困扰着虚拟现实 有一个神经科学问题

尽管虚拟现实（VR）最近成了当红炸子鸡，但该技术明显还存在一些问题。第一，你玩的时候的动作在别人看来像个蠢驴

尽管虚拟现实（VR）最近成了当红炸子鸡，但该技术明显还存在一些问题。第一，你玩的时候的动作在别人看来像个蠢驴。第二，你看到的和你真正感觉到的时空错位让你头晕想吐，甚至现在出现了个名词“虚拟现实呕吐症”。不过还有一个问题，虽然看起来它并不明显，但也会让你感觉相当怪异，那就是名为视觉辐辏调节冲突（vergence-accommodation conflict）的眼睛聚焦问题（会引起视疲劳，头痛等）。这个问题看起来不那么明显，因为如果你不用虚拟现实设备，平时你基本不会遇到。

在本周洛杉矶举行的国际图形学年会上，斯坦福教授Gordon Wetzstein和他的同事向我们展示了一种新型头戴显示设备，宣称可以将视觉辐辏调节冲突降到最低。这不只是一个深奥的学术问题，领先的VR厂商如Oculus和微软都清楚他们的设备没有解决这个问题，而佛罗里达的神秘公司Magic Leap则倾其全力于这个问题的解决。“这是个很有趣的研究领域，我认为它将是显示器领域的下一个里程碑。”加州大学伯克利分校的视觉科学家Martin Banks说。

好吧，这所谓视觉辐辏调节冲突到底有什么大不了的呢？下面雷锋网给你说说。当平时你看一个物体时，会发生两件事。第一，你会调整眼球。如果物体较近，你的眼睛可以自然聚焦于此；如果物体较远，焦点会分离。这样就产生了视觉辐辏。如果你的眼睛没有调节好，可能就会看到重影。

第二，你眼中的“镜头组”会聚焦在物体上，即适应性调节。通常视觉辐辏与适应性调节是成对出现的。“视觉系统在进化过程中形成了一个回路，使这两种反应可以相互交流，”Banks说道。“在自然环境下这意义重大，他们都想达到相同的效果，所以必然会相互交流。”换句话说，你的大脑已经为现实世界建立了一个快捷方式。

但当你戴上Oculus Rift或三星Gear VR，之前的和谐状态全都被打破了。这些头戴设备会通过稍有偏差的图像来欺骗你的左右眼，从而制造3D效果，而且偏差越大，你就感觉物体越近。这就意味着你的眼睛需要不断调整来适应你眼前的屏幕，但其实它们对焦在一个较远的距离。眼睛可不傻，长期这样会造成视觉辐辏与适应性调节失调，它们会感觉到不适，时间久了可就会抗议了。

视觉辐辏调节冲突

2008年，Banks和他的同事在一篇论文中提到视觉辐辏调节冲突会造成疲劳和不适，甚至会加深虚拟现实呕吐症的症状。为了对其进行研究，他们小组制作了一个可以消除调节冲突的设备，该设备是一个大盒子，就像你在验光师办公室会看到的那样，用三到四个不同的平面来展现图像的不同部分。然后设备上的一个透镜则可以聚焦图像的不同部分，让它们在清晰与模糊中转换。它的色彩与分辨率都是顶级的，但想要进入寻常百姓家现在还不太现实。“实际上我们也觉得很费劲，因为需要获知你眼睛的精确位置，所以过程中需要固定住你的头。”Banks说道。

Wetzstein和他的同事在国际图形学年会上展示的头戴显示设备，实际上带着会更舒服，因为你的眼睛可以自由活动。而且不像普通头戴设备显示的平面图片，它会制造一个光场或者三维光照模式，从而模拟现实世界中物体表面的反光。该设备由两块堆叠的LCD组成，专用的算法会将两块LCD现实的图像分割开来，处于后部的LCD会在远距离物体上赋予更多的细节。“我们不同于其他设备的地方就在于我们的算法，”Wetzstein说道。而且该设备可由现成的零件制造而成。

Wetzstein的团队在国际图形学年会上展示的头戴显示设备的显示效果

不过雷锋网还要浇盆冷水，想要在这个设备上玩游戏现在还为时尚早。因为其视野暂时只能达到90度，分辨率也无法达到Oculus的级别。更多的平面可能意味着图像真实感更强。不过它至少表明，头戴设备能解决视觉辐辏调节冲突问题。其他团队也试着用微透镜弯曲光线从而制造光场，但想要在此基础上提升分辨率就变得难上加难，Wetzstein说道。Magic Leap也在从事光场有关的研究，但没人知道他们的具体方向。

当前备受瞩目的头戴VR设备如Oculus Rift和三星Gear VR，都主要依赖于立体显示器，它们都表现很棒，但说到解决视觉辐辏调节冲突问题，它们真的无能为力。想要真正解决这一难题，业界可能还是要押注光场技术。

via wired

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