美軍專家：為什么我認(rèn)為VR永遠(yuǎn)不會(huì)成功

■ 介紹

我在軍方的模擬飛行頭盔項(xiàng)目上工作了數(shù)十年，可以說是VR方面的專家。

恕我直言，現(xiàn)有的VR裝備都遠(yuǎn)未達(dá)到能夠正常使用的等級(jí)。它們可能會(huì)自然地被淘汰，或者轉(zhuǎn)向3D顯示器領(lǐng)域。這只是我的一家之言，我來解釋一下為什么會(huì)產(chǎn)生這樣的觀點(diǎn)。

每個(gè)人都覺得這些設(shè)備是嶄新且具有革命性的，但這不是真相。在這兩年發(fā)生的事情，僅僅是這些設(shè)備的價(jià)格從8萬美元跌到5百美元。我們并沒有做出太多技術(shù)上的創(chuàng)新，價(jià)格的下降大多是在性能上做出妥協(xié)的結(jié)果。

許多人聲稱，VR設(shè)備容易導(dǎo)致眩暈的問題已經(jīng)得到解決，或者馬上會(huì)被解決。他們認(rèn)為，能夠通過設(shè)備的設(shè)計(jì)來解決這個(gè)問題。

這樣想的人，都認(rèn)同一種理論。這種理論宣稱眩暈由系統(tǒng)的延遲/卡頓、低分辨率的顯示屏或是不準(zhǔn)確的頭部定位引起。因此，這些問題都會(huì)在VR系統(tǒng)逐步完善的過程中得到解決。遺憾的是，我們?yōu)槊儡娭谱鞯念^盔造價(jià)8萬美元，它具有更小的延遲，更高的解析度，和更準(zhǔn)確的頭部追蹤——在這些方面我們強(qiáng)于任何市售的VR產(chǎn)品，但這些頭盔依然讓人頭暈。所以這種理論可能是錯(cuò)的。

問題在于，持這些理論的人忽略（或者幾乎忽略）了20年來用VR設(shè)備（我們稱它為“頭戴顯示器”，并將“虛擬現(xiàn)實(shí)”稱為“模擬”）進(jìn)行試驗(yàn)得出的事實(shí)。

更糟的是，有可靠的研究證實(shí)，VR設(shè)備造成的眩暈感可能在你停止使用設(shè)備8小時(shí)后依然存在。

■ 深度知覺

我相信最大的問題在于深度知覺。

對(duì)于距離在幾米內(nèi)的物體，你需要調(diào)整睫狀肌帶動(dòng)你眼中的透鏡（譯注：晶狀體）來對(duì)焦。這些肌肉會(huì)對(duì)晶狀體進(jìn)行一定的壓迫，你因此可以對(duì)在近距離內(nèi)的物體進(jìn)行準(zhǔn)確對(duì)焦。沒有顯示設(shè)備能夠重現(xiàn)來自不同距離的光線——就目前來看不存在這樣的技術(shù)。我們沒法愚弄大腦。

高級(jí)的VR設(shè)備能夠調(diào)動(dòng)用戶的深度知覺，它們通過對(duì)圖片的“綜合”來使用戶立體感。具體來說，用戶兩只眼睛看到的圖片會(huì)有些細(xì)微的不同。當(dāng)我們控制雙眼聚焦到一點(diǎn)上，兩張圖片就會(huì)“混合”在一起。這是通過對(duì)跨眼肌肉群（暫譯，原文為INTER-OCULAR MUSCLE，未找到相關(guān)中文文獻(xiàn)）的控制來實(shí)現(xiàn)的。

我們始終在使用這兩套肌肉群測(cè)量物體的距離，一套用來聚焦，另一套用來綜合。當(dāng)大腦得到正確的信號(hào)時(shí)，就說明這兩個(gè)功能正在默契地互相配合。

