VR交互体验中需要预防的问题

2020-08-06 09:03:30

VR技术体验近几年都是一个产业热点,但是大家有没有想过VR体检的过程中也有一些不良反应需要的注意的。

1. 晕动症

晕动症(motion sickness)或者模拟器晕症(simulator sickness)是用户在使用R眼镜时会出现的一种症状。这种症状往往会使得用户头晕、恶心。目前主要有四种理论来阐述晕动症和模拟器晕症的原理:感觉冲突理论(the sensory conflict theory)、姿态不稳定理论(the postural instability theory)、眼动理论以及进化学理论。这四种理论中,感觉冲突理论是被大家广泛接受和认同的,该理论认为模拟器晕症和晕动症的产生是由于视觉系统所接收到的视觉信息和前庭所感知身体的运动信息不匹配造成的。在使用ⅤR眼镜时,如果设备不能提供与视觉信息相匹配的运动加速度和运动的振幅,那么人便很有可能产生模拟器晕症。而姿态不稳定理论认为,人在运动过程中,需要维持身体的平衡与稳定,而当他们进入了新的虚拟环境时,现实中的保持平衡和身体稳定的方式可能就会失效,而当人的大脑感觉不再能够维持身体的平衡和稳定时,就很有可能产生模拟器晕症和晕动症的相关反应。眼动理论认为某些刺激所引起的眼动会产生眼部肌肉的紧张,并且刺激迷走神经并导致模拟器晕症。视动性眼球震颤(optokinetic nystagmus)和前庭眼反应(vestibular ocular response)是两种可能会导致晕动症和模拟器晕症的眼动例。而进化学理论阐述的是模拟器晕症和晕动症在人类进化上的意义,这两种生理反应其实是身体的一种自我保护机制。特瑞斯曼(Treisman)认为,人类在乘坐交通工具或者在虚拟的环境中,由于没有适应这种状态,所以导致大脑认为自己处于中毒的状态,因此产生了一些恶心呕吐的反应。研究发现,通过头动来进行操作相比于使用传统的手柄更不容易引起晕动症状。

对于模拟器晕症的测量,由 Kennedy建立的Simulator Sickness Questionnaire(SSQ)是最常用的测试模拟器晕症的问卷。问卷是关于16个症状的检测表,需要被试填写当前的感受程度。通常被试需要在参与实验前和实验后分别填写一份,以两次问卷的结果的差作为研究。但是作者推荐只在实验前使用问卷,他指出差值的方式在结果统计上并不可靠,而实验前的问卷可以作为参考来保证被试可以顺利完成实验。此外,还可以通过生理测量的手段进行测量,但是就目前所知的文献而言,还存在很多不一致的结果。

一般而言,我们可以从三个方面来减轻用户在使用VR时的晕动症:提升视觉效果,提供更积极正确的交互方式和针对用户的个性化设定。提升视觉效果主要从设备的软件和硬件方面着手,呈现给用户的画面避免出现模糊和闪烁,尽量减少高明度的画面;缩小用户的视野范围并提高用户的视角高度。积极的交互方式是指用户与VR中的互动需要给予及时的反馈,同时这些反馈也要符合用户的日常经验和认知习惯。个性化设定是指设备能够提供灵活的参数设定和调节空间,以便用户可以根据自己的习惯和偏好对周围环境进行调整。新用户在使用VR时也需要循序渐进,合理地控制使用时间。

2. 成瘾

1990年,Isaac Marks提出了行为成瘾(behavioral addiction)的概念,针对这一概念的研究近年来得到了广泛的发展。赌博成瘾和网络游戏成瘾是两种广受关注的行为成瘾,二者都被美国心理学会认定为可诊断的成瘾行为。现阶段,VR技术在游戏领域得到广泛应用,ⅤR游戏是否会引发更严重的行为成瘾值得引起重视。

个体的行为成瘾现象与人脑中的奖赏回路有关。大脑中的多巴胺分泌,通过奖赏回路让个体得到快感。网络游戏设计频繁给予玩家刺激,让玩家保持兴奋,长时间的兴奋状态容易引发成瘾。相比于普通网络游戏,VR环境中的角色扮演更加真实,能够让用户体验现实环境中无法体验的事情。这种虚拟与现实的差异所产生的自我满足,将很大程度地刺激个体的奖赏回路。如果用户沉迷于在虚拟环境中寻求满足感,很容易对虚拟世界产生依赖而忽略了现实生活。完善VR技术的使用规范和进行强制停用对戒断成瘾是有一定效果的。但根本的方式还是直接作用于个体的奖赏回路,探索是否可以用正向激励促进用户对VR技术的合理使用。

3. 视觉疲劳

在VR眼镜中,有两种方式产生立体视觉。一种是通过画面深度线索中的心理线索,另外一个是通过画面线索中的生理线索。心理线索和大脑根据以往的经验对视觉信息进行处理的这一过程有关。人类可以根据经验常识,对画面中的图像进行分析,推测出画面中元素的相关位置,从而建立起简单立体信息。一般而言,只要画面中的元素符合立体空间中的相互关系,那么所呈现的心理线索是可以轻松被人类感知,不会对ⅤR的可用性产生太大影响。

VR眼镜中真正产生立体的视觉是通过生理线索产生的,其中最重要的一种方式是双眼视差(binoculardisparity)。双眼视差是指左右眼空间位置不同而导致两眼获得的视觉信息会有一些差异,而这些差异通过中枢神经系统处理,便形成了立体视觉。一般而言,离人越近,视觉上的差异越大,反之差异越小。在实际应用中,ⅤR眼镜会提供两个不同的图像,分别呈现给左眼和右眼。这种方法非常简单,并且可以提供大部分和生理线索有关的3D信息。如果不能准确表现空间位置上的视差,用户就很有可能因为视觉信息的不和谐而产生不适感,给VR眼镜的可用性带来不利影响。

立体视觉引起疲劳的原因主要分为图像视差过大、融合和适应不匹配、画面超出舒适的观看区域以及立体失真。图像视差过大是指双眼的图像视差过大,大脑难以将其合成为正常画面,从而引起眼部不适。融合与适应不匹配是指当双眼聚焦到某一个3D画面时,理论上其他不在该聚焦平面上的物体应该变得模糊,但实际上整个画面仍然保持一致的清晰,这与大脑中的经验产生冲突,这种冲突会导致视觉疲劳。关于人眼舒适的观看区域,是因为人眼视觉适应有一定的范围限制,超过这个范围,人眼在识别画面就要耗费更多的精力,产生视觉疲劳。而立体失真在进行3D内容显示时会出现问题,使得画面不真实,从而使眼睛感受到疲劳。我们的研究发现站姿相比于坐姿更不容易引起视觉疲劳,通过头动来进行操作相比于使用传统的手柄更不容易引起视觉疲劳。

总体来说,ⅤR技术的发展方向包括更自然的视、听、触模态信息及其融合呈现形式,结合语音、手势、眼动、脑电等自然输入方法,并解决晕动、成瘾等问题,改善用户体验,提高工作效率。

想过VR体检的过程中也有一些不良反应需要的注意的。

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