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也許VR永遠都不會成功?美國專家有話說

介紹

我在軍方的模擬飛行頭盔項目上工作了數十年,可以說是VR方面的專家。

恕我直言,現有的VR裝備都遠未達到能夠正常使用的等級。它們可能會自然地被淘汰,或者轉向3D顯示器領域。這只是我的一家之言,我來解釋一下為什麼會產生這樣的觀點。

每個人都覺得這些設備是嶄新且具有革命性的,但這不是真相。在這兩年發生的事情,僅僅是這些設備的價格從8萬美元跌到5百美元。我們並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。

許多人聲稱,VR設備容易導致眩暈的問題已經得到解決,或者馬上會被解決。他們認為,能夠通過設備的設計來解決這個問題。

這樣想的人,都認同一種理論。這種理論宣稱眩暈由系統的延遲/卡頓、低分辨率的顯示屏或是不準確的頭部定位引起。因此,這些問題都會在VR系統逐步完善的過程中得到解決。遺憾的是,我們為美軍製作的頭盔造價8萬美元,它具有更小的延遲,更高的解析度,和更準確的頭部追蹤——在這些方面我們強於任何市售的VR產品,但這些頭盔依然讓人頭暈。所以這種理論可能是錯的。

問題在於,持這些理論的人忽略(或者幾乎忽略)了20年來用VR設備(我們稱它為“頭戴顯示器”,並將“虛擬現實”稱為“模擬”)進行試驗得出的事實。

更糟的是,有可靠的研究證實,VR設備造成的眩暈感可能在你停止使用設備8小時後依然存在。

深度知覺

我相信最大的問題在於深度知覺。

對於距離在幾米內的物體,你需要調整睫狀肌帶動你眼中的透鏡(譯註:晶狀體)來對焦。這些肌肉會對晶狀體進行一定的壓迫,你因此可以對在近距離內的物體進行準確對焦。沒有顯示設備能夠重現來自不同距離的光線——就目前來看不存在這樣的技術。我們沒法愚弄大腦。

高級的VR設備能夠調動用戶的深度知覺,它們通過對圖片的“綜合”來使用戶立體感。具體來說,用戶兩隻眼睛看到的圖片會有些細微的不同。當我們控制雙眼聚焦到一點上,兩張圖片就會“混合”在一起。這是通過對眼內肌的控制來實現的。

我們始終在使用這兩套肌肉群測量物體的距離,一套用來聚焦,另一套用來綜合。當大腦得到正確的信號時,就說明這兩個功能正在默契地互相配合。

然而,在VR設備之中,我們無法做到這一點。對焦系統認為:“這兩幅圖片在同一個位置”,綜合系統認為“這兩幅圖片的位置不同”。如果目標物體位於幾米外,就不會有大問題,因為對焦系統只有在很近的距離內才能實現精確對焦。但是大腦會感覺到差異。

那麼,假如綜合系統告訴我們“那個東西離我們2米遠”,同時對焦系統告訴我們“那個東西離我們3米遠”,在這種情況下會發生什麼?

在真實世界裏,這根本就不會發生。我們從穴居人開始一路進化下來,但大腦並沒未發生什麼根本的變化——你的大腦可以說就是穴居人的大腦。在這種前所未見的情況下,大腦會有什麼奇怪的反應?有些人可以單純地忽略這些信號,然後把注意力集中到其他的地方上去。而另外一些人的大腦就會說:“糟糕,我肯定是暈了!”你暈了,你的穴居人大腦判斷,你一定吃了有毒的東西……大概是個毒蘑菇?當這種情況發生時,你的大腦會進入恐慌狀態然後嘗試清空你的胃,你會覺得非常,非常噁心。

這個問題不可能被任何已知的技術解決。真要解決的話,我們需要發明這麼一種技術:它能使設備在像素等級上動態調節對焦光源,並且我們還要把這種技術的成本降到40美元。

僅僅因為這一個理由,人類就永遠無法擺脫VR眩暈。除非在VR軟件里,所有的物體都在觀察者3米之外。這個限制完全排除了任何室內題材的VR軟件(室內空間太小,達不到距離大於3米這個條件),或者任何能使用手臂直接進行交互的VR軟件(距離太近)。

但是,在飛行模擬器領域,VR設備就不存在這樣的問題!我們將飛行員放到模擬訓練艙里,使用半透明現實器讓他們看到真實的駕駛艙圖像。他們能夠看到在飛機外的工作人員,但因為他們肯定在很多米以外,所以不會有問題。這樣,整套VR設備就可以在用戶感到舒適的情況下順利地運轉。有一個例外:在訓練空中加油的時候,軟管-浮錨裝置會處於離飛行員頭頂一米左右的位置。因為上面說過的原因,甚至許多飛行員也會感到眩暈。最近,有的飛行員乾脆在訓練艙里關掉圖像,光靠儀錶來練習空中加油。

動量

在真實世界裏活動時,我們的身體會服從動量守恆定理。當你在行走時突然停下,身體的質量會導致你繼續往前移動,你必須要控制肌肉來制止你的手臂或者頭部前伸。在停車和拐彎時,一定要提前考慮好動量。

