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玩VR游戏容易眩晕?是因为它让你身体的平衡系统失灵了

来源:雷锋网

现状分析:明年这个时候,将会有多种虚拟现实(VR)的游戏系统供消费者选择。索尼的Playstation VR已经宣布了于2016年上半年问世,Facebook的虚拟现实眼镜计划于2016年第一季度完成。即将到来的虚拟现实系统主要是面向玩家,用户的需求使得这项技术有更广泛的应用。这些公司有意发展虚拟旅行、训练、娱乐等方面的应用程序。

原因一

 在兴奋中保持平衡

VR简单地创建虚拟环境中存在的假象,幻想依靠一个令人信服的360度的视觉呈现以及同虚拟世界中用手持控制器控制的对象互动的能力。当一切无缝对接,真正置身于虚拟世界的感觉就来了。然而报道屡次证实:根据体验过的用户的反馈实际上这感觉并不愉快。

游戏玩家再次被视为这些新VR系统最有可能的早期采用者。但是技术一旦掌握在消费者手中,人们会发现许多其他用途。从去年开始类实地考察就变成了有趣的体验,学生们无需离开教室即可“置身于世界上任意一个角落”。各种各样的职业培训可以在非常类似于真正工作环境的虚拟学习环境中提升学员的职业技能,娱乐产业遇到了无限的机遇。

当你可以“亲临”任何重大事情发生的地方时我们为什么还要在起居室的屏幕上看电影呢?你可以随兴花尽可能多的时间参观任何博物馆,慢慢欣赏任何你喜欢的艺术作品,以自己的节奏探索马丘比丘遗址的秘密,从本垒板席位的角度或棒球球员休息区看世界职业棒球大赛,随你喜欢。这些事你都可以利用晚上的时间在你的起居室里做,环境是如此逼真,甚至好像是你真的在那儿。但似乎每一条记录新的虚拟现实系统发展的报告都伴随着相应的眩晕和恶心的故事。虽然这些症状看起来很简单,但是导致头晕、晕车的因素很复杂,至今尚未完全明确。

研究者主要因为平衡系统被破坏而感受到眩晕和恶心。在这方面,晕动病可以被视为一个预警信号,它告诉我们现实情况的某些东西超越了我们平衡系统的边界承受能力。恶心的加剧(从轻微不适到失能)是一个非常极端的早期预警信号。

为什么这么多人经历这些感觉,为什么可以如此极端?简而言之,保持平衡是你的一个重要的功能。平衡可以使我们在移动和拿着受重力影响的东西时保持直立的姿势。保持平衡依赖于三个感官系统之间的相互作用:本体感受(你的身体部位的感觉和力量强度)、前庭感觉(处理空间定位)、视觉。这些系统的信息通过网络复杂的反馈循环在小脑和脊髓集成。正常情况下这个系统协同运作,并不会被感知。但是当平衡系统中的任一部分感到不太对劲儿的时候我们就会感到恶心和头晕。本体感受通过提供如何使身体的不同部位相对于身体的重心协调信息提供了基础平衡。关节中的受体、肌肉和皮肤告诉你支持身体的实质以及身体的重心所在。例如,如果你站在硬木地板上时身体向前倾,你的脚趾、脚踝、脚后跟的受体将会提供重要的信息:你的体重是由脚支撑的;你站在一个坚硬的表面上;你身体的重心已经前移。位于内耳的前庭系统提供了关于头部的运动信息(包括线性运动和旋转)以及它的位置。通过一系列的反射动作使人保持平衡。例如,当你的头部移动时,前庭眼球反射使你的眼睛专注于一个目标。如果没有这种聚焦,人们经常会在头部旋转时头晕。

另一个例子是前庭脊髓反射。请你双脚并拢闭上眼睛静静地站着,如果你专注于脚的感觉,会感到你的体重由前往后巧妙地转移,从一边向另一边慢慢转移。这些小运动被称为摇摆。你摇摆的幅度不会过大以致摔倒是因为前庭脊髓反射利用脚和脚踝的本体感受信息来抵消摇摆幅度。它通过调整腿部和躯干的肌肉使身体的重心回到两脚之间。摇摆的幅度会随着年龄的增长而加大,这是增加老年人失去平衡的可能性的许多因素之一。

大脑通过视觉信息来感知由前庭和本体感觉系统提供的信息。必要时,它会支配身体做出动作以防止失去平衡。例如,当我们看到一段向下的楼梯时,平衡系统会根据走楼梯的需要调整我们的步态和身体的角度。视觉、前庭和本体感受的信息相结合才会使得我们顺利下楼梯而不摔倒。(如果你曾经在下楼梯的时候经历过这件事情你就会很好的体会这件事情的重要性:你认为那是楼梯的最后一步,当你迈步后却发现原先准备落脚的地方不像你想的那样。)

