VR也许难以成功?

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  近年来VR这个话题大热,各行业都想涉足到这个领域中来。
  理想是美好,但我们都无法欺骗我们的大脑。
  VR技术究竟会否成功?只能交给时间来解答了。
  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500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。

我们没法愚弄大脑


  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(位于眼睛内部呈环形的平滑肌,作用是改变晶状体的形状,以向近或远距离的东西对焦。)带动你眼中的晶状体来对焦。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。

身体会陷入“恐怖谷”?


  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问题而晕船。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。

99%的VR软件都会导致眩晕


  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。无论价值8万美元还是500美元,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,因为再也不用戴这些头盔了,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。
  研究里提及到:“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。”
  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。

“成本可接受”“体验又好”的VR不会存在?


  我很伤感。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。
  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。

工程设计


  基于VR的产品设计大概是这个领域目前排名第一的应用。工程师们不必通过电脑,而是VR走进自己的设计。工程咨询公司Atkins的技术总监表示,“客户只需要戴上VR头盔就能更好地理解我们的设计理念,省去了不少解释的工夫,而且多个客户也能同时体验同一个设计。”

旅游


  未来你也许可以在虚拟现实中度假。犹他州已经出现了一个名为The Viod的主题公园,你可以参与抵抗外星人入侵的战争,也可以坐虚拟过山车。今年一月,澳航就曾经跟三星Gear合作,用VR来展示他们的客舱和全球各地的休息室。精钻邮轮在他们的两艘船上提供VR导览,以及巴拿马运河和哥斯达黎加雨林的风光。万豪酒店最近也推出了服务,让顾客在预订之前可以远程参观房间。他们相信,在未来VR导览会像今天大家用各种点评网来获取旅行、酒店和餐厅的信息一样普遍。

体育赛事


  让电视观众如同身临其境一般,是每个体育运动解说员的理想。书商William Hill正在开发的VR软件能够提供运动员视角的体验,让你在观看赛马时身处跟骑师完全相同的3D虚拟世界。NHL(美国职业冰球联赛)已经在一场比赛中试用过VR;Glamorgan板球俱乐部也在设法为球迷提供VR服务,包括50个不同的机位选择。负责人介绍说,如果观众想要知道他所关注的队员击球时的防守视角,只要切换到守门员身上就可以了。

海底探测


  电影《阿凡达》中的士兵用远程控制的肢体来探测不宜居住的世界,同样的思路也可以用在深海。法国水下考古学家卢瓦早就用VR远程探测“月亮号”沉船,位于土伦港外水下90米。他们的长期设想是造出功能更强大的机器人,而VR模拟让他的团队能够身临其境一般操控它,就像潜水员实地探测那样。卢瓦估计,仅法国的海岸线上就有20万个沉船地点,而全世界则超过300万个。另外,在油气开采、海上营救等领域,VR的应用也不是什么新鲜事了。

精神健康


  英国皇家医师学会认为,精神健康是医疗体系的败笔之一。医疗发展咨询师约翰逊认为,VR能够帮助传统疗法无法顾及的特殊群体,以及那些不方便去医院由专家护理的病人。比如暴露疗法就很有潜力,圣迭戈的虚拟现实医疗中心正在尝试用VR治疗伊拉克军人的创伤后应激障碍。

居住方式


  这对于蜗居在大城市的学生和低收入人群来说是个好消息,因为VR也许可以改善他们的生活体验。Freefly VR公司的塔思汀正在开发一个软件,专门提供摩天大楼戴宽敞卧室的哄睡服务。当你戴上头盔,温柔的催眠嗓音便开始讲故事,逐渐让你进入一个舒适的虚拟空间。同样还有虚拟温泉或者静修,可以方便压力过大的都市人类暂时逃离。

城市规划


  在大城市拿规划许可证简直是地狱模式全开,但位于伦敦的一家咨询公司用VR把这件事变得容易很多。他们已经搭建好了一个伦敦城3D数字模型,总裁霍索恩表示,它覆盖了伦敦中心100平方公里的区域,甚至通过摄像头嵌入了实时交通状况。规划师和建筑师们可以把它当作真的一样来模拟他们的设计,各个空间点的视线、光线和交通连接都能够放在真实场景中加以考虑。

广告


  弹窗广告之父扎克曼曾经因为自己的发明烦扰了众多用户而道歉,但VR世界中的广告或许可以采取更有礼貌的方式。度假村集团Center Parcs为他们新开业的森林村庄制作了VR广告,戴上Oculus Rift头盔就可以体验高空溜索和走钢丝课程。

安全保证


  在恐怖活动愈演愈烈的时代,VR可以让建筑师、安保规划师和活动策划者更好地评估危险状况,而这强烈依赖于模型的精确程度。这也是为什么英国数字地图公司Ordance Survey得到了VR公司的青睐,他们的地图分辨率可以达到5米,而公开地图中最清晰NASA云图,最高分辨率也只有30米。

办公会议


  电视会议已经诞生了数十年,它即将成为老古董。VR不仅意味着远程会议会显得更加真实,它更大的意义在于复杂数据的可视化。金融市场、天气预报、人流模型……这些超级计算机的运算结果竟然还要仰仗过时的2D输出。依靠VR,这些数据将变得“可触摸”,人们会有机会钻到数据表面之下去看一看,像检修工那样调整变量。
  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。
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