美军专家：为什么我认为VR永远不会成功

■ 介绍

我在军方的模拟飞行头盔项目上工作了数十年，可以说是VR方面的专家。

恕我直言，现有的VR装备都远未达到能够正常使用的等级。它们可能会自然地被淘汰，或者转向3D显示器领域。这只是我的一家之言，我来解释一下为什么会产生这样的观点。

每个人都觉得这些设备是崭新且具有革命性的，但这不是真相。在这两年发生的事情，仅仅是这些设备的价格从8万美元跌到5百美元。我们并没有做出太多技术上的创新，价格的下降大多是在性能上做出妥协的结果。

许多人声称，VR设备容易导致眩晕的问题已经得到解决，或者马上会被解决。他们认为，能够通过设备的设计来解决这个问题。

这样想的人，都认同一种理论。这种理论宣称眩晕由系统的延迟/卡顿、低分辨率的显示屏或是不准确的头部定位引起。因此，这些问题都会在VR系统逐步完善的过程中得到解决。遗憾的是，我们为美军制作的头盔造价8万美元，它具有更小的延迟，更高的解析度，和更准确的头部追踪——在这些方面我们强于任何市售的VR产品，但这些头盔依然让人头晕。所以这种理论可能是错的。

问题在于，持这些理论的人忽略（或者几乎忽略）了20年来用VR设备（我们称它为“头戴显示器”，并将“虚拟现实”称为“模拟”）进行试验得出的事实。

更糟的是，有可靠的研究证实，VR设备造成的眩晕感可能在你停止使用设备8小时后依然存在。

■ 深度知觉

我相信最大的问题在于深度知觉。

对于距离在几米内的物体，你需要调整睫状肌带动你眼中的透镜（译注：晶状体）来对焦。这些肌肉会对晶状体进行一定的压迫，你因此可以对在近距离内的物体进行准确对焦。没有显示设备能够重现来自不同距离的光线——就目前来看不存在这样的技术。我们没法愚弄大脑。

高级的VR设备能够调动用户的深度知觉，它们通过对图片的“综合”来使用户立体感。具体来说，用户两只眼睛看到的图片会有些细微的不同。当我们控制双眼聚焦到一点上，两张图片就会“混合”在一起。这是通过对跨眼肌肉群（暂译，原文为INTER-OCULAR MUSCLE，未找到相关中文文献）的控制来实现的。

我们始终在使用这两套肌肉群测量物体的距离，一套用来聚焦，另一套用来综合。当大脑得到正确的信号时，就说明这两个功能正在默契地互相配合。

然而，在VR设备之中，我们无法做到这一点。对焦系统认为：“这两幅图片在同一个位置”，综合系统认为“这两幅图片的位置不同”。如果目标物体位于几米外，就不会有大问题，因为对焦系统只有在很近的距离内才能实现精确对焦。但是大脑会感觉到差异。

那么，假如综合系统告诉我们“那个东西离我们2米远”，同时对焦系统告诉我们“那个东西离我们3米远”，在这种情况下会发生什么？

在真实世界里，这根本就不会发生。我们从穴居人开始一路进化下来，但大脑并没未发生什么根本的变化——你的大脑可以说就是穴居人的大脑。在这种前所未见的情况下，大脑会有什么奇怪的反应？有些人可以单纯地忽略这些信号，然后把注意力集中到其他的地方上去。而另外一些人的大脑就会说：“糟糕，我肯定是晕了！”你晕了，你的穴居人大脑判断，你一定吃了有毒的东西……大概是个毒蘑菇？当这种情况发生时，你的大脑会进入恐慌状态然后尝试清空你的胃，你会觉得非常，非常恶心。

这个问题不可能被任何已知的技术解决。真要解决的话，我们需要发明这么一种技术：它能使设备在像素等级上动态调节对焦光源，并且我们还要把这种技术的成本降到40美元。

仅仅因为这一个理由，人类就永远无法摆脱VR眩晕。除非在VR软件里，所有的物体都在观察者3米之外。这个限制完全排除了任何室内题材的VR软件（室内空间太小，达不到距离大于3米这个条件），或者任何能使用手臂直接进行交互的VR软件（距离太近）。

但是，在飞行模拟器领域，VR设备就不存在这样的问题！我们将飞行员放到模拟训练舱里，使用半透明现实器让他们看到真实的驾驶舱图像。他们能够看到在飞机外的工作人员，但因为他们肯定在很多米以外，所以不会有问题。这样，整套VR设备就可以在用户感到舒适的情况下顺利地运转。有一个例外：在训练空中加油的时候，软管-浮锚装置会处于离飞行员头顶一米左右的位置。因为上面说过的原因，甚至许多飞行员也会感到眩晕。最近，有的飞行员干脆在训练舱里关掉图像，光靠仪表来练习空中加油。

■ 动量

在真实世界里活动时，我们的身体会服从动量守恒定理。当你在行走时突然停下，身体的质量会导致你继续往前移动，你必须要控制肌肉来制止你的手臂或者头部前伸。在停车和拐弯时，一定要提前考虑好动量。

