電影《頭號(hào)玩家》的熱映引讓人們對(duì) VR的未來(lái) 充滿期待。在2018年MWC大會(huì)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(lái)的世界中，VR會(huì)變成一種生活方式，在工作和生活各個(gè)方面扮演著越來(lái)越重要的角色。那么我們未來(lái)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(lái)的時(shí)候，我們會(huì)承認(rèn)一個(gè)假設(shè)：“使用者在VR系統(tǒng)中所花費(fèi)的時(shí)間將會(huì)越來(lái)越長(zhǎng)，使用頻率將會(huì)越來(lái)越高，直至成為日常工作與生活的重要部分?！边@個(gè)假設(shè)意味著在未來(lái)，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(diǎn)創(chuàng)造了“ 宜居的虛擬現(xiàn)實(shí) ”(Livable Virtual Reality)這一概念。這個(gè)概念可以被簡(jiǎn)單的理解為可長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用的、可長(zhǎng)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(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用

    這里所說(shuō)的“可長(zhǎng)時(shí)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(jìn)行工作或娛樂(lè)。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(zhǎng)時(shí)間使用”實(shí)際上是一個(gè)必須而又極為苛刻的要求。一般即使是使用具有護(hù)眼功能的顯示屏幕，使用者也需要經(jīng)常性的移開(kāi)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(lái)實(shí)現(xiàn)，這是目前所有顯示器都尚未完美實(shí)現(xiàn)的功能。但從另一個(gè)角度來(lái)說(shuō)，這個(gè)需求又是非常必要。相對(duì)于現(xiàn)有的人機(jī)交互系統(tǒng)，VR系統(tǒng)所提供的是前所未有的現(xiàn)實(shí)剝離感。使用者沉浸在虛擬環(huán)境中的時(shí)候，其感受已經(jīng)完全離開(kāi)真實(shí)世界，所以每當(dāng)其脫離或進(jìn)入虛擬環(huán)境的時(shí)候都會(huì)對(duì)其整體感受帶來(lái)巨大的落差。根據(jù)前期研究，這種切換極易帶來(lái)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(guò)程中需要盡量避免的。

    可長(zhǎng)期高頻率使用

    “可長(zhǎng)期高頻率使用”是指VR系統(tǒng)能夠進(jìn)行日常性的使用。這一要求不但對(duì)系統(tǒng)硬件本身的舒適程度和健康程度提出了要求，還對(duì)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?yàn)椋L(zhǎng)期高頻率的使用可能會(huì)對(duì)人們的“常識(shí)”感知產(chǎn)生影響，不良的設(shè)計(jì)可能導(dǎo)致用戶形成錯(cuò)誤的感知覺(jué)，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(kāi)發(fā)人員有意的縮短了虛擬環(huán)境中的空間感覺(jué)，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(chǎng)真實(shí)的籃球賽的時(shí)候，他就會(huì)悲哀的發(fā)現(xiàn)：因?yàn)殄e(cuò)亂的距離感，他根本投不進(jìn)球。

    當(dāng)這些感知錯(cuò)亂影響用戶涉及生命安全的判斷(如對(duì)車距判斷)的時(shí)候就會(huì)將使用者置于極為危險(xiǎn)的境地。而且這種感知覺(jué)錯(cuò)亂會(huì)隨著使用VR的時(shí)間和頻率增長(zhǎng)而越來(lái)越嚴(yán)重，越來(lái)越頑固。當(dāng)然引發(fā)這種感知錯(cuò)亂的錯(cuò)誤設(shè)計(jì)未必是開(kāi)發(fā)人員有意為之，大多數(shù)情況下它們是開(kāi)發(fā)人員在不經(jīng)意情況下造成的，畢竟要塑造一個(gè)各種常識(shí)規(guī)則與真實(shí)世界完全一樣的VR環(huán)境實(shí)在是太過(guò)于困難了。因此，為了實(shí)現(xiàn)“可長(zhǎng)期高頻率使用”這一目標(biāo)，VR系統(tǒng)必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的考察，以保證其對(duì)于使用者的“常識(shí)”感知不會(huì)產(chǎn)生致命危害，在未來(lái)極其需要設(shè)立強(qiáng)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(gè)需求是：“支持基本生存維持系統(tǒng)需要”。簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)就是要求使用者在不脫離沉浸環(huán)境的前提下，實(shí)現(xiàn)進(jìn)食、排泄、身體清潔、睡眠等需求。這看起來(lái)是一個(gè)吹毛求疵的要求。但是在很多實(shí)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(guò)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(duì)一個(gè)嚴(yán)峻的事實(shí)：電影院行業(yè)中接近相當(dāng)一部分收入是來(lái)自觀眾在觀看電影的時(shí)候吃爆米花喝飲料的花費(fèi)，無(wú)法進(jìn)食的VR電影院將難以達(dá)到收支平衡。相同的例子是在使用VR辦公系統(tǒng)的時(shí)候，很難想象讓使用者連續(xù)四個(gè)小時(shí)工作而不喝一杯咖啡。這些看似過(guò)分的需求實(shí)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(gè)要點(diǎn)：

    1) 宜居VR系統(tǒng)必須能夠支持虛實(shí)融合，實(shí)現(xiàn)用戶同時(shí)與虛擬和真實(shí)的環(huán)境進(jìn)行交互。

    2) 宜居VR需要使用高適人性的頭戴現(xiàn)實(shí)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(duì)不同的業(yè)務(wù)需求，宜居VR必須重新設(shè)計(jì)高效的輸入設(shè)備和方式，以配合在頭戴現(xiàn)實(shí)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(jìn)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(shí)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(guò)程中不會(huì)“意外”的碰到真實(shí)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(gè)令人愉悅的虛擬空間，并應(yīng)該設(shè)計(jì)想用功能降低長(zhǎng)期置身虛擬空間所產(chǎn)生的孤獨(dú)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(shí)的時(shí)間流逝，保證虛實(shí)世界時(shí)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(shí)現(xiàn)理想化的VR設(shè)備和催生相關(guān)長(zhǎng)時(shí)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(shí)其技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和可能導(dǎo)致的問(wèn)題將有利于我們更好的迎接真正的VR時(shí)代的到來(lái)。

    宜居VR科學(xué)顧問(wèn) 北京理工大學(xué) 翁冬冬

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