Impact of Optic Flow Charateristics in Virtual Reality on Vection and Visually Induced Motion Sickness
本研究表明，虚拟现实中视野范围对幻觉运动和晕动症的影响取决于空间参照系及个体敏感度，并揭示了重力参照系能有效缓解高幻觉运动敏感用户的症状。
原始论文采用 CC BY 4.0 许可（https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。 这是一篇未经同行评审的预印本的AI生成解释。这不是医疗建议。请勿根据此内容做出健康决定。 阅读完整免责声明
想象一下，你正坐在一把固定的椅子上，但戴上了一个虚拟现实（VR）头显。突然，周围的世界开始向你涌来。你的大脑陷入了混乱：你的眼睛说“我在移动”，但你的内耳却说“我坐着没动”。这种冲突会让你产生一种真实的移动感（这种感觉被称为体感幻觉/Vection），或者让你感到恶心（被称为网络晕眩/Cybersickness或VIMS）。
这项由 Stellantis 和艾克斯-马赛大学（Aix Marseille University）研究人员开展的研究提出了一个简单的问题：我们该如何设计 VR 中的视觉世界，才能让你既能感受到移动，又不会感到恶心？
他们测试了 VR 设计中的两个主要“旋钮”：
- 运动发生在哪里： 运动的画面是填满了你的整个视野（外周视觉/Peripheral），还是仅仅集中在你的注视中心（中央视觉/Central）？
- 运动锚定在什么之上： 移动的世界是随着你的头部倾斜和转动而变化（头部参考系/Head-referenced），还是固定在“地面”和重力之上，即使你转头时也保持不变（重力参考系/Gravity-referenced）？
以下是他们的研究结果，通过简单的类比进行解释。
两种类型的 VR 旅行者
研究人员发现，人们并不完全一样。他们根据人们感受移动感的难易程度，将参与者分为两组：
- “高敏感型”旅行者： 这些人对“幻觉运动”的感觉非常强烈。
- “低敏感型”旅行者： 这些人几乎感觉不到自己在移动。
研究发现，上述提到的“旋钮”对这两组人的影响截然不同。
1. “高敏感型”群体：锚定物是救星
对于那些感觉到强烈运动的人来说，参考系（即锚定物）是最重要的因素。
- 类比： 想象你在一条船上。
- 头部参考系（对他们而言很糟糕）： 如果船随你而动，当你看向窗外时，整个世界都会随着你的头转动而倾斜。这就像是在一艘随着你每一次转头都剧烈摇晃的船上。对于这些敏感的人来说，这会导致最强的运动感，也会导致最快的恶心感积累。
- 重力参考系（对他们而言很好）： 如果无论你如何转头，船都保持水平，这就像有一个稳定的锚。研究人员发现，当虚拟世界固定在“重力”（地平线）上时，这些敏感的人感到较少恶心，尽管他们仍然能感受到运动。
核心发现： 对于容易晕动症的人来说，保持虚拟地平线的稳定（重力参考系）就像是一个救生筏，能显著减轻他们的不适感。
2. “低敏感型”群体：外周视觉是问题所在
对于那些感觉不到明显运动的人来说，参考系并不重要。无论世界是锚定在头部还是重力上，他们都不会感到恶心。
- 类比： 想象你在看一条繁忙的街道。
- 中央视觉： 如果你只盯着正前方的汽车看，你就没事。
- 外周视觉： 如果你盯着正前方，但侧边（外周）飞速掠过的车辆让你感到眩晕，那么问题就来了。
- 核心发现： 对于这些不太敏感的人来说，唯一让他们感到轻微不适的情况是，运动的图像填满了他们的外周视觉（侧边）。如果运动被限制在他们的中央视觉区域，他们就没问题。
“交叉”现象的惊喜
关于运动感的强度，研究中有一个非常有趣的“交叉”效应发现：
- 当世界随头转动时： 如果运动填满了你的外周视觉（整个视野），你会感受到最强的运动感。
- 当世界固定于重力时： 如果运动集中在你的中央视觉（正中间），你会感受到最强的运动感。
这似乎表明，取决于背景是随你转动还是保持稳定，你的大脑会切换它所信任的视觉部分，来告诉你“我们正在移动”。
“感觉到运动”与“身临其境”之间的联系
研究还探讨了存在感（Presence，即“我真的在那里”的感觉）。
- 通常情况下，你感受到的运动感越强，你的存在感就越高。
- 然而，这种联系在一个特定场景下失效了：当世界固定于重力且运动仅限于中央视觉时。在这种情况下，你既没有感觉到明显的运动，也没有太强的“存在感”。这就像是在看一场电影，而不是置身于场景之中。
总结：谁适合哪种方案？
论文结论指出，VR 设计并没有“一刀切”的解决方案：
- 如果你容易产生强烈的运动感（高敏感型）： 防止你感到恶心的最好方法是将虚拟世界锚定在重力上。即使你转头，也要保持虚拟地平线的稳定。这起到了稳定器的作用。
- 如果你对运动不太敏感（低敏感型）： 你不需要复杂的锚定。只需将运动限制在你的中央视觉区域。不要让移动的图像冲进你的外周（侧边）视觉，否则你可能会感到些许不适。
研究人员建议，未来的 VR 系统可以利用这些发现来实现“自适应”——检测用户的敏感度，并自动调整视觉世界以保持用户的舒适度。
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