【導(dǎo)讀】許多體驗(yàn)過(guò)VR的人都知道，雖然好玩，但同時(shí)也一定會(huì)感覺(jué)到頭暈。所以，即使VR看上去很美，但因?yàn)檠炦@一“致命傷”，目前也只能是淺嘗即止的階段。從某種意義上講，VR的使命是制造一個(gè)與現(xiàn)實(shí)世界一樣逼真的虛擬世界，這其實(shí)本身就是一種挑戰(zhàn)。而眩暈問(wèn)題，是這一挑戰(zhàn)中最難以解決的問(wèn)題。
在目前看來(lái)，市面上所有的VR產(chǎn)品幾乎都無(wú)法避免眩暈這一問(wèn)題，就算業(yè)界最頂尖的Oculus Rift都無(wú)法從根本上解決這一難題?？偟膩?lái)說(shuō)，造成眩暈的因素有以下3點(diǎn)：
1.受制于硬件設(shè)備的處理能力
為了說(shuō)清楚這一問(wèn)題，我們還是拿Oculus Rift這一目前最先進(jìn)的VR設(shè)備舉例。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，如果想要保證不暈，那么VR設(shè)備輸出的畫(huà)面就必須要有足夠高的刷新率（120Hz及以上）以及足夠高的分辨率（4K及以上），但是，這一數(shù)據(jù)在現(xiàn)在看來(lái)，幾乎是奢望。Oculus Rift的刷新率僅為75Hz，而分辨率，也只有可憐的1080P。這幾乎已經(jīng)是目前VR設(shè)備的極限，同時(shí)也是PC處理能力的極限。你不要看不起Oculus Rift這些可憐的數(shù)據(jù)，要知道，以目前的技術(shù)來(lái)說(shuō)，能達(dá)到這一數(shù)據(jù)已經(jīng)非常難得了。
就拿其中的75Hz來(lái)說(shuō)，想要達(dá)到75Hz的刷新率，就意味著要把設(shè)備的延遲做到19.3ms以?xún)?nèi)（1s除以75次約等于13.3ms/次，在加上數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間，大約為19.3ms）。即便如此，19.3ms的延遲差距對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間佩戴VR設(shè)備來(lái)說(shuō)，也是災(zāi)難性的！
除了刷新率，還有分辨率的問(wèn)題。我們知道，分辨率低，在近距離觀看VR設(shè)備的屏幕的時(shí)候，會(huì)有明顯的顆粒感。你所處的環(huán)境是一個(gè)VR為你創(chuàng)造的虛擬世界，你的大腦以為這是一個(gè)真實(shí)的世界，但這個(gè)”真實(shí)的世界“卻是由一個(gè)一個(gè)的晶格所組成的，你能不暈嗎？那么，只要把分辨率提高到4K，甚至是8K，這個(gè)問(wèn)題就能解決嗎？從一定意義上來(lái)講，是的！但是，你要知道，渲染一個(gè)全畫(huà)幅的8K場(chǎng)景，無(wú)論你的電腦有多變態(tài)，目前也很難辦到，就算是渲染一個(gè)4K的虛擬世界，對(duì)PC硬件的處理能力也有著極為苛刻的要求。所謂理想很美好，現(xiàn)實(shí)很殘酷，這也許就是一個(gè)最真實(shí)的寫(xiě)照。
但是，聰明的Oculus就想出了一個(gè)辦法來(lái)解決分辨率的問(wèn)題，它的解決方案就是注視點(diǎn)渲染技術(shù)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是著重渲染人眼聚焦的地方以及周?chē)膱D像，這部分圖像采用全畫(huà)幅渲染，而其他的部分就進(jìn)行普通分辨率的渲染。這項(xiàng)技術(shù)的提出，可以從一定程度上解決PC處理能力不足的窘境，但是，能否應(yīng)用注視點(diǎn)渲染技術(shù)又牽扯到其他行業(yè)的相關(guān)技術(shù)，也就是下一點(diǎn)我們要說(shuō)的。
2.相關(guān)技術(shù)發(fā)展緩慢
