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1、虛擬現(xiàn)實(shí)爆發(fā)的絆腳石:VR暈眩的來龍去脈 隨著Oculus、VIVE等虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品相繼面世,VR產(chǎn)業(yè)正逐漸進(jìn)入人們的視線。然而,即使是最尖端的VR產(chǎn)品,目前仍然無法解決暈眩問題,成為阻礙虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)爆發(fā)的最后幾塊絆腳石中最嚴(yán)重的一塊。 VR暈眩四大原因: 1、VR暈眩原理其實(shí)非常簡單,因?yàn)檠劬吹降模╒R)畫面與從耳朵內(nèi)的前庭系統(tǒng)所感受到的(真實(shí)位置)信息不匹配,兩種信息在腦袋里面打架,從而產(chǎn)生暈眩感?! ”热缯f你在坐“VR過山車”時(shí),視覺上你正處于畫面中的狀態(tài),在做劇烈的高速運(yùn)動(dòng),但是前庭系統(tǒng)卻表示你并沒有在
2、運(yùn)動(dòng),這時(shí)就會導(dǎo)致頭暈?! ?、另一個(gè)原因,則是因?yàn)樵赩R眼鏡中觀察到的運(yùn)動(dòng)存在著遲延滯后現(xiàn)象:你擺動(dòng)腦袋,而虛擬世界需要花零點(diǎn)幾秒才能撲捉到你的動(dòng)作?! ≡赩R這樣全視角的屏幕中,這樣的延遲是造成暈眩的最大問題?! ?、另外,由于每個(gè)人的瞳距不一,對某些人來說,人眼瞳孔中心、透鏡中心、畫面中心三點(diǎn)并非一線,從而出現(xiàn)重影現(xiàn)象,看久了人也會非常容易頭暈?! ?、最后,景深不同步,也是眩暈的原因之一。比如說,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,按理來說遠(yuǎn)處的玩偶應(yīng)該模糊
3、不清,但是現(xiàn)在,遠(yuǎn)處的玩偶也看的非常清晰?! 】偟膩碚f,VR設(shè)備對現(xiàn)實(shí)的模擬不夠真實(shí),還無法真正地欺騙到大腦,受到困擾的大腦不堪重負(fù),才會造成眩暈的問題?! ⊙瀱栴}的解決之道: 1、電前庭刺激 針對第一個(gè)暈眩因素,目前國外正有一家名叫vMocion的公司,打算利用梅奧醫(yī)學(xué)中心的航空航天醫(yī)學(xué)和前庭研究實(shí)驗(yàn)室花費(fèi)10多年研究的技術(shù)去解決這個(gè)問題。這項(xiàng)技術(shù)名為電前庭刺激(GVS),將電極放在策略性位置(每只耳朵后要放置兩個(gè)電極,一個(gè)在前部,一個(gè)在頸背),追蹤用戶內(nèi)耳的感知運(yùn)動(dòng),并將視野范圍的運(yùn)動(dòng)觸發(fā)成GVS同步指
4、令,刺激產(chǎn)生三維運(yùn)動(dòng)。如果行得通的話,它可以讓用戶完全沉浸在當(dāng)前的環(huán)境中,真正感覺在自己駕駛的宇宙飛船在俯沖或轉(zhuǎn)彎?! ?、降低延遲 選購虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備,很重要的一個(gè)指標(biāo)是從轉(zhuǎn)動(dòng)頭部到轉(zhuǎn)動(dòng)畫面的延遲。這是目前在技術(shù)上能夠減輕暈眩感最熱門的部分。研究表明,頭動(dòng)和視野的延遲不能超過20ms,不然就會出現(xiàn)眩暈。 20ms的延遲時(shí)間對于VR頭顯而言是一個(gè)非常大的挑戰(zhàn)。首先設(shè)備需要足夠精確的辦法來測定頭部轉(zhuǎn)動(dòng)的速度、角度和距離,這可以使用慣性陀螺儀(反應(yīng)靈敏但是精度差)或者光學(xué)方法來實(shí)現(xiàn)。然后計(jì)算機(jī)需要及時(shí)渲染出畫面,顯
5、示器也需要及時(shí)地顯示出畫面,這一切都需要在20ms以內(nèi)完成。相應(yīng)的,如果每一幀顯示的時(shí)間距離上一幀超過20ms,那么人眼同樣也會感到延遲。所以,VR頭顯的畫面刷新率應(yīng)該超過50FPS,目前來說60FPS是一個(gè)基準(zhǔn)。但是要想做到更好的效果,這個(gè)刷新率還應(yīng)該接著往上提,比如目前OculusRiftCV1和HTCVive采用了90hz刷新率,而SonyProjectMorpheus采用的是120hz刷新率?! ×硗庖粋€(gè)辦法,就是降低余暉,低余暉顯示對VR頭顯的意義在于,頭動(dòng)時(shí)物體的軌跡更加接近于物理世界的真實(shí)軌跡,在一定刷
6、新率下不會產(chǎn)生讓人能夠覺察到的拖影。要達(dá)到這個(gè)目的,目前的LCD顯示器是有心無力的,只能使用OLED等新型顯示器,由于其每個(gè)像素都是主動(dòng)發(fā)光的,所以O(shè)LED屏幕可以做到低余暉。實(shí)際上,Oculus和Valve都使用了AMOLED的低余暉顯示屏,Sony則使用了自家的OLED顯示屏?! ?、調(diào)節(jié)鏡片之間的距離 在最原始的“手機(jī)盒子”中大家其實(shí)并沒有考慮到這一點(diǎn),大家考慮更多的只是怎樣適配不同近視的用戶(有些盒子連這都沒考慮),記得應(yīng)該是三星首先利用了滑輪調(diào)節(jié)鏡片之間距離的設(shè)計(jì),可以自由調(diào)節(jié)兩個(gè)鏡片之間的距離。
7、另外,也有方案顯示可以通過藍(lán)牙控制器等調(diào)節(jié)畫面的中心點(diǎn)。從而保證畫面中心、鏡片中心、人眼中心三點(diǎn)一線。避免重影,避免暈眩?! ?、光場攝影 一個(gè)光場快照可以在圖片獲取后給照片進(jìn)行聚焦、曝光、甚至調(diào)整景深。它不僅僅記錄落在每個(gè)感光單元所有光線的總和,光場相機(jī)還旨在測定每個(gè)進(jìn)入的光線強(qiáng)度和方向。有了這些信息,您就可以生成不只是一個(gè),而是每一個(gè)在那一刻進(jìn)入相機(jī)視野的可能的圖象。例如,攝影師常常會調(diào)整相機(jī)的鏡頭,以便對面部進(jìn)行聚焦,刻意模糊背景。也有人想要得到模糊的面部,背景要十分清晰。有了光場攝影,同一張照片,你
8、可以獲得任何效果?! ∧壳霸谶@方面做得最好的MagicLeap。MagicLeap做的不是在顯示屏上顯示畫面,而是直接把整個(gè)數(shù)字光場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)合模擬人眼的視覺效果。根本不用提及刷新率和分辨率等問題,MagicLeap從另一個(gè)方向,用另一種方法一下解決了所有問