Тошнота в VR
Как разработчики обманывают человеческий мозг.
Игры в виртуальной реальности создают эффект погружения, несравнимый с традиционными, однако у технологии остаётся ещё множество проблем: она требует большого количества вычислительных ресурсов, а VR-устройства пока не совершенны. Трудности для разработчиков создают также особенности человеческого организма. В частности, в виртуальной реальности люди могут испытывать тошноту.
Разработчики игр под VR по-разному рассматривают эту проблему: у них разные взгляды на её причины и на то, как нужно с ними бороться. Издание DTF поговорило с экспертом по системам взаимодействия в VR/AR Денисом Тамбовцевым, главой по разработке продукта в DVR Александром Лукичевым, сооснователем студии Beagle Games Рустамом Мирзахмедовым, а также с сооснователем MiroWin VR Михаилом Шкаредным и директором по развитию Fair Games Studio Вадимом Каиповым о том, почему по их мнению возникает тошнота в виртуальной реальности и на какие ухищрения они идут, чтобы от неё избавиться.
Причины тошноты
Виртуальная реальность «обманывает» мозг. Положение и движение человека в пространстве фиксируется вестибулярным аппаратом, находящимся во внутреннем ухе. Именно этот орган передаёт мозгу информацию о том, что происходит с телом в данный момент. Вкупе с информацией, получаемой другими органами чувств (в частности, глазами), мозг определяет, что нужно делать и чувствовать остальному организму.
В виртуальной реальности показатели вестибулярного аппарата и органов зрения разнятся, ведь человек видит движение, но тело остаётся в покое. Мозг воспринимает визуальную информацию как галлюцинацию, которую можно испытать при отравлении, а потому вызывает тошноту, чтобы очистить организм. Это явление называется кинетоз. Однако не всё так однозначно — причинами могут быть не только природные свойства организма.
Денис Тамбовцев, эксперт по системам взаимодействия в VR/AR, например, разделяет причины кинетоза на три блока: аппаратный, программный и индивидуальные аспекты.
Что касается оборудования, то текущие решения ушли далеко вперёд от своих аналогов из девяностых. Сейчас, при правильно выстроенной системе взаимодействия, можно добиться отличных результатов в решении вопроса для большинства пользователей. Но также есть и куда стремиться — время отклика, разрешение, поле обзора, трекинг зрачка, вес устройства, общее удобство его использования и тому подобное — всё это может в той или иной степени сказаться на ситуации с укачиванием. Простой пример — плохая эргономика некоторых «ноунейм» очков: если они плохо сидят на голове или просто плохо закреплены, то при резком движении изображение может смещаться относительно глаз, что в итоге может «укачать» пользователя.
В то же время подавляющее количество проблем с укачиванием в виртуальной реальности связано с плохо выстроенной системой взаимодействия и перемещения в VR-проектах. То есть это проблема плохого дизайна. Перехват виртуальной камеры, например, в кат-сценах или использование эффекта тряски, система управления, в которой нет синхронизации между реальным положением пользователя и виртуальным (в реальности человек сидит, а в VR сдвигается влево или разворачивается с помощью клавиатуры или геймпада) и многие другие примеры. К сожалению, несмотря на уже довольно большое количество различных гайдлайнов по выстраиванию комфортного опыта в виртуальной среде, многие разработчики повторяют одни и те же ошибки.
Индивидуальные аспекты находятся вне контроля создателей VR-очков и игр. Существуют индивидуальные особенности — заболевания, связанные с нарушением координации движения, обычное переутомление, недосыпание, наличие гриппа — аспекты, которые невозможно контролировать на стороне разработчика, но которые, как кажется, могут усиливать эффект укачивания. Есть и просто предрасположенность к обычному укачиванию. Но разработчики со своей стороны должны сделать всё возможное, чтобы создавать максимально комфортный пользовательский опыт, а существующей экспертизы и инструментов для этого достаточно.
Глава по разработке продукта в DVR Александр Лукичев, в свою очередь, также выделяет несколько основных причин возникновения ощущения тошноты в виртуальной реальности. Хотя, в основе, по его мнению, лежат физиологические особенности организма: в случае, если разработчики VR-игры сделают всё от них зависящее, большинство людей не будут испытывать дискомфорта.