视觉是一个重要的矫正功能。当本体和前庭信息不足或冲突,视觉信息可以用于解决问题并保持身体平衡。任何挑战平衡力的任务,如单脚站立,闭上眼睛的情况下都会变得更加困难。这三个系统之中的任意一个受破坏都可以导致头晕、晕车或失去平衡。所以VR通常不会直接影响本体或前庭系统,它只影响视觉。替换现实世界的虚拟景观会使平衡系统遭受压力,这会产生问题。

当虚拟现实的体验达到预想的效果时,虚拟世界的视觉输入与现实世界的前庭和本体感受系统的输入相连贯,用户将拥有非凡的体验且没有任何不适。

当视觉输入与其他两个系统的输入相冲突时,结果是我们上面讨论到的:眩晕、恶心、失去平衡。在许多情况下,虚拟现实破坏平衡的程度是温和的和无关紧要的。然而,它有时会达到比较严重的程度,严重到足以导致蹒跚和摔倒,这个问题对年老用户可能更为严重。

虚拟现实会影响平衡是因为它提供的视觉信息不是受重力影响的身体实际状况的可靠指标。当身体受视觉信息误导调整身体平衡时,就会失去平衡。现在我们来回想一下前面提到的走楼梯的例子。当你下楼梯时,试着向后倾斜身体,使重心转移。假设你正在虚拟世界迅速下楼梯而在现实世界中却只是站立。你可能开始向后倾斜,因为视觉告诉你,你要下楼。

如果虚拟体验变得足够完善,那么它就可以纠正你的本体感受信息来告诉你你是静止的。前庭脊髓反射提供的向后倾斜的信息不正确,你可能步履蹒跚并可能摔倒。

虚拟世界中视觉信息引发的不必要的体位变化也可能会使人失去平衡。最近在拉斯维加斯E3展出的VirZoom是一个很好的例子。VirZoom是一个系统,内容是让用户骑一辆固定的自行车通过一个虚拟通道。许多人尝试VirZoom之后兴奋不已,觉得非常刺激。

同时他们还感受到了危险。当经过路口时骑行者往往会有拐弯的动作。演示期间,视觉输入与前庭和本体感觉输入不同,这使得用户倾向于按照虚拟的路径拐弯,导致他们在固定自行车上失去平衡。

原因二

 老年人止步

对虚拟现实可能影响老年用户平衡的担忧似乎不恰当。毕竟,老年人对新技术通常后知后觉。最近的一项调查报告显示,在超过65岁的人群中只有14%的人对尝试VR感兴趣。那么我们为什么要关心老年用户呢?因为将来虚拟现实商业化之后可能会覆盖的领域非常广泛,这项技术可能会吸引所有的人——不分年龄。此外,新虚拟现实系统面向的是玩家,而玩家们无一例外会变老。电子软件协会2015年的年度报告指出,游戏玩家的平均年龄是35岁。女性最常玩游戏的人群平均年龄是43岁;美国27%的玩家年龄在50岁以上。50岁以上的群体中玩家的比例大于18岁以下的群体。

据美国人口普查局预测这些数字可能会增加,这表明,美国65岁以上人口的比例将逐年增加,直至2037年。到那时,此年龄段人群占比将稳定在20至21个百分比,直到2050年。

一般来说,老年人比年轻人更容易失去平衡,是因为保持平衡需要用到的神经和肌肉会随着年龄的增长而萎缩。此外,糖尿病等因素也会使神经细胞遭受损失。

研究表明,前庭神经系统的神经细胞的数量在约55岁时开始下降。周围神经系统(本体感受的来源)的某些结构的神经密度在人们40多岁时开始下降。在平衡测试中40多岁的群体的表现也开始变差。而美国玩家的平均年龄接近这些下降开始的年龄。

尽管我们不能完全弄懂为什么人们随着年龄的增长变得更容易失去平衡,但是我们已知的足以让我们很好地理解老年用户对虚拟现实作出的反应。

实验室和临床研究表明,与年龄有关的神经功能的丧失是从四肢远端到近端的——即从手足到中心(臀部和躯干)。这导致站立时的平衡问题,因为作为神经组件本体系统的脚和脚踝的功能是最先开始恶化的。利用计算机动态姿势描记法技术所做的一项研究表明,老年人通常依靠增加视觉输入来弥补本体感受的信息损失。只要拥有正常的视觉功能,平衡不是难事。通常只有当老年人的本体感受和视觉都受损时才会出现平衡问题。

