多校联合团队开发“外围传送”技术缓解VR晕动症
减轻晕动症
（映维网Nweon 2025年06月16日）减轻晕动症可以提高虚拟现实的可用性并增加其采用率。最广泛使用的技术是动态视场限制，通过屏蔽用户视场的外围区域来减轻晕动症。然而，这种方法降低了虚拟环境的可见性。
针对这个问题，明尼苏达大学，中佛罗里达大学，德克萨斯州立大学团队提出外围传送，一种利用当前虚拟环境呈现的内容在用户周边视觉中创建静止帧（Rest Fram/RF）的新技术。
具体来说，外围区域是由一对RF camera渲染，它们的变换是根据用户的物理运动来更新。在平移过程中应用交替传送，或者在旋转过程中应用快速旋转，以令RF camera接近当前的视点变换。所以，RF camera产生的光流与用户的物理运动相匹配，创造了稳定的周边视图。
在一项受试者间研究中（N = 90），团队将外围传动与传统的黑色视场限制器和不受限制的控制条件进行了比较。结果表明，外围传送显著减少了不适，并允许参与者在虚拟环境中沉浸更长的时间。总的来说，相关发现表明，外围传送是一种很有前途的技术，VR从业者可以考虑将其添加到晕动症缓解工具集中。
在与虚拟环境交互时，移动是最常见的任务之一。真实行走效率更高，提供更高的临场感，但空间限制往往限制了它的应用。持续的虚拟运动通常使用手持控制器实现，并允许用户能够在没有相关物理限制的情况下导航，但通常会产生晕动症。
与虚拟平移相比，虚拟转弯尤其会带来更大的不适风险。个体对晕动症的易感性差异非常大，而目前的理论尚不能完全解释这一现象。
与连续的虚拟运动相比，离散视口控制技术，如瞬间移动和快速转弯，可以减少晕动症，但往往以用户迷失方向为代价。连续运动引起的不适感通常归因于虚运动产生的光流。
尽管光流在路径整合中起着重要的作用，但当虚拟camera的运动偏离用户的物理运动时，这同样会引起晕动症。幸运的是，不同的光流模式出现在视场的不同区域，而视觉系统以不同的灵敏度处理区域的光流。
外围光流在姿势控制和运动方向中起关键作用，而注视点光流主要用于感知运动方向。基于这一点，先前的研究人员引入了动态视场限制，以阻止虚拟运动中的周边光流并减少晕动症。
视场限制已成为虚拟现实应用中应用最广泛的晕动症缓解技术之一。尽管限制视场可以潜在地减少不适，但人为地减少视场可能产生负面影响。例如，更宽的视场可以增强沉浸感，改善深度感知，并提高任务表现。
其他视场操纵技术，如模糊和对比度降低，可以潜在地减轻晕动病，而不完全阻塞外围视场。然而，降低周边图像质量可能损害用户检测和响应周边刺激的能力。另外，研究还表明，模糊在减少晕动症方面效果较差，因为外围区域持续虚拟运动产生的一定光流会保留下来。
在这项研究中，明尼苏达大学，中佛罗里达大学，德克萨斯州立大学团队开发了外围传送，这是一种新型的晕动症缓解技术，它使用靠近用户的摄像头在外围创建静止帧（RF）。他们应用连续传送和快速转向，以保持它们接近用户的当前变换，并作为静止帧。离散的运动允许有意义的视觉内容在外围显示，而不会引入可能加剧晕动症的连续光流。
如图1所示，在虚拟移动过程中，外围传送在两个RF之间转换，这里用底部一行黑色camera图标表示为RF0和RF1。当虚拟移动开始时，RF1具有与头显相同的变换（位置和方向），而RF0的变换是根据当前虚拟运动速度和预先定义的传送时间间隔t来预测。
当用户在RF0和RF1之间移动时，用户camera外围的图像替换为RF0和RF1之间的线性插值。另外，RF0和RF1的局部变换都以与头显相同的方式更新，以便它们的渲染输出与用户的物理运动相匹配。
如图2所示，两个额外的静止帧camera RF0和RF1在主camera旁边渲染图像。各部件在虚拟环境中的位置如(f)所示。红色箭头表示用户的移动方向。图（a-c）为主camera、RF0和RF1的输出。静止帧(d)是对RF0和RF1 （b, c）渲染的图像进行线性插值。最后，外围传送用静止帧(d)的外围区域替换(a)的外围区域，产生如图(e)所示的输出。
为了评估这种技术，团队对90名参与者进行了一项研究，比较了外围传送、标准视场限制器遮挡相同外围区域和无限制控制条件。与视场限制条件和控制条件相比，外围传送条件下的参与者报告的不适程度更小，并且能够在虚拟环境中沉浸的时间明显更长。结果表明，外围传送是一种有前途的新型晕动症环节技术，可以作为常用视场限制条件的替代方案。
相关论文：Peripheral Teleportation: A Rest Frame Design to Mitigate Cybersickness During Virtual Locomotion
总的来说，，外围传送是一种新的RF设计，用于减轻使用连续虚拟运动时的晕动症。团队进行了一项被试研究，比较了外围传送、黑色视场限制器和控制条件。当使用外围传送时，参与者报告的不适感更少，并且能够在虚拟环境中沉浸更长时间。总之，外围传送代表了一种新的方法，虚拟现实从业者可以考虑将其添加到他们的晕动症缓解工具集中。
