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转:为什么我认为VR设备难以成功

史蒂夫·巴克(Steve Baker)是VR领域的专家,曾参与同美军合作的头戴显示器研发项目。在他看来,也许VR永远都不会成功。 史蒂夫·巴克(Steve Baker)是VR领域的专家,曾参与同美军合作的头戴显示器研发项目。对火爆的VR领域,他有不同的看法:他认为现有的VR设备都远未成熟。在他看来,因为一些无法突破的技术限制,也许VR永远都不会成功。本文是史蒂夫在Quora上发表的一篇回答,触乐进行了编译。

■ 介绍 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。 美军的头戴VR显示器 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。 眼球的结构 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。这是通过对跨眼肌肉群(暂译,原文为INTER-OCULAR MUSCLE,未找到相关中文文献)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!”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。 美军的模拟训练舱


■ 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。 谷歌的纸框VR 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。


Oculus Rift 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。


总结在论文的第二页上: “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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这篇文章的作者是Steve Baker,自称在“军事模拟飞行头盔领域工作了数十年”。 Steve Baker是在Quora上回答《How big an issue is the nausea problem for Virtual Reality products?》(人类在使用VR设备时感到眩晕,会有多大影响?)时写下的文字。

今天刷屏的美军专家是用了1989年的数据,来证明VR永远不会成功 Steve Baker的结论是: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。

Steve Baker的结论确实很耸人听闻,但是他的论证过程让人产生一丝疑惑。 Steve Baker认为:“最让我对VR产生不安全感的,是来自于美军一系列的研究。” Steve Bake附上了美军的研究链接: 今天刷屏的美军专家是用了1989年的数据,来证明VR永远不会成功 但当打开连接后,我们就震惊了: 今天刷屏的美军专家是用了1989年的数据,来证明VR永远不会成功 Steve Bake引用的论文竟然是来自于1989年5月,也就是说Steve Bake根据27年前的研究结果,对未来的VR发展产生了挫败感。此外,根据网友的爆料,在这篇论文里,只有10.7%的测试者感到恶心,1.2%认为影响到训练。 Steve Baker的结论正确与否尚需验证,但是他用27年前的数据来证明VR未来的死亡,确实说服力不是很强。 我们再把目光对准到VR身上,VR给人带来的眩晕感,一直是从业人士在努力解决的问题。在Quora的这个问题上,依然有很多人做出了精彩解读,VR次元进行了筛选、整理。

VR的眩晕症状已经大幅改善
作者:前英特尔架构师、Oculus开发者Gautam Bhatnagar 有关VR产品引发的头晕问题究竟有多严重早就在业内引发过多次争论,应该说早期的VR产品的确存在着很大的头晕问题,但近期推出的产品已经大大改善了这一情况。

通常来说,虚拟现实产品引发的消费者头晕、反胃问题有些类似于“晕动症”(motion sickness),这其实是人类神经为防止神经毒素入侵所产生的正常反应机制。比如,人类的眼睛可能看到画面正在移动,但耳朵所捕捉到的情况并非如此,因此大脑就会判定这属于虚假画面,并会催使身体通过呕吐等手段“清除”体内的神经毒素。 就目前而言,解决这一问题的最好方式就是让VR设备显示的画面跟随实际设备的移动情况进行变化,而这也正是所谓“头部跟踪”技术如此重要的原因所在。

在此前的开发者预览版Oculus Rift DK2上,许多体验者都发现在佩戴头盔进行了15-20分钟后就感到了严重的头晕情况,但这一问题在零售版Oculus Rift和HTC Vive上已经得到了大幅改善,如今消费者平均可以在佩戴这些头盔体验1小时虚拟现实游戏的情况下没有感到任何不适。

至于这一问题是否会阻碍虚拟现实技术的发展这一点,我们似乎不用过于担心这一问题。 有时候,电视上出现的部分画面会引发患病人群的癫痫病发、许多人搭乘飞机时会晕机、业有无数专家都认为在睡觉前玩手机会严重影响睡眠质量。不过,以上所有这些问题都没能阻止这些技术的发展。而且,现有的一些飞行模拟器以及军事应用可能引发的头晕问题远比虚拟现实技术更为严重。

解决眩晕,要做好三点
作者:丹尼尔(Daniel Sjölie),VR行业15年工作经验 这是一个显著的问题,但并非一个将严重阻碍VR发展的问题。就目前的技术而言,这个问题限制VR产品的使用。但在很多情况下,我们可以想办法来解决这个问题,而且从根本上解决这个问题的先进解决方案正在发展之中。

今天刷屏的美军专家是用了1989年的数据,来证明VR永远不会成功 网络病主要来源是: 1.头部跟踪延迟 人们对这些问题的敏感程度是存在很大的个体差异。但是,如果具备一台高端PC和最近的HMD,大多数人应该是可忽略的。

例如,Oculus公司的Rift DK2的跟踪延迟是2毫秒。通过异步时间扭曲技术的使用,可以使运动至屏幕(motion-to-photon)延迟降低至5毫秒。而且,利用一些高级技巧,运动至屏幕延迟甚至可以降低至1毫秒左右。 2.VR中的运动和现实世界运动的不协调。 对这个问题的灵敏度,个体差异是最大的。有些人忍受力很强,而另一些人非常敏感。对飞行模拟器或FPS游戏这样的传统VR应用来说,运动不协调是一个基本问题,但你如果看看当前的虚拟现实游戏,你会发现,现在最流行的一些虚拟现实游戏完全依靠真实世界的运动和运距传动(teleportation)的结合。