即使用户视觉功能正常,虚拟现实中的视觉输入也可能会对平衡造成影响——因为视觉提供的可能不是真实可靠的环境信息。当老年用户体验VR时,他面临着失去可以弥补他本体感受下降的视觉输入风险。结果是他更容易失去平衡。

由于与年龄相关的神经功能受损,受前庭脊髓反射影响人体会下意识做出错误的调整,所以老年人更易摇晃。由于本体感受下降,老年人倾向于依靠视觉修正左右摇摆。如果虚拟现实系统当时没有准确传达横向摇摆的信息,老年用户可能倾向于左右摇晃。

老年用户不仅是在体验VR时更有可能遇到平衡问题,正常的衰老过程使得他们的平衡系统一旦受损便不太可能恢复。年龄增大导致的神经和肌肉萎缩会降低老年人的反应速度,这使得当老年人失去平衡时需要更长的时间来做出反应。

好像老年用户备受夹击:在体验虚拟现实的过程中他们更容易失去平衡,却更难在失去平衡时快速调整。然而对于玩家而言,年龄大的用户喜欢一开始玩游戏就选择更高的难度系数。

原因三

 寻找平衡

虽然观看虚拟景观替代真实景观可能会对40岁后的人产生更大的影响,虚拟现实系统对人类平衡系统产生的影响却是普遍的。那么什么措施可以供大家采取以减少摔倒的可能性呢?

最容易想到的解决方式是坐在座位上体验虚拟现实。几乎在所有的环境下坐在椅子上摔倒的概率都要远远小于站立时。这可能格外适合老年玩家,因为远端到中心神经功能的下降意味着本体感受从臀部感受到的信息,比起脚和脚踝神经明显受损的信息感受来说可能会相对正常。

虽然坐在椅子上是管用的,但是在虚拟现实中的沉浸感可能会明显减少。HTC的Vive被设计成需要在15平方英尺的可自由移动的空间才能体验的系统。美国科技媒体网站游戏编辑凯尔奥兰多亲身体验过所有主流VR系统,他对Vive的反应同其他许多评论家一致:这款虚拟现实系统比其他被设计成坐着玩的系统更加引人入胜。

即使您使用的虚拟现实系统是专为坐着玩设计的,你可能会发现保持坐着也是一件难事。当你观看用户体验虚拟现实的视频时你会发现他们有时站立、有时走动、甚至闪避以及挥动他们的手臂,从观察者的角度看起来这很愚蠢,但是对于玩家来说他正经历着完美的虚拟世界。游戏中存在于虚拟现实世界的感觉是如此强烈,让玩家们很难静止不动。

那如何获得安全感呢?一把旋转椅解决这个问题,它可以帮助用户维持置身在VR创造的360度的视觉世界中的感觉。有扶手的转椅是一个好办法,因为扶手可以防止用户做倾斜或俯身动作时从椅子上掉落。

但如果你需要站立,那么请站在像瓷砖或硬木地板等的坚硬表面,而不是如粗毛地毯等的柔软表面。如果不可避免走在地毯上,请尽量确保它是没有填充材料的一层薄薄的地毯。软表面会减少脚踝处本体感受器信息的准确性,使它更加难以保持平衡。(走在柔软的沙子上是一个极端的例子。)对于年迈的使用者来说,站在一个坚硬的表面尤其重要。

有许多临床研究显示,所有年龄段的人通过多次采取标准平衡测试都可以改善自身的平衡系统。研究结果表明,实践可能减少失去平衡的机会,这一发现可能也适用于虚拟现实。但目前尚还不明确虚拟环境中平衡能力的改善在不同的环境中是否仍然适用——也就是说,每个环境都需要各自的练习适应时间。这种情况类似于,有经验的玩家需要一些初始练习来熟悉一个新的控制器配置。

 

综合评判

最后,最简单的解决方案可能是与真实世界的人一起玩——与朋友一起玩意味着一旦开始失去平衡,你的朋友可以随时给你提供帮助。你可以跟你的伙伴关掉设备,轮流在虚拟世界中徜徉,并与家人和朋友分享这个令人惊奇的体验。

同样,虚拟现实将挑战每个使用它的人的平衡系统。对一些人来说,VR带来的影响微乎其微,但对其他人来说,则无法忽视,而最可能情况是介于两个极端之间。我们特别提到VR可能会对人的平衡系统造成压力,并不是为了唬人,相反我们是在鼓励人们做好准备,以应对使用中可能出现的问题。即使对于上了年纪的老年用户来说VR显得很复杂,但这个平台的潜在应用范围是如此地广泛,值得任何年龄层的人一试。

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