七鑫易維是國(guó)內(nèi)一家致力于眼球追蹤技術(shù)的公司，為了解決上述注視點(diǎn)渲染的技術(shù)，Oculus此前就曾找到過(guò)他們。應(yīng)用眼球追蹤技術(shù)，VR設(shè)備才可以知道使用者的注視點(diǎn)在哪里，并進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)渲染。同時(shí)，這也符合人在看東西時(shí)候的習(xí)慣：焦點(diǎn)清楚，背景虛化。
此外，作為VR領(lǐng)域不可或缺的技術(shù)之一，眼球追蹤技術(shù)還可以解決VR圖形畸變的問(wèn)題。圖形畸變，同樣也是造成使用者眩暈的因素之一。通過(guò)上圖，我們可以看到，左邊就是普通的游戲畫(huà)面，而右邊，就是VR設(shè)備里所呈現(xiàn)的畫(huà)面。由于圖像畸變的原因，VR設(shè)備所呈現(xiàn)的畫(huà)面中，圖像的邊緣已經(jīng)發(fā)生了明顯的畸變。即使Oculus曾在此問(wèn)題上投入了大量的研發(fā)成本并應(yīng)用反畸變算法優(yōu)化了VR設(shè)備的成像，離開(kāi)了眼球追蹤技術(shù)，圖像邊緣的畸變依然無(wú)法完美地解決。
至于如何才能在VR設(shè)備上應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)，七鑫易維的副總裁彭凡曾在采訪中稱(chēng)：“2020年，此項(xiàng)技術(shù)才有可能成為VR設(shè)備的標(biāo)配，Oculus的下一代產(chǎn)品或?qū)⑹紫炔捎眠@一技術(shù)。”
當(dāng)然，相關(guān)的技術(shù)不只有文中舉例的眼球追蹤技術(shù)。反過(guò)來(lái)說(shuō)，PC行業(yè)的硬件處理能力已經(jīng)成為了VR行業(yè)發(fā)展的阻礙，更不用說(shuō)更加可憐的智能手機(jī)行業(yè)了。
3.VR設(shè)備本身的局限性
這個(gè)因素顯而易見(jiàn)，VR設(shè)備在誕生之時(shí)就有很多局限性。首當(dāng)其沖，就是因?yàn)閂R設(shè)備大多都是與外界完全隔離的。用戶(hù)在一個(gè)與外界完全隔離的環(huán)境中能干什么？除了老老實(shí)實(shí)地坐著之外，難道你還準(zhǔn)備兩眼一抹黑地在現(xiàn)實(shí)世界中也跟著虛擬世界中的你一起奔跑嗎？這顯然是不可能的。所以，虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界不同步的問(wèn)題也就來(lái)了！你可以想象，你在虛擬世界中奔跑，但是在現(xiàn)實(shí)世界中，你卻在沙發(fā)上安安穩(wěn)穩(wěn)地坐著……如果這個(gè)例子還不夠深刻的話(huà)，你還可以想象一下你在虛擬世界中坐過(guò)山車(chē)，你隨著過(guò)山車(chē)的晃動(dòng)，身體的感官也認(rèn)為在晃動(dòng)，但在現(xiàn)實(shí)中，你卻仍然是在安穩(wěn)地坐著……只有你的大腦知道你在晃動(dòng)，但身體卻沒(méi)有，大腦默默承受了很多負(fù)擔(dān)，最后暈了也就很容易理解了。同樣的現(xiàn)象，也適用于現(xiàn)實(shí)中的3D游戲眩暈癥和暈車(chē)、暈船等。說(shuō)完了這些，你就應(yīng)該明白為什么HTC非要在Vive的前面安裝攝像頭了吧？
除了運(yùn)動(dòng)中的加速度感知，人的感知系統(tǒng)其實(shí)還有很多，比如說(shuō)還有景深、重力感等等。很顯然，VR設(shè)備在這些感知系統(tǒng)中，能提供給使用者的感知也就只有視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)，未來(lái)還有可能解決景深的問(wèn)題（下文會(huì)有詳細(xì)介紹），但是加速度和重力，卻是頭戴式VR設(shè)備永遠(yuǎn)都無(wú)法做到的……