然而，在VR設(shè)備之中，我們無法做到這一點(diǎn)。對(duì)焦系統(tǒng)認(rèn)為：“這兩幅圖片在同一個(gè)位置”，綜合系統(tǒng)認(rèn)為“這兩幅圖片的位置不同”。如果目標(biāo)物體位于幾米外，就不會(huì)有大問題，因?yàn)閷?duì)焦系統(tǒng)只有在很近的距離內(nèi)才能實(shí)現(xiàn)精確對(duì)焦。但是大腦會(huì)感覺到差異。

那么，假如綜合系統(tǒng)告訴我們“那個(gè)東西離我們2米遠(yuǎn)”，同時(shí)對(duì)焦系統(tǒng)告訴我們“那個(gè)東西離我們3米遠(yuǎn)”，在這種情況下會(huì)發(fā)生什么？

在真實(shí)世界里，這根本就不會(huì)發(fā)生。我們從穴居人開始一路進(jìn)化下來，但大腦并沒未發(fā)生什么根本的變化——你的大腦可以說就是穴居人的大腦。在這種前所未見的情況下，大腦會(huì)有什么奇怪的反應(yīng)？有些人可以單純地忽略這些信號(hào)，然后把注意力集中到其他的地方上去。而另外一些人的大腦就會(huì)說：“糟糕，我肯定是暈了！”你暈了，你的穴居人大腦判斷，你一定吃了有毒的東西……大概是個(gè)毒蘑菇？當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，你的大腦會(huì)進(jìn)入恐慌狀態(tài)然后嘗試清空你的胃，你會(huì)覺得非常，非常惡心。

這個(gè)問題不可能被任何已知的技術(shù)解決。真要解決的話，我們需要發(fā)明這么一種技術(shù)：它能使設(shè)備在像素等級(jí)上動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)對(duì)焦光源，并且我們還要把這種技術(shù)的成本降到40美元。

僅僅因?yàn)檫@一個(gè)理由，人類就永遠(yuǎn)無法擺脫VR眩暈。除非在VR軟件里，所有的物體都在觀察者3米之外。這個(gè)限制完全排除了任何室內(nèi)題材的VR軟件（室內(nèi)空間太小，達(dá)不到距離大于3米這個(gè)條件），或者任何能使用手臂直接進(jìn)行交互的VR軟件（距離太近）。

但是，在飛行模擬器領(lǐng)域，VR設(shè)備就不存在這樣的問題！我們將飛行員放到模擬訓(xùn)練艙里，使用半透明現(xiàn)實(shí)器讓他們看到真實(shí)的駕駛艙圖像。他們能夠看到在飛機(jī)外的工作人員，但因?yàn)樗麄兛隙ㄔ诤芏嗝滓酝?，所以不?huì)有問題。這樣，整套VR設(shè)備就可以在用戶感到舒適的情況下順利地運(yùn)轉(zhuǎn)。有一個(gè)例外：在訓(xùn)練空中加油的時(shí)候，軟管-浮錨裝置會(huì)處于離飛行員頭頂一米左右的位置。因?yàn)樯厦嬲f過的原因，甚至許多飛行員也會(huì)感到眩暈。最近，有的飛行員干脆在訓(xùn)練艙里關(guān)掉圖像，光靠?jī)x表來練習(xí)空中加油。

■ 動(dòng)量

在真實(shí)世界里活動(dòng)時(shí)，我們的身體會(huì)服從動(dòng)量守恒定理。當(dāng)你在行走時(shí)突然停下，身體的質(zhì)量會(huì)導(dǎo)致你繼續(xù)往前移動(dòng)，你必須要控制肌肉來制止你的手臂或者頭部前伸。在停車和拐彎時(shí)，一定要提前考慮好動(dòng)量。