目前这些细节在VR设备中不存在，而且你的大脑意识到了这一点。

如果你只是在看电视或者电影，这就不是问题。我们似乎能意识到平面屏幕上的图像不是真实的，因此我们接受了这个设定：看电视时，我们的身体不需要感受到任何动量。但是，在感知一些更真实的内容时，我们就会陷入“恐怖谷”：我们能够下意识地感觉到，身体没有承受动量，这会让我们感到强烈的困扰。

你的穴居人大脑又出场了：“我的眼睛说我在加速，但我的胃和平衡器官告诉我并没有。我肯定是晕了!必须要吐。”

我们因为正好相反的原因而晕船。船舱内的视角让我们觉得，我们正身处于一个巨大而稳定的房间；但感觉系统告诉我们“不，我们明显在摇动，因为动量一直在变化，所以我们肯定晕了！吐吧。”

开发谷歌纸框VR的伙计看上去意识到了这点，并且提出了建议：在使用所有的VR软件时尽量站着别动，或者仅仅移动头部（用户确实这样做了，因此没有人感到恶心）。这确实有效，但当你玩一个很真实的FPS或者赛车游戏时就是另外一回事了。换个说法，在任何一个追求临场感的VR软件里你都没办法保持不移动，所以无法避免眩晕。这在飞行模拟中也是一个大问题。幸好并不是所有人都容易晕，特别是飞行员。

同样，这个问题没办法解决，因为物理法则不允许。

■ 实际情况

说到这里，我们已经总结出了两种类型的眩晕：对焦导致的眩晕和动量缺失导致的眩晕。

因此，99%的VR软件都会导致眩晕，即使它们的内容实际上很精彩。在目前的VR游戏中，主角（或者主角视角）几乎无法避免有一些加速的动作。当然，有个无趣的解决方法——开发者可以把所有物体放到视距3米外（但因为你肯定不会高于3米，所以低头看地板的时候还是会晕）。

或者，开发者只做一些炫酷的内容放在远处，你站着静静旁观就好——但是用户想要的可不是这样的VR。

我一直在和VR显示设备打交道。无论是价值8万美元的还是价值500美元的，我都已经研究了许多年。每个人都能佩戴VR设备数分钟并保持不眩晕。但有一半的人会在几分钟后感觉难受，在这些人里面，又有一半人会难受到必须马上停止使用设备。

目前大多数Demo都是宣传性质的，在其他的行业展会上通常都是只有几分钟长的VR内容。我不知道这些厂商是不是故意这样做的……这也解释了为什么这么多人认为他们喜欢VR。糟糕的是，直到他们花了500美元后他们才能意识到问题的严重性。

当你在这些设备上花的时间超过一个小时，情况可能会更糟。

我曾经在一个为Oculus开发软件的团队里工作过。团队里每人都有一个头戴设备，大多数时间里它都在吃灰。我们既写代码，也做美术内容。我们都是专家，知道自己在做什么，但当你站在我们的实验室里举目四望，会发现没有一个人戴着Oculus。仅在很少数的情况下，研究人员会戴上VR，只是为了确认一些内容，然后在30秒内摘下来。大多数时候，我们都是在并排放置的两个显示器上观察视觉效果。当项目最终完成时，因为再也不用带这些头盔了，我们所有人都很开心。

我们为这个现象取了个名称：“模拟恐惧症”（Simulator Sickness），简称“模惧症“（SimSickness)。

之所以我对VR这么没信心，最大的原因是一系列美军对模拟恐惧症的研究。

他们发现，即使没有发生眩晕，实验对象也会出现在一定范围内出现恍惚，或者失去方向感。

总结在论文的第二页上：

“有个问题我们始终没有得到答案：某些实验对象会在使用VR设备后感觉现实世界变得很迟缓，我们不知道这样的症状具体会持续多久。一些数据暗示，出现这个症状的人数可能远超我们推测的数字。有8%的实验对象生物钟加速了6到8小时，更极端的案例，有的实验对象生物钟甚至加速了1到2天。通过研究，我们已经能够推断出是哪些场景导致这些问题，而已经找到了处理这些问题的方法。我们还需要对照试验，确定所谓的‘模拟恐惧症’是否会真实的飞行中产生。”

“从研究中，我们可以总结出，在使用VR设备后应该休息多长时间，才能进行飞行或驾驶汽车。”

美军的研究者认为，用户应该在使用VR设备24小时后，再进行飞行或驾驶汽车。

■ 总结

我很伤感（因为作为极客我也很想要到一个“holodeck”）。我不认为制造一个成本在可接受范围内，同时还具有足够好体验的VR设备是可能的。（译注，holodeck是《星际迷航》的典故，详见这里）

对于那些确实能忍受不适感的用户，我最大的担心是美军指出的那些症状：在结束VR游戏之后很长一段时间里你都会缺失方向感。实际上，“VR后驾车”可能和醉驾一样危险。这些消费级VR设备应该得到更彻底的研究，假如某一天真的因为VR设备产生交通事故，整个行业可能会跟着遭殃。可以说，这是迟早要发生的事。

抱歉扫大家的兴了。