Esther｜编辑
使用VR产生眩晕，一直是困扰着许多用户的问题。尽管VR已经应用于广泛的场景，但晕动症依然存在，且没有一个完整的解决方案。晕动症状通常包括恶心、呕吐、头晕，甚至可能出现眼神经症状、视觉疲劳和定向障碍。暴露在VR视觉信息不匹配的环境中时间越久，VIMS的症状会持续加剧。当谈及VR眩晕的原因，一些科学家认为可能是因为VR让人的视觉和前庭信息不匹配，所以大脑可能为了降低这种误差而产生眩晕（又称之为VIMS，视觉引发的晕动症）。其实，眩晕不仅仅是一种不舒适的体验，在一些情况下，它甚至会对生命体的能力甚至生存产生破坏性影响，尤其是影响需要持续注意力的复杂任务，以及涉及空间定向的新获得技能。实际上，老鼠、鱼等其他哺乳动物也会产生晕动症，表明这种功能障碍与人这种哺乳动物的系统发育根源密切相关。此外，根据Golding提出的理论，晕动症可能是一种古老的身体保护机制，用于检测前庭、视觉和动觉感知时可能产生的神经毒性作用。甚至一些人假设，晕动症是进化适应不良的产物，是运动监测系统（前庭）与脑干的呕吐系统互相作用的结果。科研人员还发现，VR晕动症通常不是突然出现，而是一个连续渐进的体验，就连VR使用者也不清楚具体的问题所在。然而，市面上还没有具体方案可以监控VR晕动症的变化程度。近期，一项针对VR晕动症的研究结果显示，EEG脑电图检测到的某些大脑活动与VR中的眩晕密切相关。这说明，未来人们也许通过脑电图测量来预防VR晕动症。据青亭网了解，这项研究名为《VR视觉与前庭信息不匹配：晕动症是否与大脑试图降低匹配差异有关？》，在研究过程中，科研人员让14名参与者暴露在容易产生晕动症的VR环境中，与此同时用EEG来检测他们的大脑活动。其采用的设备包括：EEG脑电图头盔、PS VR头显和PS 4，测试内容则是PS VR平台的一款游戏《Starblood Arena VR》。在游戏中，参与者将以第一人称驾驶小型宇宙飞船，飞船的运动将由科研人员用手柄来控制，可以在3D VR空间中自由移动，或是上下调整视角。为了刺激晕动症产生，科研人员设定了三种VR运动模式：1）以大半径圆形轨迹水平移动；2）在第一种模式基础上，一边水平移动同时上下移动；3）在第二种模式基础上，可能会突然加速，或转向预期外的方向。实验设计：14名参与者（男女比例8:6，年龄29±3.4岁）使用PS VR，时长45分钟（前15-20分钟会出现晕动迹象），坐着体验容易引发晕动症的运动模拟场景。与此同时，每名参与者头上还佩戴EEG头盔，实时记录大脑活动。在体验结束后，参与者也会向科研人员反馈关于眩晕的体验。经过上述实验，科研人员发现参与者的脑活动存在一些相同规律，而这种规律与参与者对于晕动症的感知能力密切相关。具体来讲，参与者在VR中产生眩晕时，其大脑全部区域频率低于10Hz的功率谱比正常水平有所增加（尤其是大脑的颞枕区），这说明脑频率与晕动症程度呈正比。而VR晕动症最明显的参与者，其脑电图中θ波、δ波和α波频率增益也最高。此外，VR晕动症产生时，大脑的大部分区域普遍减少信息流动，尤其是处理前庭信号和识别人体运动的大脑区域。科研人员假设，强度晕动症的产生减少了信息流动、增加了频率功率，这代表大脑接受、传输和处理信息的能力在下降。进而假设，信息流动减少是大脑因为无法解决信息不匹配而做出的正常反应。而实验参与者则在调查问卷中指出，EEG脑电图在基础水平时，没有产生晕动症状。而在VR模拟的第一个阶段（前5分钟），所有参与者都出现了晕动症最初迹象，包括轻微的全身不适。14名参与者中有11人认为，在VR模拟的最后阶段感受到严重的晕动症状，其他3人则经历中度症状。于是，科研人员得出以下结论：VR引起的眩晕与脑功能和连接状态的变化有关。在实验中，科研人员构建了一个预测编码模型，并通过该模型发现VR晕动症的一个主要原因，是VR用户缺少前庭刺激，因而视觉信息产生不匹配，所以引起眩晕。此外，这项研究证明了，科研人员可以通过EEG头盔等非侵入式硬件方案，客观检测VR晕动症，甚至评估VR内容的舒适性。目前，开发者们通过多种方式来改善VR内容的舒适性，比如加入快速转向、传送等移动方式，来优化VR中运动的体验，降低眩晕感。如果想要了解这些VR机制的效果，或许可以通过EEG脑电图来评估，并改善VR中移动的体验感。尽管EEG技术听起来距离我们比较遥远，通常应用在实验室或医院里，但随着技术发展，EEG脑电图模块技术也开始商业化，成本和体积都得到降低。比如，Looxid Labs此前曾发布集成在VR头显中的EEG方案等等，未来Valve、Meta等科技公司也将持续发展基于EEG等技术的脑机接口方案，并与AR/VR结合。因此，未来开发者们也许可以用集成EEG的VR头显来测试VR内容，进一步提升内容的体验感，帮助容易眩晕的人群匹配合适的内容。接下来，科研人员还计划通过进一步研究来调查，引起脑活动变化的原因是感官冲突，还是晕动症。
原文：
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnhum.2021.757735/full#T1
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