目前這些細(xì)節(jié)在VR設(shè)備中不存在，而且你的大腦意識(shí)到了這一點(diǎn)。

如果你只是在看電視或者電影，這就不是問題。我們似乎能意識(shí)到平面屏幕上的圖像不是真實(shí)的，因此我們接受了這個(gè)設(shè)定：看電視時(shí)，我們的身體不需要感受到任何動(dòng)量。但是，在感知一些更真實(shí)的內(nèi)容時(shí)，我們就會(huì)陷入“恐怖谷”：我們能夠下意識(shí)地感覺到，身體沒有承受動(dòng)量，這會(huì)讓我們感到強(qiáng)烈的困擾。

你的穴居人大腦又出場(chǎng)了：“我的眼睛說我在加速，但我的胃和平衡器官告訴我并沒有。我肯定是暈了!必須要吐?！?/p>

我們因?yàn)檎孟喾吹脑蚨鴷灤?。船艙?nèi)的視角讓我們覺得，我們正身處于一個(gè)巨大而穩(wěn)定的房間；但感覺系統(tǒng)告訴我們“不，我們明顯在搖動(dòng)，因?yàn)閯?dòng)量一直在變化，所以我們肯定暈了！吐吧?！?/p>

開發(fā)谷歌紙框VR的伙計(jì)看上去意識(shí)到了這點(diǎn)，并且提出了建議：在使用所有的VR軟件時(shí)盡量站著別動(dòng)，或者僅僅移動(dòng)頭部（用戶確實(shí)這樣做了，因此沒有人感到惡心）。這確實(shí)有效，但當(dāng)你玩一個(gè)很真實(shí)的FPS或者賽車游戲時(shí)就是另外一回事了。換個(gè)說法，在任何一個(gè)追求臨場(chǎng)感的VR軟件里你都沒辦法保持不移動(dòng)，所以無法避免眩暈。這在飛行模擬中也是一個(gè)大問題。幸好并不是所有人都容易暈，特別是飛行員。

同樣，這個(gè)問題沒辦法解決，因?yàn)槲锢矸▌t不允許。

■ 實(shí)際情況

說到這里，我們已經(jīng)總結(jié)出了兩種類型的眩暈：對(duì)焦導(dǎo)致的眩暈和動(dòng)量缺失導(dǎo)致的眩暈。

因此，99%的VR軟件都會(huì)導(dǎo)致眩暈，即使它們的內(nèi)容實(shí)際上很精彩。在目前的VR游戲中，主角（或者主角視角）幾乎無法避免有一些加速的動(dòng)作。當(dāng)然，有個(gè)無趣的解決方法——開發(fā)者可以把所有物體放到視距3米外（但因?yàn)槟憧隙ú粫?huì)高于3米，所以低頭看地板的時(shí)候還是會(huì)暈）。

或者，開發(fā)者只做一些炫酷的內(nèi)容放在遠(yuǎn)處，你站著靜靜旁觀就好——但是用戶想要的可不是這樣的VR。

我一直在和VR顯示設(shè)備打交道。無論是價(jià)值8萬美元的還是價(jià)值500美元的，我都已經(jīng)研究了許多年。每個(gè)人都能佩戴VR設(shè)備數(shù)分鐘并保持不眩暈。但有一半的人會(huì)在幾分鐘后感覺難受，在這些人里面，又有一半人會(huì)難受到必須馬上停止使用設(shè)備。

目前大多數(shù)Demo都是宣傳性質(zhì)的，在其他的行業(yè)展會(huì)上通常都是只有幾分鐘長(zhǎng)的VR內(nèi)容。我不知道這些廠商是不是故意這樣做的……這也解釋了為什么這么多人認(rèn)為他們喜歡VR。糟糕的是，直到他們花了500美元后他們才能意識(shí)到問題的嚴(yán)重性。

