低余晖技术如何解决VR最大绊脚石晕动症？

象的组合，我们称之为抖动。在HMD上，拖尾现象严重就会掩盖住频闪现象。下图是一张渲染的游戏场景，和这个场景拖尾2度的对比图。（把手伸直，竖起大拇指，大拇指的宽度大概就是2度。）

　　如果你还是对频闪和拖影的产生抱有疑问，那我们还是来看看时间——空间图来帮助我们了解。

　　真实世界中的物体：

　　HMD上的虚拟图像：

　　因为余晖效应，人眼可以保存上一帧，这一帧，甚至下一帧的图像，对于物体相对于眼睛从左到右移动（眼睛注视前方不动）这种情况，我们不会看到拖影现象，但是由于实际的刷新率，我们可能会看到频闪。对于眼睛追踪物体从左到右移动这种情况，因为每帧像素点都有滑动，所以我们看到了拖影现象，这时，如果我们人眼追踪不精准，虚拟图像没有落在视网膜相同位置上（也就是说x轴有位移），我们也会看到频闪，这就造成了抖动这种混合现象。

　　了解了这些伪影现象之后，我们想做的就是如何解决它。第一个方法当然就是提高刷新率，让虚拟物品运动更加接近真实世界。请看下图：

　　那么问题来了，多大的刷新率才足够呢？

　　没有一个答案可以回答这个问题，因为这个值依靠于场景内容、分辨率、视场FOV、像素点填充、显示器类型、人眼移动速度、人眼特征。我可以告诉你，这个值大概接近于100Hz。

　　200Hz是一个很大的提升，但是还不够。如果是一个1080p且有用90度FOV的显示器可能需要300到1000Hz的刷新率，但是高频率要求更高的分辨率。一个1000Hz的显示频看起来足够好了，基本可以确定可以减少或者消除一些HMD的问题，也许包括晕眩，因为它更加接近现实世界。我不能百分之百肯定我的结论，因为我从来没见过一个1000Hz的头戴显示器，我也不认为目前技术可以达到这个要求。

　　那么除了提高刷新率，还有没有其他方法可以消除抖动？那就是降低余晖时间。我们再来看几张对比图：

　　解决了拖影，又引发了新的问题。之前我们也提到了，在抖动的情况下，拖影隐藏了频闪效果。不看拖影，低余晖的显示器会造成频闪。然而低余晖的频闪看起来不是一个严重的问题，因为眼睛在完美跟踪什么图像时不会频闪，虚拟图像上的像素点会在每一帧落在视网膜的相同位置，所以没有帧到帧之间的图像位置相隔问题（造成频闪的原因）。但是眼睛不可能追踪场景里的所有虚拟物品。举一个例子，如果你在一个赛车场景里，周围有舞动的人群，但你的视线一直在追踪场景中的赛车，因为人眼追踪赛车，所以我们人眼和移动的赛车间没有相对运动，我们看不到频闪，但是场景中的其他部分，可能会出现频闪现象。再比如，如果你在玩一个游戏，让你在一个喧闹的街市场景中扫视寻找一个图标或者标志，这时场景中的物体会相对人眼产生距离，这个距离间隔大于5-10角分，我们就会看到频闪。

　　频闪现象并没有被人们好好研究过，我们关于这个现象引发的问题现在还没有解决。 其中涉及了很多人体眼脑的合作机理。目前看来，Michael Abrash发现了两个因素影响着这种视觉不稳定问题。一个是扫视遮蔽（Saccadic masking），也称扫视抑制）；另一个是参照系（frame of reference）。在这里我可以粗略的向大家介绍一下什么是扫视抑制，什么是参照系。但是更具体深入的研究还是需要大家自己去慢慢了解。

　　对于人类来说，如何在频繁的快速扫视眼动中保持视知觉稳定是一个重要的课题。研究表明，伴随快速扫视发生的视觉敏感性降低的现象，即扫视抑制，对于形成稳定的视知觉具有重要作用。在我们扫视时，真实世界的图像在我们的视网膜上滑动。但是低余晖使我们丧失了扫视抑制的功能，因为低余晖导致了虚拟图像在扫视过程中始终保持清晰，失去了滑动，这时频闪现象就会发生。

　　另一个因素是参照系，为了把视网膜接收到的信息转化为我们熟知世界的模型，无论什么时候眼脑都需要一个参照系（人脑预测被扫视的物品应该处于什么位置）。但是低余晖消除了拖尾，图像移动变的不连贯，所以人脑认为虚拟图像没有处在正确位置上。这时，我们就会感到视觉不稳定。

　　频闪带来的视觉不稳定性在游戏中不是一个很大的问题，也很少被检测出来，人脑在发展中，也有可能在未来的十几年慢慢适应这种问题，就像人配了一个新眼镜一样。HMD研究已经有了突破性的发展，但是还有很多未知的问题等待我们去探讨。希望这篇文章可以让大家对晕动症有一定的了解，并且知道了低余晖显示器的益处和缺陷。如果文章中有哪些不精准，不明确的解释欢迎大家积极讨论。谢谢

参考文献：My Steam Developers Da