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你知道虛拟現實背後的神經科學問題嗎?

虛拟現實目前隐藏着一個眼睛聚焦問題。

你知道虛拟現實背後的神經科學問題嗎?
虛拟現實

技術最近扮演着一個萬衆焦點的角色 ,在資本和輿論都越來越看好虛拟現實技術的同時,其也不得不面臨着一個明顯的問題:虛拟現實使人惡心不舒服。不過,今天主要說的是一個眼睛聚焦問題——視覺輻辏調節沖突,雖然看起來它并不明顯,但也會讓你感覺相當怪異,會引起視力疲勞,頭痛等。

有VR玩家表示,“Oculus的出色設計會讓佩戴它的使用者感到非常的舒适。在正常情況下肉眼難以辨認的網格,都變得很清晰。但是在每一次長時間佩戴Oculus之後,我的視網膜都會感到一種灼燒感。”

為了幫助大家更好地了解VR虛拟現實技術所潛在的問題,我們在這裡先簡單做一下科普:你的眼睛之是以能捕捉到立體三維圖像,得歸功于你與生俱來的生理機制。

感興趣的朋友可以随便找一張3D圖像來仔細觀察一下。當你在現實生活中看到了一張三維圖像,你的體内實際上是有兩套機制正在同時運轉。而對VR虛拟現實裝置來說,為了模拟三維效果,它就必須要遵守這兩套規矩。

在現實生活中,當我們想要看某一個東西的時候,我們的眼睛就會自動鎖定和聚焦到那個東西上面。學術界管這一反射現象叫作調焦反射。

“你的眼睛需要聚焦到那件物品上的距離和你的視線想要鎖定到那件物品上的距離是等長的”,加州大學伯克利分校的Marty Banks教授在接受媒體電話采訪時這樣說道。Banks教授是加州大學眼視光學、心理學和神經系統學方面的專家。

我們的大腦能同時處理這兩種反射,這也是為什麼我們管這叫聚焦偶的原因。多虧了這兩套機制的存在,我們才能真實地看到我們今天所生活的這個世界。

通過對虛拟現實技術運用,無論是看遠物還是看近物,我們的眼睛都能自動地通過彙聚或是發散,聚焦到那件東西上的某個固定點。這種調焦識别的能力,也被稱之為聚焦反射,但也是因為聚焦反射的存在,有些人在初次佩戴VR虛拟現實眼鏡時,會感到輕微的不适。

“我們認為,大腦在處理圖像資訊時,需要不停地在彙聚和發散間做調整。這樣的過程會給人們帶來輕微的不适感,”Banks教授繼續解釋道。“這會讓一些人的眼睛産生疲勞。嚴重的話,還會讓人産生嘔吐感,有甚者會感到頭痛。”

根據Banks教授的觀點,目前我們還有很多有待解決的問題。在他看來,在使用者戴上VR虛拟現實眼鏡後,我們的眼睛會持續地調焦,不斷地改變自己。

“具備這種調焦功能的生理部位是具有可塑性的。你可以通過學習去适應這些變化,這是你與生俱來的本領。如果你在佩戴VR裝置時感到不适,我建議你可以試試先卸下裝置,看看周圍的景色,讓你的眼睛休息一到兩分鐘。”

換句話說,你的大腦已經為現實世界建立了一個快捷方式。但當你戴上Oculus Rift或三星Gear VR,之前的和諧狀态全都被打破了。這些頭戴裝置會通過稍有偏差的圖像來欺騙你的左右眼,進而制造3D效果,而且偏差越大,你就感覺物體越近。這就意味着你的眼睛需要不斷調整來适應你眼前的螢幕,但其實它們對焦在一個較遠的距離。眼睛可不傻,長期這樣會造成視覺輻辏與适應性調節失調,它們會感覺到不适,時間久了可就會抗議了。

你知道虛拟現實背後的神經科學問題嗎?

在本周洛杉矶舉行的國際圖形學年會上,Wetzstein和他的同僚展示了一種新型頭戴顯示裝置,實際上帶着會更舒服,因為你的眼睛可以自由活動。而且不像普通頭戴裝置顯示的平面圖檔,它會制造一個光場或者三維光照模式,進而模拟現實世界中物體表面的反光。該裝置由兩塊堆疊的LCD組成,專用的算法會将兩塊LCD現實的圖像分割開來,處于後部的LCD會在遠距離物體上賦予更多的細節。“我們不同于其他裝置的地方就在于我們的算法,”Wetzstein說道。而且該裝置可由現成的零件制造而成。

領先的VR廠商如Oculus和

微軟

都清楚他們的裝置對解決視覺輻辏調節沖突問題無能為力,而佛羅裡達的神秘公司Magic Leap則傾其全力于這個問題的解決,他們認為光場技術或許可以改善目前普遍存在于虛拟現實裝置的這個缺陷。Martin Banks說,“這是個很有趣的研究領域,我認為它将是顯示器領域的下一個裡程碑。”

總之,虛拟現實裝置的前途無疑是光明的,因為當光場技術引入到拍攝裝置和顯示裝置後,虛拟現實影像将達到一個全新的高度,普及全球也不是不可能的。

原文釋出時間:2015-08-13 18:07

本文作者:小丸子

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