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标题: [转帖] 【科技】美军专家表示VR永远不会成功，这都怪你的穴居人大脑[5p] [打印本页]

作者: druid169 时间: 2016-5-28 07:42 标题: 【科技】美军专家表示VR永远不会成功，这都怪你的穴居人大脑[5p]

2016-05-24 11:40.

史蒂夫·巴克（Steve Baker）是VR领域的专家，曾参与同美军合作的头戴显示器研发项目。对火爆的VR领域，他有不同的看法：他认为现有的VR设备都远未成熟。在他看来，因为一些无法突破的技术限制，也许VR永远都不会成功。本文是史蒂夫在Quora上发表的一篇回答，触乐进行了编译。

■ 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。

美军的头戴模拟飞行显示器

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。

眼球的结构图片来自维基百科中文版

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。

美军的模拟训练舱

■ 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。

谷歌的纸框VR

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。

Oculus Rift

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。

作者: suzixing 时间: 2016-5-28 13:15

这种绝对断言看着就比较生气，人的主观能动性虽然不是无穷的，但假以时日总归是可以接近的。当年还有人说人类不可能飞行呢，结果现在还不是飞机满天跑？人的生物感知的确是涉及到很深奥的生理学，但不代表完全不能破解

不过看到后面不知道是真是假，合着老美搞科研也是糊弄了事儿啊？看来人的懒惰本性不是仅限于国人，鲁迅真是一位世界级文学家！

作者: 本鼠 时间: 2016-5-28 13:53

楼上大概没搞懂人家在说什么....主贴内容讨论的内容其实是在说最近一万年以来人类的生存方式决定了人类的进化方向，这当中包括的是人体在视觉、直觉和知觉认知上最近一万年来的进化成果。而vr的发明，如果要能够大规模的达到泛使用，在一定程度上就必须要颠覆vr出现之前人类视觉系统的进化结果。

这个命题以前讨论过的，可尝试的方式是让一个婴儿从出生起就开始使用vr设备，来取代正常人的视觉系统【而且要求其视觉正常的情况下】一直不间断的戴着vr设备，其意义为从最初就给没有受到过污染的传统人体视觉成像系统追加一个外接设备，使其大脑一开始就把vr效果当成视觉成像的固有效果，如果该试验成立则vr有可能成立.

另外，人家那不是糊弄，而是建立在某一假命题上进行的科学实验...毕竟在未知的科学领域里，没谁敢说自己正在做的实验就一定是能够获得成果的啊

作者: 囧の凸 时间: 2016-5-28 13:53

基本上说的问题都不涉及根本，就如同古代人无法想象突破大气，进入宇宙一样。
不过文章最大的意义在于一定程度上为开发VR的难题做了一些归纳和解释，为将来科学上更好的用户体验增添了助力。

作者: qssxv 时间: 2016-5-28 15:40

实事求是的说了一些VR发展中的难点问题，感觉有一定的科学依据。一个新的事物要发展起来，都要经历一些艰难困苦，VR也一样，但看好它的未来。

作者: druid169 时间: 2016-5-28 17:54

唉，这个技术其实不要完全实现才是好事呀。

到目前为止媒体可以欺骗我们，教科书可以欺骗我们，但是我们还有可以通过在大自然中的独立思考产生自己的个性想法的自由，或者用自己的眼睛看到不被社会和政府刻意组织安排后灌输给我们的信息之外的别的信息。

但是一旦对于人体的完全的虚拟现实技术成功，意味着从技术上而言可以让一个人丛生到死都活在一个被他人刻意制造出来的虚拟实境里，就算那里面每天都是美女如云每天都是阳光沙滩让你去你会去吗？笨蛋才会放弃真实的不完美的残酷的现实！别忘了从古至今社会的统治阶层一直都想操控被统治的百姓们的思想，当你的眼睛和耳朵全部感知的都是被刻意安排出来的画面和声音，你将一直处于被彻底洗脑的状态无法做出不受幻境影响的个人判断。

作者: coolvboy123001 时间: 2016-5-28 21:07

科技本来就在不断进步，但是，离完善还有很远距离。

作者: keithlulul 时间: 2016-5-29 21:11

个人觉得看完这篇文章后并不是对VR的前景如何而感到悲观，主要是真正了解了虚拟现实技术的发展历史和现实中的运用。其实科技生来就是为人类所用的。只要人类有需求，那么科技就永远在不停的进步。因为人类的想象是无限的

作者: druid169 时间: 2016-5-30 08:14

8楼，你知道你的乐观多么可笑吗！

我不用虚拟实境洗脑，我也不用虚拟实境刑讯逼供或诱导证人，我只邀请你参加一个小实验:

你进入一个小房间，里面有一个躺椅和一个虚拟实境头盔，你在那里呆三天，期间可以上厕所，吃饭，洗澡，睡觉，但工作人员不会跟你说什么话。你的任务就是体验幻境。什么幻境？你家小孩被人绑架后各种折磨逼你交赎金的幻境，你能挺住72小时，10万元就是你的。你会不会想去试试？惟妙惟肖的折磨你家孩子的视频，就算你明知是人工造出来的。

[ 本帖最后由 druid169 于 2016-5-30 08:15 编辑 ]

作者: cormano 时间: 2016-5-30 11:09

引用:

原帖由 suzixing 于 2016-5-28 13:15 发表 [bbs=redirect.php?goto=findpost&pid=100754441&ptid=9662751][/bbs]
这种绝对断言看着就比较生气，人的主观能动性虽然不是无穷的，但假以时日总归是可以接近的。当年还有人说人类不可能飞行呢，结果现在还不是飞机满天跑？人的生物感知的确是涉及到很深奥的生理学，但不代表完全不能破 ...