當(dāng)你在這些設(shè)備上花的時(shí)間超過一個(gè)小時(shí)，情況可能會(huì)更糟。

我曾經(jīng)在一個(gè)為Oculus開發(fā)軟件的團(tuán)隊(duì)里工作過。團(tuán)隊(duì)里每人都有一個(gè)頭戴設(shè)備，大多數(shù)時(shí)間里它都在吃灰。我們既寫代碼，也做美術(shù)內(nèi)容。我們都是專家，知道自己在做什么，但當(dāng)你站在我們的實(shí)驗(yàn)室里舉目四望，會(huì)發(fā)現(xiàn)沒有一個(gè)人戴著Oculus。僅在很少數(shù)的情況下，研究人員會(huì)戴上VR，只是為了確認(rèn)一些內(nèi)容，然后在30秒內(nèi)摘下來。大多數(shù)時(shí)候，我們都是在并排放置的兩個(gè)顯示器上觀察視覺效果。當(dāng)項(xiàng)目最終完成時(shí)，因?yàn)樵僖膊挥脦н@些頭盔了，我們所有人都很開心。

我們?yōu)檫@個(gè)現(xiàn)象取了個(gè)名稱：“模擬恐懼癥”（Simulator Sickness），簡(jiǎn)稱“模懼癥“（SimSickness)。

之所以我對(duì)VR這么沒信心，最大的原因是一系列美軍對(duì)模擬恐懼癥的研究。

他們發(fā)現(xiàn)，即使沒有發(fā)生眩暈，實(shí)驗(yàn)對(duì)象也會(huì)出現(xiàn)在一定范圍內(nèi)出現(xiàn)恍惚，或者失去方向感。

總結(jié)在論文的第二頁上：

“有個(gè)問題我們始終沒有得到答案：某些實(shí)驗(yàn)對(duì)象會(huì)在使用VR設(shè)備后感覺現(xiàn)實(shí)世界變得很遲緩，我們不知道這樣的癥狀具體會(huì)持續(xù)多久。一些數(shù)據(jù)暗示，出現(xiàn)這個(gè)癥狀的人數(shù)可能遠(yuǎn)超我們推測(cè)的數(shù)字。有8%的實(shí)驗(yàn)對(duì)象生物鐘加速了6到8小時(shí)，更極端的案例，有的實(shí)驗(yàn)對(duì)象生物鐘甚至加速了1到2天。通過研究，我們已經(jīng)能夠推斷出是哪些場(chǎng)景導(dǎo)致這些問題，而已經(jīng)找到了處理這些問題的方法。我們還需要對(duì)照試驗(yàn)，確定所謂的‘模擬恐懼癥’是否會(huì)真實(shí)的飛行中產(chǎn)生?！?/p>

“從研究中，我們可以總結(jié)出，在使用VR設(shè)備后應(yīng)該休息多長(zhǎng)時(shí)間，才能進(jìn)行飛行或駕駛汽車。”

美軍的研究者認(rèn)為，用戶應(yīng)該在使用VR設(shè)備24小時(shí)后，再進(jìn)行飛行或駕駛汽車。

■ 總結(jié)

我很傷感（因?yàn)樽鳛闃O客我也很想要到一個(gè)“holodeck”）。我不認(rèn)為制造一個(gè)成本在可接受范圍內(nèi)，同時(shí)還具有足夠好體驗(yàn)的VR設(shè)備是可能的。（譯注，holodeck是《星際迷航》的典故，詳見這里）

對(duì)于那些確實(shí)能忍受不適感的用戶，我最大的擔(dān)心是美軍指出的那些癥狀：在結(jié)束VR游戲之后很長(zhǎng)一段時(shí)間里你都會(huì)缺失方向感。實(shí)際上，“VR后駕車”可能和醉駕一樣危險(xiǎn)。這些消費(fèi)級(jí)VR設(shè)備應(yīng)該得到更徹底的研究，假如某一天真的因?yàn)閂R設(shè)備產(chǎn)生交通事故，整個(gè)行業(yè)可能會(huì)跟著遭殃?？梢哉f，這是遲早要發(fā)生的事。

抱歉掃大家的興了。