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也许VR永远都不会成功?看看这位美国专家的观点

来源:虎嗅网    作者:佚名   2016-05-25 11:47:37
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  这是一篇来自Quora的回答,文章的作者是SteVe BAker,一位VR领域的专家,曾参与同美军合作的头戴显示器研发项目。他的观点很悲观,VR的眩晕和恶心感很难解决,似乎VR永远都不会成功,这是他在Quora上的回答原文,提问的原标题为:VR设备的眩晕恶心感到底有多严重?文章由触乐进行翻译,虎嗅进行转载。

  我在军方的模拟飞行头盔项目上工作了数十年,可以说是VR方面的专家。

  恕我直言,现有的VR装备都远未达到能够正常使用的等级。它们可能会自然地被淘汰,或者转向3D显示器领域。这只是我的一家之言,我来解释一下为什么会产生这样的观点。

  每个人都觉得这些设备是崭新且具有革命性的,但这不是真相。在这两年发生的事情,仅仅是这些设备的价格从8万美元跌到5百美元。我们并没有做出太多技术上的创新,价格的下降大多是在性能上做出妥协的结果。

  许多人声称,VR设备容易导致眩晕的问题已经得到解决,或者马上会被解决。他们认为,能够通过设备的设计来解决这个问题。

  这样想的人,都认同一种理论。这种理论宣称眩晕由系统的延迟/卡顿、低分辨率的显示屏或是不准确的头部定位引起。因此,这些问题都会在VR系统逐步完善的过程中得到解决。遗憾的是,我们为美军制作的头盔造价8万美元,它具有更小的延迟,更高的解析度,和更准确的头部追踪在这些方面我们强于任何市售的VR产品,但这些头盔依然让人头晕。所以这种理论可能是错的。

  问题在于,持这些理论的人忽略(或者几乎忽略)了20年来用VR设备(我们称它为“头戴显示器”,并将“虚拟现实”称为“模拟”)进行试验得出的事实。

  更糟的是,有可靠的研究证实,VR设备造成的眩晕感可能在你停止使用设备8小时后依然存在。

  深度知觉

  我相信最大的问题在于深度知觉。

  对于距离在几米内的物体,你需要调整睫状肌带动你眼中的透镜(译注:晶状体)来对焦。这些肌肉会对晶状体进行一定的压迫,你因此可以对在近距离内的物体进行准确对焦。没有显示设备能够重现来自不同距离的光线就目前来看不存在这样的技术。我们没法愚弄大脑。

  高级的VR设备能够调动用户的深度知觉,它们通过对图片的“综合”来使用户立体感。具体来说,用户两只眼睛看到的图片会有些细微的不同。当我们控制双眼聚焦到一点上,两张图片就会“混合”在一起。这是通过对眼内肌的控制来实现的。

  我们始终在使用这两套肌肉群测量物体的距离,一套用来聚焦,另一套用来综合。当大脑得到正确的信号时,就说明这两个功能正在默契地互相配合。

  然而,在VR设备之中,我们无法做到这一点。对焦系统认为:“这两幅图片在同一个位置”,综合系统认为“这两幅图片的位置不同”。如果目标物体位于几米外,就不会有大问题,因为对焦系统只有在很近的距离内才能实现精确对焦。但是大脑会感觉到差异。

  那么,假如综合系统告诉我们“那个东西离我们2米远”,同时对焦系统告诉我们“那个东西离我们3米远”,在这种情况下会发生什么?

  在真实世界里,这根本就不会发生。我们从穴居人开始一路进化下来,但大脑并没未发生什么根本的变化你的大脑可以说就是穴居人的大脑。在这种前所未见的情况下,大脑会有什么奇怪的反应?有些人可以单纯地忽略这些信号,然后把注意力集中到其他的地方上去。而另外一些人的大脑就会说:“糟糕,我肯定是晕了1你晕了,你的穴居人大脑判断,你一定吃了有毒的东西……大概是个毒蘑菇?当这种情况发生时,你的大脑

  会进入恐慌状态然后尝试清空你的胃,你会觉得非常,非常恶心。

  这个问题不可能被任何已知的技术解决。真要解决的话,我们需要发明这么一种技术:它能使设备在像素等级上动态调节对焦光源,并且我们还要把这种技术的成本降到40美元。

  仅仅因为这一个理由,人类就永远无法摆脱VR眩晕。除非在VR软件里,所有的物体都在观察者3米之外。这个限制完全排除了任何室内题材的VR软件(室内空间太小,达不到距离大于3米这个条件),或者任何能使用手臂直接进行交互的VR软件(距离太近)。

  但是,在飞行模拟器领域,VR设备就不存在这样的问题!我们将飞行员放到模拟训练舱里,使用半透明现实器让他们看到真实的驾驶舱图像。他们能够看到在飞机外的工作人员,但因为他们肯定在很多米以外,所以不会有问题。这样,整套VR设备就可以在用户感到舒适的情况下顺利地运转。有一个例外:在训练空中加油的时候,软管-浮锚装置会处于离飞行员头顶一米左右的位置。因为上面说过的原因,甚至许多飞行员也会感到眩晕。最近,有的飞行员干脆在训练舱里关掉图像,光靠仪表来练习空中加油。

