Die Neurowissenschaft der warum noch Virtual Reality Sucks

Die Faceputer Anzeigen sagen virtueller Realität steht vor der Tür und es wird diesmal klappt. Aber hier etwas real Talk ist: Es gibt noch viele Möglichkeiten, die virtueller Realität kann nicht das menschliche Gehirn täuschen. Und es hat wenig mit der Technik selbst zu tun. Stattdessen geht es um Neurowissenschaften und unser Gehirn Perzeptiv Grenzen.

Wahr, das vergangene Jahr brachte eine große Blüte des virtual Reality-Systeme, die Meilen besser als die klobigen, ekelerregend Geräte der 90er Jahre sind. Der HTC Vive und Sonys Projekt Morpheus wurden nur vorgestellt. Oculus ist seit der Übernahme von $ 2 Milliarden von Facebook letztes Jahr entlang tuckern. Magische Sprung tut alles, was zum Teufel es tut.

Diese neue Reihe von Geräten ist gut genug, um Magen-atemberaubend real fühlen – auch wenn die Bilder noch pixelig sind und ein klein wenig Verzögerung. Menschen in der VR nennen dieses überwältigende Gefühl "Präsenz". Aber es ist möglich, einen Teil des Gehirns zu täuschen, ohne eine andere zum Narren.

Wenn Journalisten schreiben über wird durch das neueste Gerät für ausgefallene VR begeisterte, meinen sie die emotionale Darm Punch von sagen, schaut einer Burgmauer auf eine angreifende Armee. Sie bedeuten nicht, dass VR von Realität zu unterscheiden ist. Als Jason Jerald können Technologieberater für VR-Unternehmen, setzt es, "wir sehr engagiert in Cartoon-ähnliche Welten." Bilder müssen nicht perfekt aussehen für Präsenz.

Aber diese Mängel werden offensichtlich, wenn Sie mehr als die typische Minuten eine Presse Festmahl in VR zu verbringen. Oder versuchen Sie zu gehen und drehen. Es gibt viele Gründe, bewussten und unbewussten, dass Ihr Gehirn die Realität eines Bildschirms angebracht ein paar Zoll vor Ihre Augäpfel ablehnt.

Latenz und das uralte Problem der Reisekrankheit

Nennen Sie es, Reisekrankheit oder "Simulator Sickness" oder "Cybersickness", aber die Übelkeit ist real und hat lange verteufelt, virtuellen Realität. Der Hauptgrund ist Latenz oder die winzige, aber spürbaren Verzögerung zwischen wann bewegen Sie Ihren Kopf in VR und wann ändert sich das Bild vor Ihren Augen – ein Missverhältnis zwischen der Bewegung fühlen wir uns (mit unseren inneren Ohren) und das Bild, das wir (mit unseren Augen sehen) zu schaffen.

Im wirklichen Leben ist die Verzögerung im Wesentlichen gleich Null. "Unsere sensorische System und Motorsysteme sind sehr eng gekoppelt," sagt Beau Cronin, die promovierte in computational Neuroscience am MIT und schreibt ein Buch über die Neurowissenschaft der VR.

In der virtuellen Realität kann die Wartezeit jedoch so niedrig wie 20 Millisekunden bekommen, obwohl es ziemlich abhängig von der genauen Anwendung gehen kann. Es wird nie null sein, weil es immer Zeit für einen Computer dauert, um Ihre Bewegungen zu registrieren und das neue Bild zu zeichnen.

Tut so wie Latenz haben müssen, bevor Sie bemerken es nicht? Jerald, der seine Doktorarbeit über die wahrnehmbaren Grenzen der Latenz machte, fand, dass es Wild variiert: seine empfindlichsten Themen konnte bemerken Verzögerungen von 3,2 Millisekunden, die wenigsten empfindlich Hunderte von Millisekunden. Sensibilität für Simulator-Krankheit kann in der Tat stark, zu variieren. Es kann nie um zu entwerfen motion-Geräte, die niemand machen krank, aber es ist wahrscheinlich möglich, bestimmte Anwendungen zu entwerfen, die meisten Menschen nicht krank machen möglich.