Причина первая — движение взгляда (камеры) без ведома пользователя. А именно: положение и вращение камеры не синхронизовано с поворотами и положением головы наблюдателя. Это самая распространенная причина головокружения и тошноты. Именно этим приёмом осознанно пользуются создатели «американских горок», ограничивая длину сессии.
Причина вторая — высокий latency (задержка ответа программы на действия пользователя). И это не только связано с количеством кадров отрисовки графики, но также именно с точностью и скоростью работы датчиков, получением и обработка данных с их контуров. Возможна ситуация, что даже при высоком FPS есть вероятность столкнуться с головокружением, если перемещение графики отстает от физического перемещения головы пользователя. Это так называемый режим «резинки».
Кроме того, Лукичев выделяет ещё три ошибки, которые совершают разработчики и которые, в теории, могут привести к тошноте игрока.
- Несоответствие масштабов физического мира и виртуального. Если игрок великан или лилипут в VR, то вероятность головокружения и тошноты очень высока. Это непривычное (стрессовое) для пользователя состояние на которое организм так реагирует.
- Слишком резкое перемещение (мультипликация пространства) также с высокой вероятностью может привести к тошноте.
- Неправильное «искажение» пространства, которое привык видеть человеческий глаз
Сооснователь Beagle Games, занимающейся разработкой Treasure Hunter VR, Рустам Мирзахмедов, помимо особенностей человеческого организма и просадок FPS, указывает на ещё одну причину кинетоза в виртуальной реальности — недостаточную точность датчиков IMU, измеряющих положение устройства в пространстве.
Тошнота возникает из-за несоответствия отклика в виртуальном мире на поворот головы в реальном мире, на это может влиять точность датчиков (IMU). Так, например, при тестировании одной и той же игры, на одном и том же смартфоне и при прочих равных — в режиме кардборд, укачивает намного быстрее, чем при использовании билда под Gear VR. Последний использует свой собственный IMU от Oculus, встроенный в очки. На десктопных системах (Rift и Vive), помимо отслеживания поворотов головы, отслеживается ещё и её положение, благодаря чему несоответствие отклика практически исчезает и находиться в шлеме можно довольно долго.
Михаил Шкаредный, сооснователь MiroWin VR, выпустившей Guns & Stories: Bulletproof VR считает, что в кинетозе виноват лишь человеческий организм, а техника тут не при чём. При этом к диссонансу в виртуальной реальности можно привыкнуть.
Если вы, живя на суше, попадаете на качающуюся на волнах лодку, вы начинаете ощущать себя в чуждой среде. Она сильно непривычна вам, но организм диктует привычные ему нормы. Это и есть основной диссонанс. В виртуальной реальности мы можем видеть, как перемещаемся, но на самом деле остаёмся стоять на земле. Однако бывалые ребята с архипелагов с детства ходят на лодках. Для них эта среда вполне привычна. Нет, здесь технология ни при чём. Организм думает, что его обманывают. И он прав, но он свыкается.
Директор по развитию Fair Games Studio Вадим Каипов, помимо очевидного расхождения между видимым и ощущаемым человеком, указывает и на такие причины возникновения кинетоза как большое количество объектов в виртуальной реальности, а также лаги, возникающие из-за низкого разрешения изображения в очках.
Распространённость проблемы
По данным компании Unity, кинетозу в VR подвержены 40% людей. При этом результаты исследования Колумбийского университета говорят о том, что «укачивание» в виртуальной реальности испытывают 83% людей. Один из разработчиков шлема Oculus Rift Майкл Абраш, в свою очередь, говорил о том, что 60% населения способны приспособится к качке и лишь 20% людей испытывают её всегда.
То есть данные разнятся, как разнятся и взгляды самих разработчиков. Так, по информации Александра Лукичева, при первом использовании очков виртуальной реальности дискомфорт испытывают 10% пользователей. При повторном «погружении» уже более 5% из них чувствуют себя нормально. Отторжение VR, вплоть до рвоты и потери сознания, по словам Лукичева, возникает лишь у 1% игроков.
Вадим Каипов, в свою очередь, считает, что кинетозу подвержено большое количество людей.
