人在虚拟现实中为什么会“生病”

注意！这是一篇科普文。

就像晕车和晕船一样，许多人使用虚拟现实过程中感到恶心和头晕

虚拟现实（VR）技术通过头戴式显示器（HMD）将人们沉浸在真实或想象的环境中，为人们学习、交流和放松提供了更多的可能性。

但尽管虚拟现实技术在不断取得进步，一种被称为cybersickness（ 络病）的疾病正在阻碍虚拟现实的广泛应用。

“ 络病是使用计算机显示器引起的疾病的总称，” UNSW 大学视光与视觉科学学院的Juno Kim博士解释道。

“这种健康状况与晕动病（尤指晕车）非常相似，通常包括头晕、恶心、眼睛不适和定向障碍等症状。”

“但是晕车是我们看到的东西和其他感觉有关我们的运动信 之间的感觉失配，而 络病不需要身体运动。”

当眼睛接收到的视觉信息片段与其他感官接收到的信息断开连接或形成冲突时，就会出现这种不匹配，称为“感官冲突”。

虽然 络病的严重程度因人而异，但症状可能是长期的。

Kim博士说：“有证据表明， 络病已经对消费者日常广泛使用HMD VR产生了负面影响。”。“通过更好地理解 络病，我们可以找到硬件和软件解决方案来减少它。”

虚拟现实被广泛应用于各个行业，包括身体康复

症状源于滞后

有许多科学理论可以解释为什么人们会存在 络病。例如，“毒物理论”认为 络病是中枢系统试图保护身体免受危害（就像毒药一样），而“眼动理论”则认为 络病是由不适当的眼球运动、眼疲劳和难以集中注意力引起的。

虽然人们对于在虚拟现实中为什么会生病还没有达成共识，但人们普遍认为，显示延迟（即虚拟场景与实际动作保持一致的延迟）是一个关键的因素。

Kim博士说：“早期的HMD有固有的显示滞后。” 众所周知，这些显示滞后会导致严重的 络病。

“随着这项技术的不断发展，像Oculus Rift S和Quest这样的新型HMD设备现在都实现了极低的显示滞后。但是潜伏期峰值可能会时不时出现，这似乎仍会引发一系列的 络病。”

VR技术的进步减少了延迟时间，但延迟峰值仍然可能发生

像Kim博士这样的研究人员正利用这些快速加载的头盔来更好地了解一般的 络病。

他说：“有了这些最先进的显示器，我们最终可以通过增加延迟来观察其对 络疾病的影响，从而进行解构游戏。”

络疾病新理论

Kim博士和他在感官过程研究实验室的团队一直在努力寻找一种方法来衡量发生 络病的可能性。

研究小组最近发现， 络病可以用“场景不稳定性”的水平来解释，即虚拟环境相对于头部实际旋转的旋转量。

例如，如果一个人在虚拟现实中转头，虚拟头就会跟着他做同样的动作，，但无论在时间还是空间上都会存在一定延迟和误差。随着虚拟环境的调整，地面似乎变得不稳定，即使物理地面仍保持静止。

研究发现，虚拟和物理头部之间的角度差异（称为DVP）不仅会造成不稳定环境的假象，而且会导致出现和加重 络病的可能性。

在图B中，真实头（绿色）向下看，而虚拟头（红色）紧随其后，延迟导致虚拟接地（图C）显得不稳定

为了证实这一理论，30名参与者被要求在虚拟空间中走动，同时佩戴最先进的头盔—Oculus Rift CV1。虽然这种头盔显示器的基线滞后通常不到5毫秒，但研究人员增加了人工延迟，以使使用者的真实动作和虚拟动作不同步。

参与者在每次试验中都用一个量表 告了他们感知到的场景不稳定范围，并以20分制来衡量他们的 络病。随着显示延迟的增加， 告的 络病程度和场景不稳定也增加了。

Kim博士说：“我们基本上创建了一个客观的几何模型来解决感官冲突。”

“场景不稳定性理论是第一个为理解 络病及其原因而产生的可测试假设。”

VR的使用变得越来越普遍，因此正确掌握基础知识很重要-例如确保人们不会“生病”

迈向VR的未来

测量和跟踪 络疾病有助于使头盔虚拟现实体验更加安全、愉快和受欢迎。

“现在我们已经掌握了关于某人遭受的深静脉血栓峰值差有多大的即时信息，我们也许有办法预测他们生病的可能性。”

Kim博士说：“ VR技术变得越来越普遍和易于使用，因此掌握正确的基础知识并确保人们不会‘生病’很重要。”

“ 络病的解决方案可以通过提供更好的途径，使人们更好地获得未来的工作、教育、培训和交流方式，从而使全球 会受益。”