如何预测并预防VR眩晕？西浦学者研发新技术

交汇点讯 你在玩虚拟现实（VR）游戏时会感到头晕不适吗？许多玩家都有过这样的感觉，它被称为“晕屏症”。这种症状由眼睛所见与身体所感之间的认知不同步引起：眼睛在VR环境中接收到快速变化的视觉刺激，而身体却只在做轻微的运动甚至呈静止状态，这样不匹配的信息会使人产生晕眩感。

想要防治晕屏症，研究人员首先需要知道游戏中哪些地方更容易引发头晕。西交利物浦大学智能工程学院2021届博士毕业生Diego Monteiro提出了一种新技术，可以根据用户在虚拟环境中的行动轨迹压缩率对玩家可能感到眩晕的时刻进行预测。相关论文被计算机混合现实与增强现实领域的顶级学术会议2021 IEEE International Symposium on Mixed and Augmented Reality收录。

Diego Monteiro的导师、计算机系的梁海宁教授解释道：“人们在虚拟环境中行走时，会形成一条特定的轨迹，该轨迹可以通过一系列数据点来表示或记录。在不影响轨迹精确度的前提下，我们可以删除其中一些数据点，这个过程就被称作‘压缩’。”

“在直线行走时，视野的变化较小，因此可以清除更多冗余信息，轨迹的压缩率会较高。由此我们提出，轨迹的压缩率降低时，轨迹很可能更复杂，例如玩家经历多次转弯、视野变化较大，此时，他出现头晕的几率就可能较高。”他说。

为了验证该推论，研究小组设计了两个实验。在第一个实验中，研究人员观察玩家试玩赛跑和迷宫两款游戏，并定期询问他们玩游戏时的不适程度，然后使用这些数据来计算和比较不同行进路线之间压缩率的差异，结果表明其假设是正确的。在第二个实验中，研究人员开发了一种机器学习方法来预测玩家的不适程度，然后将其与玩家的反馈结果相匹配。

梁教授表示：“机器学习方法非常高效，实时预测也很准确。这也是轨迹压缩率首次被用于预测晕屏症可能发生的时刻。”

他举例说，游戏开发人员可以用这种方法来识别游戏中可能造成玩家不适的部分，并采取相应措施来缓解，例如用瞬移让玩家直接抵达另一个区域以减少走动时的方向变化，或者设置一个可以暂停游戏并允许玩家休息的地点。

“有一些预测方法需要用传感器来监测玩家的皮肤和脑波，或者获取其他生理数据来感知玩家的不适，可能会较为昂贵；而我们的方法是基于软件的，不需要额外的硬件设备，因此比较便宜且简单实用，对人体的影响也更小。“梁教授说。

“VR游戏大多节奏较快，需要玩家在虚拟环境中不断运动，在游戏过程中感到不适十分普遍，也非常影响游戏体验。因此，如何克服晕屏症是目前很多学者的研究重点，也是一个巨大的挑战。“梁教授总结道，“我们提出的这种预测方法通过缓解不适感，不但可以帮助受晕屏症困扰的用户更享受VR环境，也有助于测试和开发更好的VR游戏。”

通讯员 金画恬 石露芸 交汇点记者 王拓

编辑: 叶真