Огромное количество, это показывает опыт на выставках. Когда мы предлагаем поиграть прохожим в нашу игру, они говорят что уже попробовали VR на другом стенде и им нужно время, чтобы отойти от этого. Приходится каждый раз объяснять, что скорее всего их двигали внутри очков, поэтому их и мутит, и что мы так не делаем. В итоге они соглашаются попробовать, а затем удивляются, что в VR может не тошнить и что можно всецело насладиться геймплеем и погружением.
В целом, разработчики в этом вопросе в основном ссылаются на свой собственный опыт и указывают на то, что всё зависит от конкретной игры. Денис Тамбовцев, например, отмечает, что почти не встречал людей, которых бы укачивало в играх «где качественно выстроена система управления и перемещения в виртуальном пространстве».
Впрочем, в MiroWin VR считают, что это дело привычки.
Чем больше человек подвержен приступам морской болезни, тем сложнее ему будет привыкнуть, но опять же, — это дело тренировки. Как сказал мне разработчик под VR: «Виртуальную реальность нужно принимать по 20 минут каждый день». Он прав. С практикой пропадет всякий дискомфорт, какой бы противоречивой человеческой природе ни была механика.
Методы борьбы
Чтобы избавиться от ощущения тошноты, разработчики прибегают к самым разным ухищрения. Кто-то считает, что если убрать перемещение в виртуальном пространстве, то и кинетоз сам собой пропадёт; кто-то выстраивает сцены определённым образом, фокусируя внимание игрока на каких-то конкретных предметах, а кто-то ловко играется с освещением и эффектами.
Денис Тамбовцев, Александр Лукичев и Рустам Мирзахмедов сходятся во мнении, что необходимо дать игроку «привязку» в пространстве — сделать статичный передний план, вроде кабины самолёта, шлема или даже носа.
Кроме того, разработчики рекомендуют уделить большое внимание перемещению пользователя в виртуальном пространстве. Вадим Каипов, например, советует вовсе отобрать у игрока возможность ходить, сосредоточиться на передаче его собственных движений (в чём может помочь HTC Vive) или использовать телепортацию. Денис Тамбовцев считает такой способ один из самых действенных в борьбе с кинетозом.
На текущий момент это один из наиболее эффективных вариантов решить вопрос с укачиванием при создании системы управления движением. Тем более интересно, что появляются проекты, где телепортация становится фичей в плане механики игры и уже не читается как какая-то полумера, компенсирующая отсутствие классического перемещения.
Михаил Шкаредный, при этом указывает на то, что перемещение не должно быть резким, иначе все преимущества телепортации в борьбе с тошнотой нивелируются.
В первую очередь нужно, чтобы ничего не происходило резко, либо мгновенно. Память человека «знает» законы физики, им нужно следовать. Если человек, в реальности стоя на месте, в VR резко полетит в сторону, он почувствует дрожь в коленях и в целом нехорошие ощущения. Нужно балансировать между реализмом и правдоподобием (многие эти понятия путают).
Денис Тамбовцев также отдельно отмечает игры, в которых присутствуют руки персонажа. При грамотной реализации этой механики она способна снизить укачивание. Он отмечает, что использование рук может быть оправдано, например, в космическом сеттинге, где игроку приходится отталкиваться от поверхностей, как в Lone Echo.
Игры, которым удалось побороть ощущение тошноты
Разные проекты по-разному воздействуют на человека. Некоторые разработчики особенно сосредотачиваются на борьбе с кинетзом. Так Рустам Мирзахмедов и Денис Тамбовцев отмечают успехи Eagle Flight от Ubisoft на этом поприще, хотя и указывают на разные моменты. Тамбовцев, например, говорит о сужении видимой области во время ускорений и поворотов, а Мирзахмедов считает, что «симулятор орла» не вызывает тошноты из-за большого статичного клюва птицы.
В целом, эксперт по системам взаимодействия в VR/AR отмечает, что с тошнотой хорошо справляются «популярные эксклюзивы для Oculus и топовые проекты в Steam VR».
Интересно, что такого нельзя сказать про Sony — в эксклюзивах для PSVR далеко не всегда можно встретить комфортное перемещение в пространстве, хотя это больше относится к самым первым релизам для платформы.
