一、前言
科学家们称，虚拟现实技术在用户转动头部而虚拟图像没有跟上时会引发晕眩。带有很多移动的虚拟体验，如坐过山车和赛车，也会让人感到不适，因为用户在视觉上觉得身体在动，而在听觉上则不然。当然，部分担忧可能被夸大了，正如当初人们担忧微波炉会致癌，电视机损害视力那样。
但是，对很多体验过VR的人来说，除了会感觉到爽以外，还一定会感觉到晕！所以，就算VR看上去很美，因为眩晕这一“致命伤”，目前也只能是浅尝即止。从某种意义上讲，VR的使命是制造一个与现实世界一样逼真的虚拟世界，这其实本身就是一种挑战。而眩晕问题，就是这一挑战中最难以解决的问题。
VR晕眩原理其实非常简单，因为眼睛看到的（VR）画面与从耳朵内的前庭系统所感受到的（真实位置）信息不匹配，两种信息在脑袋里面打架，从而产生晕眩感。
二、眩晕症是什么原因引起的？
1、广义的眩晕症
1）脱水
大脑大部分由水组成，人体一旦脱水，大脑功能就会失常。美国康涅狄格大学劳伦斯·阿姆斯特朗教授表示，脱水时血液黏稠度增加，体温升高，心跳加快。因此，发生晕眩时，不妨喝一大杯水试试。
2）过敏
花生、猫、灰尘和花粉等过敏原也可能导致眩晕。英国萨里过敏诊所专家阿德里安·莫里斯博士表示，过敏会导致鼻窦和中耳产生黏液，影响内耳平衡器官，导致眩晕。
3）药物副作用
高血压药物ace*制剂抑**和阿米替林等抗抑郁药，都会降低血压，诱发眩晕。英国心脏协会专家娜塔莎？斯图尔特表示，一些心脏病患者服用利尿剂时会脱水，也会产生眩晕感。镇静剂抑制中枢神经，使大脑活动减速，也是导致眩晕的一大因素。
2、迟延滞后，受制于硬件设备的处理能力
1）刷新率
为了说清楚这一问题，我们还是拿OculusRift这一目前最先进的VR设备举例。简单来说，如果想要保证不晕，那么VR设备输出的画面就必须要有足够高的刷新率（120Hz及以上）以及足够高的分辨率（4K及以上），但是，这一数据在现在看来，几乎是奢望。Oculus Rift的刷新率仅为75Hz，而分辨率，也只有可怜的1080P。这几乎已经是目前VR设备的极限，同时也是PC处理能力的极限。你不要看不起Oculus Rift这些可怜的数据，要知道，以目前的技术来说，能达到这一数据已经非常难得了。
HTC Vive配备了两块分辨率为1200 X 1080的显示屏，最高支持90fps刷新率
就拿其中的75Hz来说，想要达到75Hz的刷新率，就意味着要把设备的延迟做到19.3ms以内（1s除以75次约等于13.3ms/次，在加上数据传输的时间，大约为19.3ms）。即便如此，19.3ms的延迟差距对于长时间佩戴VR设备来说，也是灾难性的！
Hz，中文名赫兹，简写为：赫，是频率的基本单位，为纪念发现电磁波的德国物理学家海因里希·鲁道夫·赫兹(Heinrich Rudolf Hertz )而得名。赫兹是电，磁，声波和机械振动周期循环时频率的单位。即每秒的周期次数(周期/秒)。
Hz 是频率的单位。频率是指电脉冲，交流电波形，电磁波，声波和机械的振动周期循环时，1秒钟重复的次数。Hz代表每秒钟周期震动1次，60Hz代表每秒周期震动60次
2）分辨率
除了刷新率，还有分辨率的问题。我们知道，分辨率低，在近距离观看VR设备的屏幕的时候，会有明显的颗粒感。你所处的环境是一个VR为你创造的虚拟世界，你的大脑以为这是一个真实的世界，但这个”真实的世界“却是由一个一个的晶格所组成的，你能不晕吗？
那么，只要把分辨率提高到4K，甚至是8K，这个问题就能解决吗？从一定意义上来讲，是的！但是，你要知道，渲染一个全画幅的8K场景，无论你的电脑有多变态，目前也很难办到，就算是渲染一个4K的虚拟世界，对PC硬件的处理能力也有着极为苛刻的要求。所谓理想很美好，现实很残酷，这也许就是一个最真实的写照。
