輕量級、更頻繁的調(diào)查可能是測量視覺不適的重要工具

（中國AI網(wǎng) 2025年07月31日）視覺前庭沖突（Visual-Vestibular Conflicts/VVC）是頭顯視覺誘發(fā)暈動癥的主要原因。然而，虛擬現(xiàn)實舒適性研究通常依賴于坐著或站著的用戶體驗高強度的視覺運動（如過山車）。劇烈的VVC往往會誘發(fā)明顯的暈動癥癥狀。這種基于極端情況的研究結(jié)論可能無法準確地泛化到虛擬現(xiàn)實中的自然用例，因為人們是在努力最小化而不是最大化暈動癥癥狀。

在一項研究中，Meta Reality Labs團隊表明子閾值水平VVC可以在自然的、長時間的使用中引起可測量的不適。他們首先提出了一項在頭顯之外進行的心理物理學研究，以嚴格識別渲染姿勢（即抖動）中正弦噪點的感知閾值。接下來，將引入子閾值水平的抖動到Meta Quest 3，并證明這可以在被試開玩《Cubism》時引起視覺不適。

重要的是，他們沒有通過傳統(tǒng)的SSQ問卷分數(shù)的測試前和測試后比較來確定對照組和抖動條件之間的統(tǒng)計學顯著舒適差異。只有在每90分鐘的療程中每10分鐘進行一次運動疾病癥狀分類（MISC）調(diào)查才能發(fā)現(xiàn)顯著差異。這突出了納入時間分辨數(shù)據(jù)點的好處，并表明在更生態(tài)有效的情況下，輕量級、更頻繁的調(diào)查可能是測量視覺不適的重要工具。

虛擬現(xiàn)實頭戴式顯示器需要解決的最關(guān)鍵和最復雜的問題之一是減輕視覺引起的暈動癥和視覺不適。相應(yīng)地，大量的研究已經(jīng)出現(xiàn)，以確定視覺前庭沖突（VVC）引起視覺不適的重要影響因素和相關(guān)因素。

盡管經(jīng)過數(shù)十年的研究，目前尚沒有經(jīng)過驗證的框架或模型可以對頭顯、人口統(tǒng)計、時間和VVC不適之間的關(guān)系提供校準估計。SSQ問卷依然是測量暈動癥狀的金標準，但自我報告調(diào)查存在低靈敏度和高方差的問題，所以研究往往依賴于極大的VVC來誘導大量的不適。

遺憾的是，相關(guān)研究可能對現(xiàn)實場景的適用性有限，因為在現(xiàn)實場景中，體驗和硬件的設(shè)計是為了最大化而不是最小化視覺舒適度。即便設(shè)計了舒適的硬件和軟件，由于VVC的多種潛在來源，暈動癥依然是困擾一系列頭顯用戶的問題。大多數(shù)可引起不適和/或感知偽影的VVC來源會導致幾何扭曲，從而增加用戶在頭戴式顯示器看到的立體圖像誤差，包括瞳游、追蹤誤差和延遲。

但即便是與透視投影幾何無關(guān)的二階偽影，如輻輳調(diào)節(jié)沖突，都會引起不適。考慮到頭顯存在諸多潛在的VVC來源，對暈動癥進行嚴格的實驗室評估需要付出巨大的努力（即便只是一個潛在的VVC來源），并且缺乏能夠預(yù)測特定VVC影響的第一性原理模型，識別和排序各種沖突的相對重要性并不可行。

一種可擴展的替代方法是使用心理物理范式來確定檢測閾值。與定性測量相比，心理物理閾值在參與者中更加可靠和一致，并且將視覺偽影減少到子閾值可以保持即時感知的視覺質(zhì)量和用戶體驗。

但如果只是無法檢測到，而不是完全消除，則一個重要的問題依然沒有得到回答：子閾值水平的VVC是否會引起不適？這個問題在系統(tǒng)級頭顯設(shè)計的上下文中特別相關(guān)，因為VVC的一個貢獻通常可以以犧牲另一個貢獻為代價來改進。例如，在視覺慣性里程計追蹤系統(tǒng)中，可以對來自HMD慣性測量單元（IMU）的數(shù)據(jù)進行濾波以減少噪點（即抖動），但這可能會增加追蹤延遲。

同樣，用于更新用戶瞳孔位置以進行眼視差渲染的眼動追蹤數(shù)據(jù)可以通過濾波來避免抖動，但代價是增加延遲。這都是重要的權(quán)衡。

在一項研究中，Meta Reality Labs團隊證明了將正弦抖動誤差添加到頭顯的IMU中，不會導致可感知的圖像質(zhì)量偽影，但會導致在自然頭顯使用過程中不適程度升高。

他們測量了跨時間頻率和方向的抖動檢測的感知閾值（實驗1），并評估了長時間（90分鐘）自然VR使用中抖動對視覺舒適性和體驗的影響（實驗2）。實驗1的結(jié)果表明，個體在VR中對12hz的抖動最敏感。另外，相對于Z（深度運動），沿X和Y（垂直和水平運動）的抖動靈敏度要高得多。

在實驗2中，子閾值抖動加速并加劇了VR用戶的暈動癥癥狀，并且這種影響在更容易患暈動癥的個體中更為明顯。團隊假設(shè)，由于視覺-前庭沖突的增加，抖動會導致暈動癥的早期發(fā)作。即使不被注意，渲染姿勢相對于用戶位置的更頻繁和更大的誤差都會導致感覺沖突，這反過來又加速了暈動癥。

在比較不同研究時，頭顯硬件的差異直觀地很重要，但研究表明，軟件微小、潛在難以察覺的變化都可能導致暈動癥結(jié)果的顯著變化。現(xiàn)代頭顯可以在其生命周期內(nèi)接收重要的軟件更新，甚至在同一硬件運行的不同軟件版本都可能在進行暈動癥研究時產(chǎn)生重大影響。在進行薈萃分析或使用另一項研究作為比較或基線時，記住這一點十分重要。所以，研究特定暈動癥最安全、最合理的方法是使用未摻假的頭顯基線進行重復測量研究。

研究人員發(fā)現(xiàn)，通過MISC（每10分鐘進行一次快速暈動癥問題）和SSQ（在會話前和會話后進行16項調(diào)查）測量的暈動癥結(jié)果存在分離。盡管SSQ均值的一般模式與MISC結(jié)果一致，但沒有達到統(tǒng)計學意義。由于數(shù)據(jù)來自相同的參與者和假設(shè)評估的相似結(jié)構(gòu)，研究結(jié)果的差異表明，更頻繁、更不詳盡的調(diào)查，如MISC，可能會通過更好地描述長時間實驗中視覺不適的時間過程，從而提供更敏感的測量方法。

相關(guān)論文：Subthreshold Jitter in VR Can Induce Visual Discomfort

https://arxiv.org/pdf/2504.16295

另外，團隊發(fā)現(xiàn)，低抖動的增加同樣增加了所有個體的視覺不適。然而，與其他參與者群體相比，高抖動條件不成比例地影響高敏感性個體。鑒于自我報告調(diào)查中固有的噪點可能會影響VIMSSQ和MISC反應(yīng)，VIMSSQ和高抖動條件之間的這種相互作用可能不會在被試之間的反應(yīng)中識別出來。所以，暈動癥研究人員應(yīng)該考慮重復測量研究設(shè)計的機會，包括較低的開銷，但更頻繁的不適測量，如MISC。