很明显,现在流行的虚拟现实应用与传统的虚拟现实应用存在很大的不同。开发人员也意识到了这个问题,他们都为此努力。 3.辐辏调节冲突 虽然最近的HMD头盔采用了专为VR制成的透镜和低延迟的显示器,辐辏调节冲突(vergence/accommodation conflict )这一基本问题仍然无法解决。但是,我现在将它看作是一个舒适度的问题,即大多数人需要多长时间才能适应。我想,这肯定目前技术的一个显著局限性,但会在不久的将来得到解决。 四个原因让VR产生眩晕感 作者:Dejan Gajsek,Viar360公司市场部主管 这是一个大问题。如果人们第一次VR体验的结果是恶心或呕吐,那么VR将会失去这些观众。

VR为什么会导致恶心和眩晕,人们有相当多的解释。我会尽力提最常见的和理论。 1.信息超载及新奇事物冲击 几十年来,我们一直在矩形平面屏幕上体验虚拟媒体,我们已经习惯了。 关于如何运用VR讲故事,我曾经写过几个技巧。实际上,现在看来,VR发展的基本规则似乎是在任何情况下都不要取消观众对相机的控制权,也将是说,要使VR内容显得是观众自己用相机拍摄的。如果观众的头部是静止的,那么视角的改变将会立即导致眩晕。 2.失衡 这个问题最容易引起眩晕的。由于VR让你的大脑将虚拟现实当作真正的现实。因此,虚拟现实中的每一个反常的景象都会让观众感到迷惑。在观看虚拟现实内容时,你的眼睛在屏幕上所看到的场景和你的身体所感到的运动是不一致的,这种冲突会导致迷失方向感和恶心感。 你可能知道前庭系统(它位于我们的耳朵里,帮助我们对身体进行定位),它负责我们的身体平衡。

所以,想象一下,你在一个虚拟现实的过山车里,而且你即将向下盘旋,你的眼睛看到了这种加速下滑,但你的前庭系统却保持不变。 我是在汽车上看书会感到眩晕的人之一。这和虚拟现实导致的眩晕是一个道理。当你在车上看书时,你的视觉告诉你的大脑你是静止的,但实际上汽车司机正在山路上转圈。 3.图像质量 当Oculus Rift DK1推出时,大多数体验者都经历了眩晕。问题在于液晶显示器(LCD)。现LCD已经被OLED取代。 “当观众产生VR眩晕时,屏幕的图像刷新速率往往是不够高的。图像刷新速率比大脑速度慢,这会导致用户感觉到一种不协调,同时又觉得屏幕出了故障。这两种感觉融合在一起,用户会体验一种类似晕动病的感觉。 4.眩晕适应性 不同的人对眩晕感的顺应性不一样。如果你是一个晕机或晕船的人,VR也会让你感到同样的眩晕。 许多人在电影院里也会感到眩晕。几年前,有一个电影引起了许多观众晕眩,这事还上了头条新闻。这部电影是2008年的美国恐怖电影《Cloverfield》,里面采用了大量的手持相机晃动镜头。(汤姆、谭思参与编译)



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我实话,我更倾向于第一篇文章的论据,这无关于科技的发展,而是人体自身结构的障碍。即使第一篇文章所引用的是1989的文献资料,但是人脑的思维方式不会因为才过了几十年,就发展到突破进化的程度

[ 本帖最后由 yi_huan 于 2016-6-27 16:37 编辑 ]


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posted by wap, platform: ZTE
我依然认为hmz显示器是vr头戴的先驱

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我觉得不一定,
wii那个时候在体感游戏这块多成功啊,现在业界不依然以核心玩法为主,
阻碍VR发展唯一的因素就是价格,只要价格能做到被大多数人接受,买一套回家吃灰又怎么样

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posted by wap, platform: Chrome
引用:
原帖由 @eshin  于 2016-6-27 16:52 发表
我觉得不一定,
wii那个时候在体感游戏这块多成功啊,现在业界不依然以核心玩法为主,
阻碍VR发展唯一的因素就是价格,只要价格能做到被大多数人接受,买一套回家吃灰又怎么样
最大的问题是眩晕,不是每个人都能受得了和长时间使用的;。

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体质跟这个相克的人没办法。

别说VR了,现在玩FPS和TPS头晕眼花10分钟想吐的大有人在。

VR我觉得比这些游戏还更容易些,毕竟你不是用右手大拇指来操控你的视角,而是真的用你的脖子来操控你的视角。

从小到大我只晕过两个游戏,小学5年级玩DOOM2,吐到通关之后以为没有任何FPS游戏能击败我了,直到大学遇到了半条命2.

除了这俩游戏以外,其他游戏我都没有晕过,即使像跳楼少女这样整个世界来回颠倒的我也很喜欢。

[ 本帖最后由 江户川柯南 于 2016-6-27 16:59 编辑 ]

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posted by wap, platform: Firefox
我觉得可以参考3d电影,人体机能受限,不能够长期体验,除非能裸眼VR!

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posted by wap, platform: Android
有些人连刚开始玩cs都会吐,后来适应了就没事了,人的大脑会自我调节的

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脑后插管直接连接大脑皮层产生视觉信号才是最终方案

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posted by wap, platform: Galaxy S7 Edge
引用:
原帖由 @sharonsl  于 2016-6-27 17:01 发表
有些人连刚开始玩cs都会吐,后来适应了就没事了,人的大脑会自我调节的
这种需要学习成本的东西大多流行不起来。

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posted by wap, platform: iPhone
黑客帝国才是真正的虚拟现实,母体,人体电池,完美。

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posted by wap, platform: iPhone
反正VR PORN绝对会成功,那刺激太强烈了,还有女性视角可以体验

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posted by wap, platform: iPhone
我还读到一片文章,讲的的是这样的片子非常难拍摄。360度无死角,长片段。什么灯光,道具等都不适应。

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posted by wap, platform: Meizu 魅蓝
这文章早就被打脸过了

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