有一個神經科學問題，困擾著虛擬現實

盡管虛擬現實（VR）最近成了當紅炸子雞，但該技術明顯還存在一些問題。第一，你玩的時候的動作在別人看來像個蠢驢。第二，你看到的和你真正感覺到的時空錯位讓你頭暈想吐，甚至現在出現了個名詞“虛擬現實嘔吐癥”。不過還有一個問題，雖然看起來它并不明顯，但也會讓你感覺相當怪異，那就是名為視覺輻輳調節沖突（vergence-accommodation conflict）的眼睛聚焦問題（會引起視疲勞，頭痛等）。這個問題看起來不那么明顯，因為如果你不用虛擬現實設備，平時你基本不會遇到。

在本周洛杉磯舉行的國際圖形學年會上，斯坦福教授Gordon Wetzstein和他的同事向我們展示了一種新型頭戴顯示設備，宣稱可以將視覺輻輳調節沖突降到最低。這不只是一個深奧的學術問題，領先的VR廠商如Oculus和微軟都清楚他們的設備沒有解決這個問題，而佛羅里達的神秘公司Magic Leap則傾其全力于這個問題的解決。“這是個很有趣的研究領域，我認為它將是顯示器領域的下一個里程碑。”加州大學伯克利分校的視覺科學家Martin Banks說。

好吧，這所謂視覺輻輳調節沖突到底有什么大不了的呢？下面雷鋒網給你說說。當平時你看一個物體時，會發生兩件事。第一，你會調整眼球。如果物體較近，你的眼睛可以自然聚焦于此；如果物體較遠，焦點會分離。這樣就產生了視覺輻輳。如果你的眼睛沒有調節好，可能就會看到重影。

第二，你眼中的“鏡頭組”會聚焦在物體上，即適應性調節。通常視覺輻輳與適應性調節是成對出現的。“視覺系統在進化過程中形成了一個回路，使這兩種反應可以相互交流，”Banks說道。“在自然環境下這意義重大，他們都想達到相同的效果，所以必然會相互交流。”換句話說，你的大腦已經為現實世界建立了一個快捷方式。

但當你戴上Oculus Rift或三星Gear VR，之前的和諧狀態全都被打破了。這些頭戴設備會通過稍有偏差的圖像來欺騙你的左右眼，從而制造3D效果，而且偏差越大，你就感覺物體越近。這就意味著你的眼睛需要不斷調整來適應你眼前的屏幕，但其實它們對焦在一個較遠的距離。眼睛可不傻，長期這樣會造成視覺輻輳與適應性調節失調，它們會感覺到不適，時間久了可就會抗議了。

視覺輻輳調節沖突

2008年，Banks和他的同事在一篇論文中提到視覺輻輳調節沖突會造成疲勞和不適，甚至會加深虛擬現實嘔吐癥的癥狀。為了對其進行研究，他們小組制作了一個可以消除調節沖突的設備，該設備是一個大盒子，就像你在驗光師辦公室會看到的那樣，用三到四個不同的平面來展現圖像的不同部分。然后設備上的一個透鏡則可以聚焦圖像的不同部分，讓它們在清晰與模糊中轉換。它的色彩與分辨率都是頂級的，但想要進入尋常百姓家現在還不太現實。“實際上我們也覺得很費勁，因為需要獲知你眼睛的精確位置，所以過程中需要固定住你的頭。”Banks說道。

Wetzstein和他的同事在國際圖形學年會上展示的頭戴顯示設備，實際上帶著會更舒服，因為你的眼睛可以自由活動。而且不像普通頭戴設備顯示的平面圖片，它會制造一個光場或者三維光照模式，從而模擬現實世界中物體表面的反光。該設備由兩塊堆疊的LCD組成，專用的算法會將兩塊LCD現實的圖像分割開來，處于后部的LCD會在遠距離物體上賦予更多的細節。“我們不同于其他設備的地方就在于我們的算法，”Wetzstein說道。而且該設備可由現成的零件制造而成。

Wetzstein的團隊在國際圖形學年會上展示的頭戴顯示設備的顯示效果

不過雷鋒網還要澆盆冷水，想要在這個設備上玩游戲現在還為時尚早。因為其視野暫時只能達到90度，分辨率也無法達到Oculus的級別。更多的平面可能意味著圖像真實感更強。不過它至少表明，頭戴設備能解決視覺輻輳調節沖突問題。其他團隊也試著用微透鏡彎曲光線從而制造光場，但想要在此基礎上提升分辨率就變得難上加難，Wetzstein說道。Magic Leap也在從事光場有關的研究，但沒人知道他們的具體方向。

當前備受矚目的頭戴VR設備如Oculus Rift和三星Gear VR，都主要依賴于立體顯示器，它們都表現很棒，但說到解決視覺輻輳調節沖突問題，它們真的無能為力。想要真正解決這一難題，業界可能還是要押注光場技術。

via wired

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