但是，聪明的Oculus就想出了一个办法来解决分辨率的问题，它的解决方案就是注视点渲染技术。简单来说，就是着重渲染人眼聚焦的地方以及周围的图像，这部分图像采用全画幅渲染，而其他的部分就进行普通分辨率的渲染。这项技术的提出，可以从一定程度上解决PC处理能力不足的窘境，但是，能否应用注视点渲染技术又牵扯到其他行业的相关技术，也就是下一点我们要说的。
3、相关技术发展缓慢
七鑫易维是国内一家致力于眼球追踪技术的公司，为了解决上述注视点渲染的技术，Oculus此前就曾找到过他们。应用眼球追踪技术，VR设备才可以知道使用者的注视点在哪里，并进行相对应的注视点渲染。同时，这也符合人在看东西时候的习惯：焦点清楚，背景虚化。
此外，作为VR领域不可或缺的技术之一，眼球追踪技术还可以解决VR图形畸变的问题。图形畸变，同样也是造成使用者眩晕的因素之一。通过上图，我们可以看到，左边就是普通的游戏画面，而右边，就是VR设备里所呈现的画面。由于图像畸变的原因，VR设备所呈现的画面中，图像的边缘已经发生了明显的畸变。即使Oculus曾在此问题上投入了大量的研发成本并应用反畸变算法优化了VR设备的成像，离开了眼球追踪技术，图像边缘的畸变依然无法完美地解决。
至于如何才能在VR设备上应用此项技术，七鑫易维的副总裁彭凡曾在采访中称：“2020年，此项技术才有可能成为VR设备的标配，Oculus的下一代产品或将首先采用这一技术。”
当然，相关的技术不只有文中举例的眼球追踪技术。反过来说，PC行业的硬件处理能力已经成为了VR行业发展的阻碍，更不用说更加可怜的智能手机行业了。
1）VR设备本身的局限性
这个因素显而易见，VR设备在诞生之时就有很多局限性。首当其冲，就是因为VR设备大多都是与外界完全隔离的。用户在一个与外界完全隔离的环境中能干什么？除了老老实实地坐着之外，难道你还准备两眼一抹黑地在现实世界中也跟着虚拟世界中的你一起奔跑吗？这显然是不可能的。
所以，虚拟世界与现实世界不同步的问题也就来了！你可以想象，你在虚拟世界中奔跑，但是在现实世界中，你却在沙发上安安稳稳地坐着……如果这个例子还不够深刻的话，你还可以想象一下你在虚拟世界中坐过山车，你随着过山车的晃动，身体的感官也认为在晃动，但在现实中，你却仍然是在安稳地坐着……只有你的大脑知道你在晃动，但身体却没有，大脑默默承受了很多负担，最后晕了也就很容易理解了。同样的现象，也适用于现实中的3D游戏眩晕症和晕车、晕船等。说完了这些，你就应该明白为什么HTC非要在Vive的前面安装摄像头了吧？
除了运动中的加速度感知，人的感知系统其实还有很多，比如说还有景深、重力感等等。很显然，VR设备在这些感知系统中，能提供给使用者的感知也就只有视觉和听觉，未来还有可能解决景深的问题，但是加速度和重力，却是头戴式VR设备永远都无法做到的……
说了这么多，最后让我们用3个轻松的实例来解释一下人为什么会晕：
4、视觉不同步
在虚拟世界中，你看到了一只猴子。但是猴子身上的毛却显示得极为模糊，猴子的脸上，甚至还有马赛克！当猴子从你的视野中快速地、拖着残影爬到身旁的一颗树上时，你抬头看向树上的猴子，过了大概20ms，画面才跟着你的头转了过去……
5、声音不同步
在你的面前，一颗*弹炸**爆炸了，爆炸造成碎片朝你迎面飞来，你在四处躲藏的同时，爆炸的声音却从你的身后传了过来……
6、景深不同步
在你的面前，有一张桌子，在桌子上，近处放了一个杯子，远处放了一个玩偶。你看着近处的杯子，按理来说远处的玩偶应该模糊不清，但是现在，远处的玩偶也看的非常清晰……
总的来说，其实就是因为目前的VR设备所创造出来的虚拟世界还不够真实，还无法真正地欺骗到大脑，受到困扰的大脑不堪重负，才会造成眩晕的问题。
三、眩晕问题的解决之道
1、电前庭刺激
