什么是VR晕动症

随着VR领域的火热，其伴随的主要问题（巨大挑战）——“VR晕动症”也越来越受到关注。

一、什么是晕动症？

晕动病是汽车、轮船或飞机运动时所产生的颠簸、摇摆或旋转等任何形式的加速运动，刺激人体的前庭神经而发生的疾病。患者初时感觉上腹不适，继有恶心、面色苍白、出冷汗，旋即有眩晕、精神抑郁、唾液分泌增多和呕吐。由于运输工具不同，可分别称为晕车病、晕船病、晕机病（航空晕动病）以及宇宙晕动病。

病理：内耳前庭器是人体平衡感受器官，它包括三对半规管和前庭的椭圆囊和球囊。半规管内有壶腹嵴，椭圆囊、球囊，内有耳石器（又称囊斑），它们都是前庭末梢感受器，可感受各种特定运动状态的刺激。当汽车启动、加减速、刹车、船舶晃动、颠簸，电梯和飞机升降时，这些刺激使前庭椭圆囊和球囊的囊斑毛细胞产生形变放电，向中枢传递并感知。这些前庭电信号的产生、传递在一定限度和时间内人们不会产生不良反应，但每个人对这些刺激的强度和时间的耐受性有一个限度，这个限度就是致晕阈值，如果刺激超过了这个限度就要出现运动病症状。每个人耐受性差别又很大，这除了与遗传因素有关外，还受视觉、个体体质、精神状态以及客观环境（如空气异味）等因素影响，所以在相同的客观条件下，只有部分人出现运动病症状。

二、那什么又是VR晕动症？

VR晕动症用于描述用户在使用头部控制的虚拟现实系统后产生的晕动症。VR晕动症根据其具体引发原因又可以分为视觉晕动症和模拟晕动症。

1、视觉晕动症

顾名思义就是单纯的由头显得视觉系统引起的眩晕感，跟我们身体自身无关。主要是由于头显本身的刷新率、闪烁、陀螺仪等引起的高延迟问题导致的眩晕感。

如果屏幕本身有延迟则非常明显，当你转动头的时候应该看到对应的侧面图像，但由于设备延迟的问题，要等上一段时间才能看到，与我们平常的生活状态不符，身体就会出现一场反映。当然眼镜到大脑本身也是有延迟时间的，只不过我们适应了再加上生物信号传递速度相当快，所以没事。

例如，当用户的头部在0.5秒（假设）内向右边旋转90度时，头显最终也会给用户呈现右转90度之后的画面。然而如果头显具有较高的延迟问题，画面的转换会花费1秒的时间（假设），这个时间差（0.5秒）就是我们所说的高延迟，会使用户立即产生强烈的眩晕感。

人类的感官系统在一定范围内能感知到视觉和听觉中相对较小的延迟，研究表明，当绝对延迟控制大约 20ms 以内的时候，这些延迟几乎就不可察觉了，这可以说是 VR 最佳体验的标准。而最优质的头显将这一时间差控制在20毫秒之内，用户便不会因为延迟而产生眩晕。

实际上这里指的延时包括屏幕显示延时、计算延时、传输延时以及传感器延时。其中屏幕显示延时是VR设备延时的最主要因素，也即产生眩晕感的最重要因素之一，以Oculus Rift为例，Oculus Rift总延时为19.3ms，其中屏幕显示延时13.3ms，延时占比达到69%。而降低屏幕显示延时的最简单方法就是提高刷新率，减少帧间延时，AMOLED的响应时间是LCD的千分之一，显示运动画面绝对不会有拖影的现象，因此未来一段时间，AMOLED显示屏将成为解决屏幕显示延迟的最佳解决方案。

2、模拟晕动症

模拟晕动症的本质是由于用户视觉上观察到的状态和身体的真实状态之间的不一致引发的。

当视觉焦点集中在一个位置(屏幕)的时候，虽然屏幕静止不动，但图像上的物体不停移动，尤其是向你逼近或者拉远的时候，眼睛被欺骗，精神处于高度紧张状态，但你的身体没有做出任何相应的动作，精神和身体出现了不匹配的情况。

最常见的例子就是坐着或站着用手柄来操控角色移动时，视觉上他得到的信息是“我在移动”，然而负责感知身体状态的中耳前庭器官却给大脑发出“我没动”的信号，这种矛盾的信号会让大脑认为“自己”处在一个不正常且危险的状态。

这时大脑会立刻用强烈的眩晕感来警告用户，需要尽快脱离目前的状态。

更糟糕的是，这种眩晕感会不断的积累加强，继而引发疲劳，呕吐等症状。症状不会随着用户停止体验而停止，这种头晕、恶心的症状会根据使用者不同的体质持续数十分钟乃至数小时。

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。

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