶給人相似的感受，那因為世界上存在著很多暈交通工具的人，我們就能因此得出結論說交通工具是永遠不會成功的？顯然不行，因為交通工具的成功我們有目共睹。
其實這才是我要說的重點。
同樣是上文暈交通工具的例子：交通工具在不斷改進中，火車、飛機等越來越平穩，那些原本暈得不行的人也越來越多能夠搭乘更平穩的交通工具出行，VR也是一樣的。
VR行業雖然已經誕生了幾十年，但是真正興起還是最近這三兩年的事情，我們可以看到就這三兩年時間VR設備就取得了非常大的進步，而非像Steve說的那樣“我們并沒有做出太多技術上的創新，價格的下降大多是在性能上做出妥協的結果”。事實上，近幾年，硬件性能不斷提升，處理器比以前呈數量級式的提升，同樣成本的情況下，性能獲得了革命性提升。VR技術也在不斷進步，無論是定位動捕，還是手勢跟蹤都取得了突破性進展。兩相結合，眩暈問題已經得到了很大改善。所以說Steve得出“價格下降是性能妥協”這樣的結論是錯誤的。
Steve還在文章中表示“目前大多數Demo都是宣傳性質的，在其他的行業展會上通常都是只有幾分鐘長的VR內容。我不知道這些廠商是不是故意這樣做的……這也解釋了為什么這么多人認為他們喜歡VR”。實際上，目前并不是大多數Demo都是宣傳性質的，而是已經開始走向大眾的娛樂生活的，目前一些VR內容平臺已經上線了產品級的內容應用，國內外也有很多VR游樂場正在籌備建設中，開發者們正憋足了勁制作產品級內容，這些產品級的內容可不是Steve所說的只有幾分鐘長。只要使用者有興趣，已經有非常多的內容應用可以讓小伙伴們盡情玩耍。
所以說在文章中，作者Steve的一些結論性的陳述是不成立的。不過他提出的動量和動態聚焦兩點確實是眩暈感的部分成因，而實際上導致VR使用者眩暈的還有一些其他原因。
1、延遲
所謂的延遲是指用戶產生輸入動作到用戶看到VR場景變化之間的時間差。
如果延遲較大，則用戶眼中所見到的場景就與實際場景不匹配，產生眩暈感。我們以頭部轉動為例。人類對于頭部轉動和相對應的視野的變化是極度敏感的。如果用戶的頭轉動了，而相對的，視野轉動有延遲，只要很微小的延遲就會產生不適，有研究表明，整個系統的延遲控制在50ms就會感覺相對不錯，但還是能感覺到。當延遲低于20ms，人就無法感知出來了，這可以說是VR最佳體驗的標準。
現實世界中人眼和大腦的反應機制是“眼睛看到圖像——大腦接收指令”，而之前的虛擬現實世界中整個流程是“頭部轉動——計算單元根據當前幀姿態、視角信息渲染——顯示屏顯示——眼睛看到圖像——大腦接收指令”。這個過程非常復雜，不管是在哪個計算或者通信環節出現延遲，都會造成用戶的動作與眼前的畫面還有大腦接收到的信息不一致，即人耳朵里的前庭系統所感受到的運動狀態和視覺系統不一致，兩者在大腦中“打架”了——人就會覺得暈乎乎的，也就是暈眩感。總之，當身體的運動和視野中所觀測到的運動不匹配或者頭部運動和視覺觀測到的頭部運動的不匹配時，就會產生暈眩感。
延遲問題是目前行業內比較關注的，已經有了非常好的解決方案——異步時間扭曲（Asynchronous Timewarp，簡稱 ATW）。
目前虛擬現實世界中整個流程已經從“頭部轉動——計算單元處理處理跟蹤——顯示屏顯示——眼睛看到圖像——大腦接收指令”變成了“頭部轉動——顯示屏顯示——眼睛看到圖像——大腦接收指令”，我們可以通過下圖來說明：
如圖，上面的過程是原處理過程，下面的則是應用ATW技術后的處理過程。
原處理過程中，添加了當前幀姿態、視角之后，利用當前幀的這些信息渲染，渲染后再傳入顯示器，顯示器畫出當前幀后我們可以在虛擬現實頭顯中看到。
而應用了ATW技術后，整個過程就不是這樣了。計算單元在尚未獲取姿態及視角信息的時候就已經開始了渲染，使用的信息是上一幀的信息。渲染完成后，姿態信息和視角信息進來，顯示器直接將渲染得到的幀按照進來的姿態和視角信息進行矩陣轉換得到當前幀并顯示出來。也就是相當于原處理過程，計算單元是提前渲染的，這樣從獲得姿態、視角信息到顯示器顯示出來這一過程，就節省了渲染所需的時間，大大縮短了從“頭部轉動”到“眼睛看到”之間的延遲。
ATW技術是目前縮短延遲非常好的解決方案。相信隨著VR的不斷發展，我們還可以找到更多更好的解決方案解決延遲問題。
2、深度感知問題
正如Steve在文章中所說的，深度感知問題也是導致眩暈的一大原因。
正常人眼在觀看事物時是有焦距的，不同焦距對應不同的視角，在視角內的圖像，會很清晰，視角外的則比較模糊。一般來說，VR設備會利用雙目視差、動態視差、雙目遮擋、視覺輻輳來獲取深度信息實現立體感的。
然而，即使如上述這樣欺騙過大腦創造出了有深度信息的圖像，大腦依舊會發現不對勁的地方：焦點調節。大多數VR頭顯并沒有將焦點調節考慮到其中，導致全部的圖像一直處于某一個聚焦的狀態，但是你的晶狀體卻會隨著立體影像不斷聚散。這種沖突將會在一定時間后出現暈眩不適感。實際上這個問題是可以通過光場技術得到緩解的！光場技術可以有效緩解“視覺輻輳調節沖突”和“暈動癥”等等這些問題。