說(shuō)了這么多，最后讓我們用3個(gè)輕松的實(shí)例來(lái)解釋一下人為什么會(huì)暈：
1.視覺(jué)不同步
在虛擬世界中，你看到了一只猴子。但是猴子身上的毛卻顯示得極為模糊，猴子的臉上，甚至還有馬賽克！當(dāng)猴子從你的視野中快速地、拖著殘影爬到身旁的一顆樹(shù)上時(shí)，你抬頭看向樹(shù)上的猴子，過(guò)了大概20ms，畫(huà)面才跟著你的頭轉(zhuǎn)了過(guò)去……
2.聲音不同步
在你的面前，一顆炸彈爆炸了，爆炸造成碎片朝你迎面飛來(lái)，你在四處躲藏的同時(shí)，爆炸的聲音卻從你的身后傳了過(guò)來(lái)……
3.景深不同步
在你的面前，有一張桌子，在桌子上，近處放了一個(gè)杯子，遠(yuǎn)處放了一個(gè)玩偶。你看著近處的杯子，按理來(lái)說(shuō)遠(yuǎn)處的玩偶應(yīng)該模糊不清，但是現(xiàn)在，遠(yuǎn)處的玩偶也看的非常清晰……
總的來(lái)說(shuō)，其實(shí)就是因?yàn)槟壳暗腣R設(shè)備所創(chuàng)造出來(lái)的虛擬世界還不夠真實(shí)，還無(wú)法真正地欺騙到大腦，受到困擾的大腦不堪重負(fù)，才會(huì)造成眩暈的問(wèn)題。
那么，到底如何才能解決眩暈的問(wèn)題呢？雖然目前還沒(méi)有人能夠成功地、徹底地解決VR設(shè)備的眩暈問(wèn)題，但是想要盡可能地緩解眩暈問(wèn)題，還是有幾個(gè)解決思路可供分享的：
1.通過(guò)算法優(yōu)化降低延遲
以目前的最好成績(jī)19.3ms來(lái)看，通過(guò)軟件算法的優(yōu)化進(jìn)一步降低延遲，能從一定程度上解決眩暈的問(wèn)題。當(dāng)延遲小于10ms時(shí)，人類(lèi)將基本無(wú)法察覺(jué)到畫(huà)面的延遲。
2.提高刷新率
跟設(shè)備的延遲相關(guān)，想要達(dá)到低于10ms的延遲，就需要設(shè)備能以120Hz的刷新率進(jìn)行畫(huà)面的輸出。這對(duì)于目前硬件行業(yè)的處理能力和顯示技術(shù)來(lái)說(shuō)都是一種挑戰(zhàn)。
3.提高分辨率
VR設(shè)備理想的分辨率至少應(yīng)該是4K，否則，人眼在觀看VR設(shè)備的時(shí)候就很有可能產(chǎn)生紗窗效應(yīng)從而導(dǎo)致眩暈。很可惜，即使是在有注視點(diǎn)渲染技術(shù)之后，提升分辨率也還是受制于PC硬件的處理能力。
4.提升景深的逼真程度
按理來(lái)說(shuō)，想在一塊屏幕上提升景深的逼真程度是很難做到的。但是，來(lái)自Magic Leap的神秘技術(shù)卻給了我們很多啟發(fā)。這也是上文中沒(méi)有細(xì)講到的部分。
在Magic Leap的技術(shù)文檔中提到，Magic Leap所應(yīng)用的主動(dòng)選擇性聚焦可以徹底地解決眩暈的問(wèn)題。是因?yàn)榕c其他廠商不同，Magic Leap做的不是在顯示屏上顯示畫(huà)面，而是直接把整個(gè)數(shù)字光場(chǎng)投射到使用者的視網(wǎng)膜上，從而可以讓使用者可以根據(jù)人眼的聚焦習(xí)慣自由地選擇聚焦的位置，以準(zhǔn)確的虛實(shí)結(jié)合模擬人眼的視覺(jué)效果。根本不用提及刷新率和分辨率等問(wèn)題，Magic Leap從另一個(gè)方向，用另一種方法一下子解決了所有問(wèn)題。
不幸的是，目前Magic Leap能拿的出手的只有一堆代碼和一個(gè)演示視頻，成熟的技術(shù)解決辦法和產(chǎn)品依然遙遙無(wú)期。
5.提升聲場(chǎng)的逼真程度
這也許是目前最容易解決的問(wèn)題。為此，Google之前收購(gòu)的Thrive Audio就是一家致力于VR高保真環(huán)繞立體聲技術(shù)的提供商。在SONY的Playstation VR上，我們也同樣可以看到3D音效的身影，體驗(yàn)過(guò)的人都聲稱(chēng)效果極其震撼，值得期待。