По словам Александра Лукичева в борьбе с кинетозом преуспели разработчики The Climb для Oculus CV1, Serious Sam и EVE Gunjack для HTC Vive, а также Until Dawn для PSVR.
Впрочем, не все считают, что игры вообще должны бороться с тошнотой.
VR-игре не нужно справляться с этой проблемой. Разработчики лишь должны убрать дискомфорт взаимодействия. На самом деле, чем лояльнее игра будет к пользователю, тем меньше она сможет ему дать. Потому что игрок ищет ощущений, технология разработана так, чтоб дать ему невероятное, но для его принятия нужно приложить определённые усилия.
Заметку прочитал внимательно, странное ощущение что дилеры новой наркоты на все лады расхваливают ее для людей, которые наркотики никогда не пробовали и не собираются, при этом сообщая что толи 20% толи 40% _тошноты_, это легкий побочный эффект, и поэтому надо просто собраться и жрать эту виртуальную самогонку "хотя бы 20 минут в день".
Ребята, ну кого вы дурите? Почему во сне или даже галлюцинации (разновидности сна) - у людей полное ощущение реальности происходящего, а Ваши VR очки это все равно что киянкой по голове ударить и считать звездочки и ждать пока изображение перестанет двоиться?
Может, потому что зрение и даже внутреннее ухо _вторичны_, это просто две синхронизированные видеокамеры разрешения 4000 на 4000 точек (вроде так) и гироскоп (грубо говоря) ... а единую картину собирает мозг?
Причем мозг, может не напрягаясь создавать картинку и аудио самостоятельно, стоит ему только накопить немного аудиовизуальных впечатлений.
Я думаю, со мной согласятся все те кто в детстве 12 часов бегал в шутер (любой), ложился спать, и еще 8 часов (уже во сне) продолжал бегать, прыгать и стрелять ... просто на инерции мозга, безо всяких VR очков и странном состоянии полусна-полуяви.
Такое хорошее начало статьи, так испорчено попыткам оправдать кривые VR заглушки для зрения/слуха, которые блин никуда не приведут, без того самого электрода в мозг, который уже 100 лет засаживают бедным подопытным животным.
P.S. По репликам, тов. Шкаредный таки лучше всех понимает тему. Возможно, вместе с его VR очками будут выдавать маленькую такую таблеточку, для полного погружения :)
Во сне мозг знает, что это сон и получает информацию не от органов зрения/слуха/гироскопов, а генерирует ее сам.
Если вам приснится, что вы едете в авто, вас вряд ли во сне укачает, а вот в реальности - запросто.
Насчёт «классических» игр, предполагаю, что тут дело в чрезмерной реалистичности происходящего. Есть эффект забавный, называется «зловещая долина», почитайте :)
Да там еще самое очевидное это вопрос со зрением, вот уже на этом этапе взрослых людей может остановить от использования VR.
Если кто не помнит, был такой "Лабиринт Отражений" тов. Лукьяненко в 1997 году, где автор (так-то, практиковавший ранее врач-психиатр) - с большим технологическим опозданием, буквально на примерах уровня Prince of Persia, рассказывал читателям, что картинка на мониторе (или пусть VR очках), не важна.
Важно, как мозг ее воспринимает.
В его книге донецкий программист случайно находит графический эффект (VGA или sVGA уровня, т.е. довольно простой, на уровне S3 Trio 64, предположим), который погружает мозг оператора в гипно-состояние, где достаточно простой "мультяшной" картинки для того чтобы мозг сам дорисовывал и додумывал ее до полномасштабной объемной реальности.
Там вроде еще и про то, что появляющиеся на экране буквы, в мозгу оператора произносят соотв. объемные "живые" персонажи.
При все фантастичности, я и тогда - 20 лет назад, и сейчас - вижу в этом и только в этом единственный вектор VR развития - работу с мозгом, а не с органами чувств.
Этот роман просто 10\10
Мозг воспринимает визуальную информацию как галлюцинацию, которую можно испытать при отравлении, а потому вызывает тошноту, чтобы очистить организм. Это явление называется кинетоз. Вот! Вот почему когда не нравятся люди или проект - говорят "меня тошнит от них"
https://youtu.be/4zUMSK8248s?t=2446
думаю вам могут быть интересны подробности связи между моралью и физиологией