Meine Augen! Vergenz-Unterkunft-Konflikt

Eine seltsame Sache passiert in VR: Sie können am fernen Horizont eines virtuellen Strand suchen aber immer noch das Gefühl, in einem Raum sind. Dies könnte zum Teil das Ergebnis der subtilen Rückmeldungen aus den Muskeln rund um die Augen. Im schlimmsten Fall kann es schmerzhaft Augenbrennen und Kopfschmerzen verursachen.

Hier ist was passiert. Legen Sie einen Finger vor Ihrem Gesicht, und verschieben Sie es allmählich an die Nase; Ihre Augen werden natürlich näher zusammenrücken um Ihren Finger zu verfolgen. Dies ist beschwert, wo unsere Augen konvergieren und divergieren um nahe und entfernte Objekte bzw. zu betrachten. Zur gleichen Zeit die Linsen in Ihren Augen-Fokus, so dass das Bild des Fingers klar, während der Hintergrund bleibt ist unscharf. Dies nennt man Unterkunft.

In der VR allerdings integrieren beschwert und Unterkunft nicht mehr nahtlos. Der Bildschirm ein typischer Head-mounted Display sitzt drei Zoll oder so vor Ihren Augen. Eine Reihe von objektiven beugt das Licht, so dass das Bild auf dem Bildschirm etwa ein bis drei Meter entfernt sieht. Jedoch können keine Gegenstände weiter oder näher als das verschwommen erscheinen. Und der gesamte Bildschirm ist immer im Fokus, unabhängig davon, wo Ihre Augen suchen. Damit können längere Zeit in der VR ziemlich unbequem zu verbringen.

Es gibt hochfliegende Ideen, wie man das Problem umgehen, und der Name in aller Munde ist Magic Leap. Das Unternehmen hat nicht viel öffentlich bekannt, obwohl seine Patente Interesse an Lichtfeld-Technologie zeigen, wo ist ein Bildschirm der Pixel durch eine Reihe kleiner Spiegel ersetzt, die reflektieren das Licht direkt in die Augen. Die Objekte durch Licht sollen um wahre Tiefe, kamen und gingen von Fokus, wie ein reales Objekt vielleicht zu erreichen.

Die Catch-22 ein breites Sichtfeld

Um wirklich immersive, virtueller Realität muss zeigen Ihnen, was vor Ihren Augen ist – aber auch was auf die Seite von ihnen ist. Das Problem? "Je größer das Sichtfeld desto empfindlicher sind Sie in Bewegung," sagt Frank Steinicke, Professor an der Universität Hamburg, die 24 in einem Oculus Rift als Experiment Stunden.

Immer sehen etwas an den Rändern Ihrer Vision fliegen? Und zwar deshalb, weil Ihr periphere sehen vor allem auf Bewegung reagiert. Erfassung der Bewegung in der Peripherie ist der Schlüssel zu einer immersiven Erfahrung, aber damit auch erfassen es genau ist der Schlüssel zu einer nicht ekelerregend immersive Erfahrung. Peripheres Sehen geht tatsächlich über eine eigene Wege in Ihrem Gehirn, getrennt von denen von Ihrem zentralen Sehens verwendet. Es scheint eng mit Ihrem Sinn für räumliche Orientierung integriert werden.

Weil peripheren und zentralen Vision so anders arbeiten, bedeutet tatsächlich, dass ein großes Sehfeld, das welches beides beinhaltet, eigentlich zwei Arten von Problemen zu lösen muss. Ein Flimmern, das ist nicht spürbar direkt vor Ihren Augen wird störend in Ihr peripheres sehen.