目前這些細節在VR設備中不存在,而且你的大腦意識到了這一點。

如果你只是在看電視或者電影,這就不是問題。我們似乎能意識到平面屏幕上的圖像不是真實的,因此我們接受了這個設定:看電視時,我們的身體不需要感受到任何動量。但是,在感知一些更真實的內容時,我們就會陷入“恐怖谷”:我們能夠下意識地感覺到,身體沒有承受動量,這會讓我們感到強烈的困擾。

你的穴居人大腦又出場了:“我的眼睛說我在加速,但我的胃和平衡器官告訴我並沒有。我肯定是暈了!必須要吐。”

我們因為正好相反的原因而暈船。船艙內的視角讓我們覺得,我們正身處於一個巨大而穩定的房間;但感覺系統告訴我們“不,我們明顯在搖動,因為動量一直在變化,所以我們肯定暈了!吐吧。”

開發谷歌紙框VR的夥計看上去意識到了這點,並且提出了建議:在使用所有的VR軟件時盡量站着別動,或者僅僅移動頭部(用戶確實這樣做了,因此沒有人感到噁心)。這確實有效,但當你玩一個很真實的FPS或者賽車遊戲時就是另外一回事了。換個說法,在任何一個追求臨場感的VR軟件里你都沒辦法保持不移動,所以無法避免眩暈。這在飛行模擬中也是一個大問題。幸好並不是所有人都容易暈,特別是飛行員。

同樣,這個問題沒辦法解決,因為物理法則不允許。

實際情況

說到這裡,我們已經總結出了兩種類型的眩暈:對焦導致的眩暈和動量缺失導致的眩暈。

因此,99%的VR軟件都會導致眩暈,即使它們的內容實際上很精彩。在目前的VR遊戲中,主角(或者主角視角)幾乎無法避免有一些加速的動作。當然,有個無趣的解決方法——開發者可以把所有物體放到視距3米外(但因為你肯定不會高於3米,所以低頭看地板的時候還是會暈)。

或者,開發者只做一些炫酷的內容放在遠處,你站着靜靜旁觀就好——但是用戶想要的可不是這樣的VR。

我一直在和VR顯示設備打交道。無論是價值8萬美元的還是價值500美元的,我都已經研究了許多年。每個人都能佩戴VR設備數分鐘並保持不眩暈。但有一半的人會在幾分鐘後感覺難受,在這些人裏面,又有一半人會難受到必須馬上停止使用設備。

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……這也解釋了為什麼這麼多人認為他們喜歡VR。糟糕的是,直到他們花了500美元後他們才能意識到問題的嚴重性。

當你在這些設備上花的時間超過一個小時,情況可能會更糟。

我曾經在一個為Oculus開發軟件的團隊里工作過。團隊里每人都有一個頭戴設備,大多數時間裏它都在吃灰。我們既寫代碼,也做美術內容。我們都是專家,知道自己在做什麼,但當你站在我們的實驗室里舉目四望,會發現沒有一個人戴着Oculus。僅在很少數的情況下,研究人員會戴上VR,只是為了確認一些內容,然後在30秒內摘下來。大多數時候,我們都是在並排放置的兩個顯示器上觀察視覺效果。當項目最終完成時,因為再也不用帶這些頭盔了,我們所有人都很開心。

我們為這個現象取了個名稱:“模擬恐懼症”(Simulator Sickness),簡稱“模懼症“(SimSickness)。

之所以我對VR這麼沒信心,最大的原因是一系列美軍對模擬恐懼症的研究。

他們發現,即使沒有發生眩暈,實驗對象也會出現在一定範圍內出現恍惚,或者失去方向感。

“有個問題我們始終沒有得到答案:某些實驗對象會在使用VR設備後感覺現實世界變得很遲緩,我們不知道這樣的癥狀具體會持續多久。一些數據暗示,出現這個癥狀的人數可能遠超我們推測的數字。有8%的實驗對象生物鐘加速了6到8小時,更極端的案例,有的實驗對象生物鐘甚至加速了1到2天。通過研究,我們已經能夠推斷出是哪些場景導致這些問題,而已經找到了處理這些問題的方法。我們還需要對照試驗,確定所謂的‘模擬恐懼症’是否會真實的飛行中產生。”

“從研究中,我們可以總結出,在使用VR設備後應該休息多長時間,才能進行飛行或駕駛汽車。”

美軍的研究者認為,用戶應該在使用VR設備24小時後,再進行飛行或駕駛汽車。

總結

我很傷感(因為作為極客我也很想要到一個“holodeck”)。我不認為製造一個成本在可接受範圍內,同時還具有足夠好體驗的VR設備是可能的。(譯註,holodeck是《星際迷航》的典故,詳見這裡)

對於那些確實能忍受不適感的用戶,我最大的擔心是美軍指出的那些癥狀:在結束VR遊戲之後很長一段時間裏你都會缺失方向感。實際上,“VR後駕車”可能和醉駕一樣危險。這些消費級VR設備應該得到更徹底的研究,假如某一天真的因為VR設備產生交通事故,整個行業可能會跟着遭殃。可以說,這是遲早要發生的事。

抱歉掃大家的興了。

阿波羅網責任編輯:李華 來源:SteveBaker 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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