電影《頭號玩家》的熱映引讓人們對 VR的未來 充滿期待。在2018年MWC大會上，“Vive Reality”的概念也認(rèn)為5G和AI將賦予VR更多的活力。不難想象，在未來的世界中，VR會變成一種生活方式，在工作和生活各個方面扮演著越來越重要的角色。那么我們未來理想的VR系統(tǒng)應(yīng)該具有什么樣的特征呢-

    在討論VR未來的時候，我們會承認(rèn)一個假設(shè)：“使用者在VR系統(tǒng)中所花費的時間將會越來越長，使用頻率將會越來越高，直至成為日常工作與生活的重要部分?！边@個假設(shè)意味著在未來，人們的一部分生活是在虛擬空間中完成的，因此我們借鑒了“宜居城市”的觀點創(chuàng)造了“ 宜居的虛擬現(xiàn)實 ”(Livable Virtual Reality)這一概念。這個概念可以被簡單的理解為可長時間連續(xù)使用的、可長期高頻率使用的、支持基本生存維持系統(tǒng)需要的VR技術(shù)。

    可長時間連續(xù)使用

    這里所說的“可長時間連續(xù)使用”，是指用戶在不脫離沉浸環(huán)境的狀態(tài)下連續(xù)的使用VR系統(tǒng)進行工作或娛樂。其基礎(chǔ)是頭戴顯示設(shè)備本身的“舒適性”和“健康性”。

    “不脫離沉浸狀態(tài)連續(xù)長時間使用”實際上是一個必須而又極為苛刻的要求。一般即使是使用具有護眼功能的顯示屏幕，使用者也需要經(jīng)常性的移開視線，以放松眼部肌肉、緩解疲勞。但是在VR系統(tǒng)中，只要不摘下頭戴式顯示器，目視所及的所有內(nèi)容都由顯示器呈現(xiàn)，因此在不脫離沉浸的狀態(tài)下，放松眼部肌肉的任務(wù)就必須由顯示器本身來實現(xiàn)，這是目前所有顯示器都尚未完美實現(xiàn)的功能。但從另一個角度來說，這個需求又是非常必要。相對于現(xiàn)有的人機交互系統(tǒng)，VR系統(tǒng)所提供的是前所未有的現(xiàn)實剝離感。使用者沉浸在虛擬環(huán)境中的時候，其感受已經(jīng)完全離開真實世界，所以每當(dāng)其脫離或進入虛擬環(huán)境的時候都會對其整體感受帶來巨大的落差。根據(jù)前期研究，這種切換極易帶來使用者的疲勞感和失落感，這是在構(gòu)造高沉浸虛擬環(huán)境的過程中需要盡量避免的。

    可長期高頻率使用

    “可長期高頻率使用”是指VR系統(tǒng)能夠進行日常性的使用。這一要求不但對系統(tǒng)硬件本身的舒適程度和健康程度提出了要求，還對構(gòu)建虛擬環(huán)境的軟件系統(tǒng)的質(zhì)量和構(gòu)建虛擬世界的基本準(zhǔn)則提出了嚴(yán)格的要求。這是因為，長期高頻率的使用可能會對人們的“常識”感知產(chǎn)生影響，不良的設(shè)計可能導(dǎo)致用戶形成錯誤的感知覺，導(dǎo)致感知沖突。試想用戶每日沉浸在一款模擬籃球的 VR游戲 中。為了降低難度，開發(fā)人員有意的縮短了虛擬環(huán)境中的空間感覺，讓用戶能更容易的將球投入到籃筐中，久而久之當(dāng)某一天這位用戶想要打一場真實的籃球賽的時候，他就會悲哀的發(fā)現(xiàn)：因為錯亂的距離感，他根本投不進球。