Navigieren in virtuellen Raum oder Reisekrankheit erhebt wieder sein hässliches Haupt

Selbst in einer Welt mit perfekten Motion-Tracking und Null Latenz haben wir noch Reisekrankheit. Und das heißt: Es ist eine zusätzliche Hürde zu schaffen eine realistische Erfahrung in virtuellen Räumen.

Dies geht zurück auf das Missverhältnis zwischen den Bildern, die wir sehen und die Bewegungen, die wir empfinden. Wenn Sie einen Charakter mit einem Joystick in eine immersive virtuelle Umgebung steuern, geht es immer um ein Missverhältnis sein. Der einzige Weg um ist es perfekte 1:1-Bewegung in der realen und virtuellen Welt, die heißt physisch zu Fuß eine Meile, wenn euer Charakter eine Meile Fuß. Das wird ziemlich verflixt unpraktisch, wenn Sie in Ihrem Wohnzimmer spielen möchten.

Eine Lösung ist einfach game-Design, das ist das genaue Thema ein 53-seitige Oculus Best Practices Guide. Zum Beispiel, wenn Menschen in ein virtuelles Cockpit gesetzt werden, sie können still sitzen und fahren oder fliegen um mit weniger Seekrankheit – wie Autofahren in der realen Welt. Aber dies ziemlich offensichtlich negiert den Spaß von einem wirklich interaktiven VR-Erlebnis.

Es gibt auch die Möglichkeit der Verwendung von omnidirektionalen Laufbänder. Eine noch mehr faszinierende Idee wird umgeleitet zu Fuß, die nutzt der Tatsache, dass unser Orientierungssinn nicht perfekt ist. Beispielsweise startet die Menschen versuchen, in einer geraden Linie in der Wüste zu gehen natürlich im Kreis gehen. Studium an der USC und der Max-Planck-Institut unter anderem fanden Menschen subtil verleiten stieß werden können, die sie, in einen größeren Raum herumlaufen, als sie tatsächlich sind.

VR als das ultimative Neuroscience-Experiment

Virtual-Reality-Unternehmen ihrerseits sind uns bewusst, dass ihre Technologie nicht gerade bereit für die Primetime ist. Oculus hat nur seine PChardware als "Developer Kits" veröffentlicht, und das Release-Datum für eine Consumer-Version schwimmt noch vage in der Zukunft. Andere Produkte gibt es jetzt, wie die Samsung Gear VR und Google Pappe, aber VR litt vor allzu hohen Erwartungen, und seine Fans sind vorsichtig wieder geschieht.

Zuzugeben, dass es ungelöste Neurowissenschaften Probleme mit VR gibt bedeutet nicht, dass die Technologie zum Scheitern verurteilt ist. Stattdessen bedeutet es etwas viel faszinierender: verstehen, warum virtuelle Realität nicht um uns zu täuschen könnte zu einem besseren Verständnis für die exquisite Komplexität des menschlichen Gehirns führen. Oder, wie Cronin ausdrückte, "der Oculus Best Practices Guide auch die tiefgreifendste Sache jemals geschrieben auf sensomotorischen angewandte Neurowissenschaft."

Und weiter, am Horizont immer ausgefeilteren VR-Technologie könnte drastisch ausbauen machen wir in Neurowissenschaften Experimente. Zum Beispiel hat William Warren, Professor für Kognitionswissenschaften an braun, räumliche Navigation untersucht, indem man Menschen in virtuellen Umgebungen mit Wurmlöcher. Grobe Formen der virtuellen Realität für Mäuse, Fruchtfliegen und Zebrafisch sind bereits ein gemeinsamer Bestandteil der neurowissenschaftlichen Forschung.

Das Gehirn absichtlich verwirrend, lernen wir wie es in normalen Situationen funktioniert. Und wir nur könnte einige tolle Spiele aus ihm heraus, zu bekommen.

Bild oben: Igorrita/Shutterstock

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