  动量

  在真实世界里活动时,我们的身体会服从动量守恒定理。当你在行走时突然停下,身体的质量会导致你继续往前移动,你必须要控制肌肉来制止你的手臂或者头部前伸。在停车和拐弯时,一定要提前考虑好动量。

  目前这些细节在VR设备中不存在,而且你的大脑意识到了这一点。

  如果你只是在看电视或者电影,这就不是问题。我们似乎能意识到平面屏幕上的图像不是真实的,因此我们接受了这个设定:看电视时,我们的身体不需要感受到任何动量。但是,在感知一些更真实的内容时,我们就会陷入“恐怖谷”:我们能够下意识地感觉到,身体没有承受动量,这会让我们感到强烈的困扰。

  你的穴居人大脑又出场了:“我的眼睛说我在加速,但我的胃和平衡器官告诉我并没有。我肯定是晕了!必须要吐。”

  我们因为正好相反的原因而晕船。船舱内的视角让我们觉得,我们正身处于一个巨大而稳定的房间;但感觉系统告诉我们“不,我们明显在摇动,因为动量一直在变化,所以我们肯定晕了!吐吧。”

  开发谷歌纸框VR的伙计看上去意识到了这点,并且提出了建议:在使用所有的VR软件时尽量站着别动,或者仅仅移动头部(用户确实这样做了,因此没有人感到恶心)。这确实有效,但当你玩一个很真实的FPS或者赛车游戏时就是另外一回事了。换个说法,在任何一个追求临场感的VR软件里你都没办法保持不移动,所以无法避免眩晕。这在飞行模拟中也是一个大问题。幸好并不是所有人都容易晕,特别是飞行员。

  同样,这个问题没办法解决,因为物理法则不允许。

  实际情况

  说到这里,我们已经总结出了两种类型的眩晕:对焦导致的眩晕和动量缺失导致的眩晕。

  因此,99%的VR软件都会导致眩晕,即使它们的内容实际上很精彩。在目前的VR游戏中,主角(或者主角视角)几乎无法避免有一些加速的动作。当然,有个无趣的解决方法开发者可以把所有物体放到视距3米外(但因为你肯定不会高于3米,所以低头看地板的时候还是会晕)。

  或者,开发者只做一些炫酷的内容放在远处,你站着静静旁观就好但是用户想要的可不是这样的VR。

  我一直在和VR显示设备打交道。无论是价值8万美元的还是价值500美元的,我都已经研究了许多年。每个人都能佩戴VR设备数分钟并保持不眩晕。但有一半的人会在几分钟后感觉难受,在这些人里面,又有一半人会难受到必须马上停止使用设备。

  目前大多数Demo都是宣传性质的,在其他的行业展会上通常都是只有几分钟长的VR内容。我不知道这些厂商是不是故意这样做的……这也解释了为什么这么多人认为他们喜欢VR。糟糕的是,直到他们花了500美元后他们才能意识到问题的严重性。

  当你在这些设备上花的时间超过一个小时,情况可能会更糟。

  我曾经在一个为Oculus开发软件的团队里工作过。团队里每人都有一个头戴设备,大多数时间里它都在吃灰。我们既写代码,也做美术内容。我们都是专家,知道自己在做什么,但当你站在我们的实验室里举目四望,会发现没有一个人戴着Oculus。仅在很少数的情况下,研究人员会戴上VR,只是为了确认一些内容,然后在30秒内摘下来。大多数时候,我们都是在并排放置的两个显示器上观察视觉效果。当项目最终完成时,因为再也不用带这些头盔了,我们所有人都很开心。

  我们为这个现象取了个名称:“模拟恐惧症”(SiMUlator Sickness),简称“模惧症“(SimSickness)。

  之所以我对VR这么没信心,最大的原因是一系列美军对模拟恐惧症的研究。

  他们发现,即使没有发生眩晕,实验对象也会出现在一定范围内出现恍惚,或者失去方向感。

  “有个问题我们始终没有得到答案:某些实验对象会在使用VR设备后感觉现实世界变得很迟缓,我们不知道这样的症状具体会持续多久。一些数据暗示,出现这个症状的人数可能远超我们推测的数字。有8%的实验对象生物钟加速了6到8小时,更极端的案例,有的实验对象生物钟甚至加速了1到2天。通过研究,我们已经能够推断出是哪些场景导致这些问题,而已经找到了处理这些问题的方法。我们还需要对照试验,确定所谓的‘模拟恐惧症’是否会真实的飞行中产生。”

  “从研究中,我们可以总结出,在使用VR设备后应该休息多长时间,才能进行飞行或驾驶汽车。”

  美军的研究者认为,用户应该在使用VR设备24小时后,再进行飞行或驾驶汽车。

  总结

  我很伤感(因为作为极客我也很想要到一个“holodeck”)。我不认为制造一个成本在可接受范围内,同时还具有足够好体验的VR设备是可能的。(译注,holodeck是《星际迷航》的典故,详见这里)

  对于那些确实能忍受不适感的用户,我最大的担心是美军指出的那些症状:在结束VR游戏之后很长一段时间里你都会缺失方向感。实际上,“VR后驾车”可能和醉驾一样危险。这些消费级VR设备应该得到更彻底的研究,假如某一天真的因为VR设备产生交通事故,整个行业可能会跟着遭殃。可以说,这是迟早要发生的事。

  抱歉扫大家的兴了。

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名博
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