之前一群又一群人幻想着发明“永动机”的时候，也有人断言这是绝对不可能实现的，你是不是对这种否定也很生气？
万事不能违背客观规律，不是所有的事情都是能够实现的。何况这篇文章用了大量的例证来解释为什么VR技术会有这么大的瓶颈，这个东西的关键并不在于技术层面的突破，而是人的生理机能。为什么现在很多给小孩玩的所谓4D、5D的虚拟现实游乐设备都需要坐在一个椅子上，跟着VR的虚拟现实一起动？因为人的身体机能会对眼睛看到的景象做出反应，这个反应直接传递到大脑，我相信经过特殊训练的人，可能在某种程度上抵抗这种反应，但绝对不适用于大多数人。

作者: wayman01 时间: 2016-6-6 13:04

一个具有社会变革的科技产品，必然会带来一些社会上伦理、法律体系的改变，就如人工智能，远非仅仅是可以适用到应用领域那么简单。

作者: anyuezhang 时间: 2016-6-15 09:02

老实说就算解决了专家所说的晕炫问题，感觉VR要走的路依然很长。人毕竟有五感，VR现在最多也就完成视觉和听觉，而且也不算完美，离名副其实的虚拟现实还差的好远。不过只要有钱，绝对还是会第一时间进行体验。和购买。

作者: juppi 时间: 2016-6-15 09:55

标题太过于激进，VR本来就是前沿科技，何谓成功，就是立体多维成像也算成功，全面的感知这个确实很难，但是一步步来问题不大的。

作者: bilibilidon 时间: 2016-6-15 11:18

前几天看某直播平台主播玩VR，他都说的VR研发人员测试过玩多久VR会晕，测试人员玩了连续两个小时就出现了呕吐症状，现在来说VR感觉还是探路阶段

作者: ljbhbx 时间: 2016-6-15 11:41

老实说我只想用VR来玩VR游戏，只要能玩游戏其它的成不成我才不关心呢

作者: li7008 时间: 2016-6-15 17:03

利用阿凡达的技术是最终方案，直接利用大脑的功能才是可能！

作者: aloliya 时间: 2016-6-17 21:25

VR肯定会成功，但是成功之后是福是祸就不一定了。任何技术的成熟都需要时间的积累，现在是信息爆炸的时代，积累的时间比往来的都快。个人感觉不出5-10年，VR就会成为主流。

作者: 大大的白兔 时间: 2016-7-19 10:53

其实人的这种先天的“生理”原因所导致的戴VR设备不适感未必不能解决，一些长期练习禅定的人或许对他们来说就没影响，知觉，认知和意识在这些人中已经到了一个和常人不同的层次，只是这办法没法普及，毕竟这只是极少数人。还有种办法就像电影里那样，黑客帝国好多人都看过，第一部里尼欧刚离开母体，在飞船上被送进虚拟里训练胆量的时候，从一栋楼顶直接要跳到另外一栋楼顶，第一次因为20几年根深蒂固的“认知”导致害怕直接摔下去了，因为虚拟场景太逼真，第一次他根本不相信自己可以克服地心引力或者在那里根本没有地心引力，多练习几次就成功了。这要彻底颠覆我们自己的几十年的“认知”才可以，多练习的话，这应该每个人都可以适应VR制造的虚拟现实，VR能引起呕吐是因为我们的大脑错觉，像好多人玩3D的第一视角FPS单机游戏会晕会吐一样，视野中频繁的晃动感和向前奔跑的感觉加上我们现实的身体反而没有动这在现实里是不可能出现的，所以大脑很迷茫，而且你越投入的时候这种感觉越强烈，归根结底是因为我们几十年的“固有认知和习惯”，多练习这种“认知”应该是可以改变的。
只是如果我们通过重复练习，改变自己几十年根深蒂固的“认知”适应了VR虚拟，现实中也许会有危险，简单点说如果适应了VR虚拟，VR里的规则和现实是两码事，如果我们改变“认知”适应了VR的话，在摘掉VR头盔的时候，会不会马上转变回来，或者遇到危险的时候本能反应是选择哪种“认知”，如果改不过来或者在现实里遇到危险的一刹那大脑还是用的在VR里的“认知”，那后果就不堪设想。或许现实里的危急时刻我们真的会做出“从一栋楼顶跳到另外一栋楼顶的事情”，结果当然是直接摔下去了。

作者: zgc970730 时间: 2016-7-19 11:36

不超过一分钟就有晕车的感觉，想吐！

作者: huangdag307 时间: 2016-7-26 20:49

意思是说我们人类先天不足而导致VR实现不了？
然而我觉得是在瞎扯。

作者: ruokey 时间: 2016-7-27 14:21

VR技术的普及潮流很难阻挡，其整个的体验是震撼性的~

作者: yongming8210 时间: 2016-7-27 16:28

其实说的是有道理的,VR我也看过很久了，感觉眩晕感其实确实不是简单的延迟等等造成，而是观察到的影像与大脑综合出来的判断，以及身体自然的反应不协调造成，所以在很长一段时间内，这样的问题难以克服，当然，看看3D小电影应该还是可以的

作者: wshidujun 时间: 2016-7-28 00:22

买手机的时候松了一个VR眼镜，戴上看了一会视频就觉得眩晕，并且感觉视频还不是很清楚，希望以后此类产品能够大大的改进

作者: 焕子 时间: 2016-7-29 12:20

就像当年的按键手机一样，也是遇到了瓶颈。只要是强需求，市场主导下的总会有公司改善这个问题

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