那么，什么是光場？
簡單說，“光場”是我們用來描述所有光線在一個空間區域內傳播的詞匯。任何一個物體，不論其是自行發光，還是漫射周邊其他光源照在該物體上的光，都會在該物體周圍形成自己獨特的光強分布，也就是所謂的光場。
光場既包括強度信息，也包括方向信息。而傳統的二維圖像中的每個像素其實就是到達該點的所有光線的能量積分（或光子數），但是并沒有區分開這些光線的方向，因此它僅僅是一個三維場景的一個投影，丟失了場景當中的許多信息。因為用戶對圖像的解讀并非單純依靠雙眼立體圖像（即每只眼睛在單獨的平面上看到圖像），而且眼睛會更加自然地做出反應并停在中心上。因此，光場顯示技術更自然地模仿了我們在現實生活中認知世界的方式，從而降低了疲勞感，反映在VR行業即是降低了眩暈感。
光場兩個主要應用方向是「光場拍攝」和「光場顯示」，第一種需要記錄下來整個空間的所有信息，第二個則是需要將這些信息完整地復現出來。通俗地說就是在空間內任意的角度、任意的位置都以獲得整個空間環境的真實信息，用光場獲得的圖像信息更全面，品質更好。光場顯示可以很好地解決VR頭顯缺乏深度信息的問題。
光場顯示
光場顯示器就是一個會根據你觀看的方位不同，為你展示不同圖像的顯示器。光場顯示可以展示有著不同焦點深度的圖像。與距離觀看者較近的對象相比，距離較遠的同一對象可能會在顯示器上產生一個顯著不同的光場。這就需要眼球調整焦距把對象看清，消除焦點深度和立體深度之間混淆大腦的矛盾。
目前光場顯示技術中比較好的方案是光場立體鏡，即通過一種疊加顯示來獲得自然光場，從而降低 VR暈動癥的影響。該方案利用立體視效技術的深度優勢，把多個顯示器面板中間用細微的間隙分成多層。通過多層顯示器來呈現原光場中的光線，還原原來的光場，從而使得眼睛可以自然地聚焦。
目前，由于光場技術的硬件復雜，計算量十分龐大，如果想要達到VR中實時渲染的要求其計算量將遠遠超過現有的計算能力，因此光場技術尚未普及，處于研究狀態。但我相信不久的將來，隨著硬件的不斷進步以及技術的不斷發展，光場技術有一天一定可以成為主流技術，為我們帶來更加震撼的虛擬現實體驗。
3.“錯覺”
“錯覺”問題是指VR場景中顯示的運動與使用者實際的運動沖突的問題，其實也就是Steve所說的動量問題。這也是非常容易引起眩暈的一大問題，原因與延遲類似，也是由于前庭系統以及身體的其他器官的感知造成的。在VR場景中，我們的大腦將虛擬的場景當成真正的場景，也就是我們觀看到的虛擬現實內容就被大腦認為是當前的場景，然而我們的身體運動卻是不一致的，前庭系統感知的與眼睛看見的沖突，這種沖突會導致迷失方向感和惡心感。例如我們在虛擬世界中坐著飛機暢游天空，眼前的景物變化讓這種感覺非常真實，但是前庭系統、平衡器官等感知到我們實際上是沒有動的，此時大腦會試圖進行一些調節，這樣的調節會造成眩暈和嘔吐。
對這個問題的靈敏度，個體差異是最大的。有些人忍受力很強，而另一些人非常敏感。這與我們每個人對于坐車的忍受力不一樣是同樣的道理。有些人坐任何車都沒有感覺，有些人坐平穩的火車都暈的不行。
這一問題可以通過內容與設備的配合得到解決，開發者可以根據不同VR設備的特點，開發不同的內容，盡量減少“錯覺”的產生。該種方法在某種程度上說是在規避這一缺陷，而不是解決，真正解決這一缺陷的方案是體感設備。所謂體感設備，即是可以讓VR使用者感受到虛擬現實力反饋的設備?？梢哉f一套完美的VR設備應該包含輸入和輸出兩大模塊，玩家既可以通過自己的動作指揮虛擬世界的化身，也能夠感受到來自虛擬世界的回饋。比如用賽車游戲模擬設備玩VR賽車游戲，玩家通過轉動方向盤手柄駕駛游戲中的車輛，這個時候如果能使玩家的座椅能夠給予玩家在虛擬世界賽車座椅上的體感，那就可以大大增進沉浸感，解決“錯覺”問題。除了力反饋，還可以通過控制溫度、風、水等用一些設備模擬虛擬現實場景中的變化，讓身體有體感。
當然除了以上造成眩暈的主要原因外，還有圖形畸變、余暉、刷新率等原因，圖像畸變可以使用非球面鏡片來緩解或者采用反畸變算法抵消畸變，而VR設備的余暉也因為OLED的出現得到解決，且目前OLED刷新率可以做到特別高?？梢?，我們VR行業人正帶著飽滿的熱情努力的解決存在的問題，有希望就有未來。
Steve的文章確實有一定合理的成分，對于VR我們不能盲目樂觀，需要認識到VR存在的問題，并通過不斷地研究解決這些問題。但是我們更不能像Steve那樣盲目的悲觀。目前VR設備確實還不夠完美，還有非常多的問題需要我們去研究解決，但是科技史上哪一款電子產品能在一開始就能得到所有人認可呢？我想，VR行業人的目標不是非要滿足所有人的需求，而是通過不斷的改進和創新讓VR設備可以像交通工具那樣滿足越來越多用戶的生理需求，讓越來越多的用戶體驗到VR的魅力。
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