在向人们介绍虚拟现实(VR)时，我们最常听到的问题之一是人们是否会出现眩晕感。简短的答案可能不是，然而长答案要复杂得多。在VR技术的早期，VR晕动症受到了广泛关注。Oculus在2013年交付DK1开发人员工具包后不久，多数人开始尝试在VR头戴设备上玩现有的游戏，都会感到恶心。从此以后，晕动症会伴随VR游戏出现这一观念根深蒂固。那么，什么原因导致VR疾病？

1.产生原因

图1 人体前庭系统

VR疾病是由一种称为“视觉前庭不匹配”（VVS）的现象触发的。如图1所示，人体前庭系统是感觉系统的一部分，负责协调运动与平衡感。它根据眼睛所见和内耳的感觉来解释旋转运动和加速度。人的身体还有一种叫做本体感受器的东西，可以给人以自我运动和身体姿势的感觉。前庭系统和本体感受器共同提供空间意识。当大脑收到来自前庭系统和非前庭本体感受器的冲突信息时，它可能会让胃部感到不适或引起出汗。一些科学家认为，晕动病是由对前庭系统的毒物的进化反应触发的。因此，我们可以合理地确定VVS是导致VR疾病症状的原因，但首先触发VR的VR是什么呢？事实证明，很多事情。延迟，帧率/刷新率，人工运动方法和跟踪技术都会使VR体验非常不舒服。具体有以下几个方面：

2.影响因素

2.1耳机类型

头戴式耳机和跟踪的类型在是否会在VR中出现晕动病中起着重要作用。首批VR头显具有3自由度跟踪（3DoF），这意味着可以360度向上，向下和向侧面倾斜，然而这种头显不是为用户在3D环境中移动而设计的，所以在VR中，人的身体是无法四处走动的，即使这样做，场景也不会随之移动，从而导致迷失方向和失去平衡的感觉。

6自由度跟踪（6DoF）或空间跟踪可以帮助解决此问题。具有6DoF的耳机使用户在虚拟环境中拥有更大的移动自由度，他们周围的环境将根据情况进行调整。通过提供更好的临场感并最大程度地减少那些发送到大脑的会引起晕车的矛盾信号，从而减少迷失方向的感觉。

2.2控制器类型

影响VR晕动症的另一个因素是控制器的使用和类型。几年前，只有高端头戴式耳机才具有控制器，但值得庆幸的是，现在这些控制器已经普及了很多，可以以此来减少感官冲突。控制器大多在VR虚拟世界中以手的形式展现，并能够直接看见，这相当于为视觉加入了锚点，从而不容易迷失方向。

2.3延迟

VR的延迟是导致晕动症的最大因素之一。Oculus花了很多年研究延迟对VR体验的影响，发现大多数人都对90Hz显示面板产生的13毫秒延迟感到满意。然后，这成为了多年的行业标准。现在有可用的耳机提供更快的显示速度，例如Valve Index，允许用户在80Hz，90Hz，120Hz和144Hz之间进行调节。随着行业的发展，延迟也会逐渐降低，这将极大地解决眩晕问题。

2.4姿势不稳

影响VR运动病最有趣的因素之一是姿势不稳定。作为动物，保持姿势和保持稳定是我们的主要目标之一，并且在我们尚未学会保持平衡的情况下，我们容易生病。就容易晕船的人而言，这很容易想到-他们的身体正试图在新的情况下找到自己的平衡。在VR中，如果虚拟场景像过山车一样向前移动，则用户自然会在现实世界中向前倾斜。但是，他们的身体并没有像在真正的过山车上那样前进，这是身体处于平衡状态的一种新情况，因此可能会出现姿势不稳和晕车的情况。与其他形式的晕动病一样，这种感觉会根据诸如不稳定状态所持续的时间长短和严重程度等因素而加剧或减少。就像您的身体适应船上姿势的不稳定性一样，您的身体也可以适应VR姿势的不稳定性。随着身体逐渐学习如何控制VR中的姿势和平衡，眩晕症状就可能会减轻。

3解决方法

下面来讨论晕动症的缓解/解决方法

3.1提高图形性能

图2 帧率的影响

虽然显示延迟至关重要，但是当图形显卡是否能够足够快地发送图像依然关键。标准的经验法则是，帧速率必须达到或超过显示器的刷新率，因此，如果使用90Hz刷新率，GPU必须每秒至少连续交付90帧。购买用于虚拟现实的计算机时，应尽量购买更好的GPU。虽然高端显卡费用高企，但幸运的是，获得支持VR的图形卡比以往任何时候都更加容易。当VR首次进入市场时，GPU公司在设计硬件时就考虑了VR支持。

3.2使用重投影技术

除了提供更高性能的图形硬件外，VR平台制造商还使用重投影技术开发了他们的产品线。例如Oculus的异步时间扭曲通过分离渲染和旋转定位来帮助平滑性能。如果GPU无法及时交付新帧，这将允许Oculus驱动程序从内存中提取先前渲染的帧。然后，异步Timewarp会将其与当前旋转数据合并，并将帧提供给头显。Valve也开发了类似的技术，称为运动平滑，并为SteamVR和OpenVR应用程序创建了一项类似的技术，称为异步重投影，该技术基本上具有相同的作用。

3.3合理使用外围设备

即使拥有世界上最快的计算机和市场上刷新率最高的头戴式耳机，当开发人员忽略前庭的加速感和横向运动感时，仍可能因体验不佳而遭受VR晕动症的困扰。然而，合理使用外围设备有助于解决这些问题。例如，如果在VR中驾驶汽车，那么拥有方向盘外设有助于欺骗大脑，使其接受真实的虚拟体验，这样一来对加速度运动产生负面反应的可能性要小得多。几乎所有模拟都可以使用相同的原理，即带入虚拟世界的物理性越高，大多数人的体验就越舒适。

3.4模拟运动

并非每种体验都可以使用自定义外围设备。有时，最好的互动方式是站起来走动。但是，这会将每个VR体验的空间限制在指定的跟踪区域。尽管这是最不容易引起疾病的选择，但并非对每种应用都可行。通过操作让玩家从点到点进行瞬移。这种方式其实是与“越接近自然人体行动的方式，越适合VR”的天条相违背的。这种移动方式并不自然，会对沉浸感有非常大的影响，让用户分分钟“出戏”。甚至用户在熟悉瞬移之后，会连本可以进行的小空间范围移动也放弃。且过快的、频繁的瞬移依然会让用户产生眩晕感。此外，将移动速度调到一个非常慢的匀速程度。将眩晕感控制在用户可以忍受的范围内。慢速匀速移动会剥夺用户主动操作的权利，让用户变成“乘客“”而非“主角”。在影响沉浸感的同时，会让有用户感到无聊。且持续的慢速匀速移动依然会引发模拟晕动症的产生，无法从本质上解决问题。

4 总结

随着技术的发展和产品的迭代，全球最优秀的主流VR头显都已经或很快会解决视觉晕动症的问题，且带来前所未有的高度沉浸体验。然而头显所提供的沉浸感越高，大脑就会越相信自己身处现实之中，用户视觉和身体知觉之间的不协调状态就会越强烈，其眩晕感也就会越强。Oculus VR已经明确指出模拟晕动症是他们面临的最大挑战之一。而如何有效的解决这个挑战，必然是未来很长一段时间内我们需要关注的地方。