VR導致暈動癥的幾個因素介紹及解決問題的方法分享

　　對于VR，情況可能要更加復雜一些。用戶的全部視野都被VR頭顯所覆蓋，VR頭顯極力欺騙你已經到了另一個世界，此時視覺系統(tǒng)所感受到的東西就不僅僅是視野中的一塊屏幕上顯示的畫面，而是整個視野，在這種情況下，VR導致的暈動癥就會有很多種因素。

　　第一個因素當然是你身體的運動和你的視野中所觀測到的運動不匹配

　　比如說你在坐VR的過山車的時候，視覺上是在高速運動，但是前庭系統(tǒng)卻表示你并沒有在運動，這時就會導致頭暈。從邏輯上，這與打FPS游戲造成的頭暈沒有什么區(qū)別，每個人都會有不同的感受。

　　第二個很重要的原因，是頭部運動和視覺觀測到的頭部運動的不匹配

　　這才是今天我們要說的重點，也是VR頭顯能夠從技術上加以改善的部分。其中這一點包括兩個部分：幀間延遲和幀內延遲。

　　幀間延遲很好理解。人類對于頭部轉動和相對應的視野的變化是極度敏感的。如果用戶的頭轉動了，而相對的，視野轉動有延遲，只要很微小的延遲就能感覺得到。有多微小呢？研究表明，頭動和視野的延遲不能超過20ms，不然就會非常明顯。

　　不要小看20ms：實際上人頭部運動的速度很容易就能夠達到每秒上百度。假設頭部轉動速度為100度/秒（其實隨便轉頭就能達到這個速度），20ms的延遲意味著視野中物體的轉動延遲為2度，把手伸直，豎起大拇指，大拇指的寬度大概就是2度。

　　20ms的延遲時間對于VR頭顯而言是一個非常大的挑戰(zhàn)。首先設備需要足夠精確的辦法來測定頭部轉動的速度、角度和距離，這可以使用慣性陀螺儀（反應靈敏但是精度差）或者光學方法來實現(xiàn)。然后計算機需要及時渲染出畫面，顯示器也需要及時地顯示出畫面，這一切都需要在20ms以內完成。相應的，如果每一幀顯示的時間距離上一幀超過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該超過50FPS，目前來說60FPS是一個基準線。要在這么短的時間內搞定這一切，本身就是巨大的挑戰(zhàn)。

　　那么是不是單純把幀率提高到60FPS以上，拼死將延遲做到20ms以內就可以了呢？其實除了幀間延遲之外，VR所造成的眩暈還有更加復雜的成因。下面我用幾張示意圖演示。

　　我們可以看到，左邊這張圖是真實的世界中，一個物體從左往右移動時眼睛看到的情況：隨著時間的推移，物體的軌跡是一條線;而右邊的圖則是任何一種顯示器顯示出來的情況：物體的圖像在每一個點顯示一段時間之后，就跳到下一個點;它并非是連續(xù)的運動。

　　假如我們仍然假設60hz的刷新率，頭部轉動速度為120度/秒，那么一幀內頭部轉動為2度，以DK2的分辨率，一幀內的延遲為19像素，這個時候頭顯顯示的圖像將會是相當模糊的。而分辨率越高，這個問題就越嚴重。以人眼理論極限分辨率來計算，一幀內延遲會達到600像素。

　　這個問題怎么解決呢？想要讓物體的圖像更加連續(xù)的移動，最好也是最簡單粗暴的辦法是提高刷新率。

　　從60到90，到120，到200……可能最后到1000hz，那時我們的視覺系統(tǒng)就徹底分辨不出真實或者是虛擬了。但顯然我們現(xiàn)在無法將刷新率提高到1000hz，目前Oculus Rift CV1和HTC Vive采用了90hz刷新率，而Sony Project