针对第一个晕眩因素，目前国外正有一家名叫 vMocion 的公司，打算利用梅奥医学中心的航空航天医学和前庭研究实验室花费 10 多年研究的技术去解决这个问题。这项技术名为电前庭刺激 (GVS)，将电极放在策略性位置（每只耳朵后要放置两个电极，一个在前部，一个在颈背），追踪用户内耳的感知运动，并将视野范围的运动触发成 GVS 同步指令，刺激产生三维运动。如果行得通的话，它可以让用户完全沉浸在当前的环境中，真正感觉在自己驾驶的宇宙飞船在俯冲或转弯。
2、降低延迟
选购虚拟现实设备，很重要的一个指标是从转动头部到转动画面的延迟。这是目前在技术上能够减轻晕眩感最热门的部分。研究表明，头动和视野的延迟不能超过 20ms，不然就会出现眩晕。
20ms 的延迟时间对于 VR 头显而言是一个非常大的挑战。首先设备需要足够精确的办法来测定头部转动的速度、角度和距离，这可以使用惯性陀螺仪（反应灵敏但是精度差）或者光学方法来实现。然后计算机需要及时渲染出画面，显示器也需要及时地显示出画面，这一切都需要在 20ms 以内完成。相应的，如果每一帧显示的时间距离上一帧超过 20ms，那么人眼同样也会感到延迟。所以，VR 头显的画面刷新率应该超过 50FPS，目前来说 60FPS 是一个基准。但是要想做到更好的效果，这个刷新率还应该接着往上提，比如目前 Oculus Rift CV1 和 HTC Vive 采用了 90hz 刷新率，而 Sony Project Morpheus 采用的是 120hz 刷新率。
另外一个办法，就是降低余晖，低余晖显示对 VR 头显的意义在于，头动时物体的轨迹更加接近于物理世界的真实轨迹，在一定刷新率下不会产生让人能够觉察到的拖影。要达到这个目的，目前的 LCD 显示器是有心无力的，只能使用 OLED 等新型显示器，由于其每个像素都是主动发光的，所以 OLED 屏幕可以做到低余晖。实际上，Oculus 和 Valve 都使用了 AMOLED 的低余晖显示屏，Sony 则使用了自家的 OLED 显示屏。
3、调节镜片之间的距离
在最原始的“手机盒子”中大家其实并没有考虑到这一点，大家考虑更多的只是怎样适配不同近视的用户（有些盒子连这都没考虑），记得应该是三星首先利用了滑轮调节镜片之间距离的设计，可以自由调节两个镜片之间的距离。另外，也有方案显示可以通过蓝牙控制器等调节画面的中心点。从而保证画面中心、镜片中心、人眼中心三点一线。避免重影，避免晕眩。
4、光场摄影
一个光场快照可以在图片获取后给照片进行聚焦、曝光、甚至调整景深。 它不仅仅记录落在每个感光单元所有光线的总和, 光场相机还旨在测定每个进入的光线强度和方向。有了这些信息, 您就可以生成不只是一个, 而是每一个在那一刻进入相机视野的可能的图象。例如，摄影师常常会调整相机的镜头，以便对面部进行聚焦，刻意模糊背景。也有人想要得到模糊的面部，背景要十分清晰。有了光场摄影，同一张照片，你可以获得任何效果。
目前在这方面做得最好的 Magic Leap。Magic Leap 做的不是在显示屏上显示画面，而是直接把整个数字光场投射到使用者的视网膜上，从而可以让使用者可以根据人眼的聚焦习惯自由地选择聚焦的位置，以准确的虚实结合模拟人眼的视觉效果。根本不用提及刷新率和分辨率等问题，Magic Leap 从另一个方向，用另一种方法一下解决了所有问题。
5、添加虚拟参考物
普杜大学计算机图形技术学院的研究人员去年就发现，只要在 VR 场景中加一个虚拟的鼻子，就能解决头晕等问题。研究人员在各种虚拟场景中对 41 名参与者进行了测试，一部分人会有虚拟鼻子，一部分没有。结果发现，有鼻子的人都能保持更长时间的清醒。
研究人员称，之所以能产生治晕的效果，可能是因为人需要一个固定的视觉参照物，所以就算在 VR 中加入一个汽车仪表盘，也能产生相同的效果。
晕眩问题是阻碍虚拟现实爆发的最重要原因，相信时间将是解决一切问题的万能钥匙，期待在不远的将来，我们能够体验到不晕的虚拟现实。上天、入地、下海，躺在家里，真实经历一切的美好，真好。