    當(dāng)這些感知錯亂影響用戶涉及生命安全的判斷(如對車距判斷)的時候就會將使用者置于極為危險的境地。而且這種感知覺錯亂會隨著使用VR的時間和頻率增長而越來越嚴(yán)重，越來越頑固。當(dāng)然引發(fā)這種感知錯亂的錯誤設(shè)計未必是開發(fā)人員有意為之，大多數(shù)情況下它們是開發(fā)人員在不經(jīng)意情況下造成的，畢竟要塑造一個各種常識規(guī)則與真實世界完全一樣的VR環(huán)境實在是太過于困難了。因此，為了實現(xiàn)“可長期高頻率使用”這一目標(biāo)，VR系統(tǒng)必須經(jīng)過嚴(yán)格的考察，以保證其對于使用者的“常識”感知不會產(chǎn)生致命危害，在未來極其需要設(shè)立強制標(biāo)準(zhǔn)保證這一目標(biāo)。

    支持基本生存維持系統(tǒng)需要

    宜居的第三個需求是：“支持基本生存維持系統(tǒng)需要”。簡單的來說就是要求使用者在不脫離沉浸環(huán)境的前提下，實現(xiàn)進食、排泄、身體清潔、睡眠等需求。這看起來是一個吹毛求疵的要求。但是在很多實際應(yīng)用中這些需求是剛性的。例如：在VR電影院應(yīng)用中，研究人員希望通過高性能的頭戴式顯示器代替大銀幕成為電影院中的主要播放設(shè)備。由于VR的高沉浸、高顯示性能等特性，這一想法本身具有很大的吸引力。但是研究人員不得不面對一個嚴(yán)峻的事實：電影院行業(yè)中接近相當(dāng)一部分收入是來自觀眾在觀看電影的時候吃爆米花喝飲料的花費，無法進食的VR電影院將難以達到收支平衡。相同的例子是在使用VR辦公系統(tǒng)的時候，很難想象讓使用者連續(xù)四個小時工作而不喝一杯咖啡。這些看似過分的需求實際上決定了VR系統(tǒng)是否真正能夠被用于該領(lǐng)域。

    根據(jù)上述論述我們列舉了構(gòu)成宜居VR的最小需求體系。在硬件方面主要有三個要點：

    1) 宜居VR系統(tǒng)必須能夠支持虛實融合，實現(xiàn)用戶同時與虛擬和真實的環(huán)境進行交互。

    2) 宜居VR需要使用高適人性的頭戴現(xiàn)實裝置，必須保證用戶連續(xù)使用頭戴顯示器的健康性。

    3) 針對不同的業(yè)務(wù)需求，宜居VR必須重新設(shè)計高效的輸入設(shè)備和方式，以配合在頭戴現(xiàn)實設(shè)備前提下完成相關(guān)任務(wù)。

    在軟件方面，宜居VR至少能夠滿足如下功能：

    1) 生存需要：軟件系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)用戶飲水、進食等基本功能。

    2) 安全的需要：系統(tǒng)應(yīng)具有環(huán)境感知能力，將真實環(huán)境映射到虛擬環(huán)境中，以保證用戶在使用系統(tǒng)的過程中不會“意外”的碰到真實環(huán)境物體。

    3) 情感需要：宜居VR系統(tǒng)應(yīng)提供相應(yīng)功能構(gòu)建一個令人愉悅的虛擬空間，并應(yīng)該設(shè)計想用功能降低長期置身虛擬空間所產(chǎn)生的孤獨感。

    4) 存在感需求：系統(tǒng)用保證用戶能夠在虛擬環(huán)境中觀察到自己的四肢，避免產(chǎn)生軀體分離。系統(tǒng)應(yīng)讓用戶能夠在虛擬環(huán)境中感受到真實的時間流逝，保證虛實世界時間一致性。

    宜居VR將是若干年后人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ鞯闹匾M成部分，此的概念可以幫助行業(yè)加速實現(xiàn)理想化的VR設(shè)備和催生相關(guān)長時間沉浸的內(nèi)容，從而讓VR真正成為人們?nèi)粘Ｉ畹谋匦柙O(shè)備。正確認(rèn)識其技術(shù)發(fā)展趨勢和可能導(dǎo)致的問題將有利于我們更好的迎接真正的VR時代的到來。

    宜居VR科學(xué)顧問 北京理工大學(xué) 翁冬冬

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