[论文解读] Rotation Blurring: Use of Artificial Blurring to Reduce Cybersickness in Virtual Reality First Person Shooters

Pulkit Budhiraja, Mark Roman Miller+2 more|arXiv (Cornell University)|Oct 6, 2017

Virtual Reality Applications and Impacts参考文献 12被引用 71

一句话总结

旋转模糊（RB）在VR FPS游戏的旋转输入过程中应用统一的高斯模糊，以降低 cybersickness，个体结果不一，但对高度眩晕个体有显著好处，且症状出现延迟。

ABSTRACT

Users of Virtual Reality (VR) systems often experience vection, the perception of self-motion in the absence of any physical movement. While vection helps to improve presence in VR, it often leads to a form of motion sickness called cybersickness. Cybersickness is a major deterrent to large scale adoption of VR. Prior work has discovered that changing vection (changing the perceived speed or moving direction) causes more severe cybersickness than steady vection (walking at a constant speed or in a constant direction). Based on this idea, we try to reduce the cybersickness caused by character movements in a First Person Shooter (FPS) game in VR. We propose Rotation Blurring (RB), uniformly blurring the screen during rotational movements to reduce cybersickness. We performed a user study to evaluate the impact of RB in reducing cybersickness. We found that the blurring technique led to an overall reduction in sickness levels of the participants and delayed its onset. Participants who experienced acute levels of cybersickness benefited significantly from this technique.

研究动机与目标

• 在VR游戏的旋转移动期间减少 cybersickness（眩晕病）。
• 开发一种低开销的基于渲染的解决方案，能够集成到现有工作流程中。
• 评估在旋转时的屏幕空间模糊是否能缓解眩晕且不需要对游戏进行修改。

提出的方法

• 将 Rotation Blurring 实现为在 Unity3D 中对旋转输入应用的着色器基础高斯模糊。
• 使用鼠标加速触发 RB，设定最小阈值和连续 5 帧运动要求。
• 仅在旋转移动期间使 RB 生效，不在瞄准或其他小幅度移动时启用。
• 将视线向量与枪口瞄准耦合，同时允许独立的头部移动以保留颈部舒适度。
• 在两次会话的被试内研究中使用 Oculus Rift DK2，对比 RB 与 NRB。

实验结果

研究问题

• RQ1 相比于在 VR FPS 旋转时不使用模糊，Rotation Blurring 是否能降低报告的 cybersickness（基于 SSQ 的总病症评分）？
• RQ2 哪些参与者从 RB 中获益最大，以及在何种条件下 RB 会延迟 cybersickness 的发生？
• RQ3 RB 对沉浸感和游戏过程中的感知干扰有何影响？

主要发现

• RB 将样本中平均 Total Sickness 从 51.36（NRB）降至 42.14（RB），但统计上并非显著（p = 0.19）。
• 十五名参与者中有八名在 RB 下病症下降，三名无变化，四名上升。
• 基线眩晕更高的参与者（G1）显示出显著的下降（G1 的 RB ΔTS = -28.51）。
• 基线病症较低的参与者（G2）获益很少甚至无益（G2 的 ΔTS 约 +12.82）。
• RB 延迟了 cybersickness 的发生，启用时症状随时间的增加更为平缓。
• 事后反馈表明 RB 可以被察觉但并非高度分散注意力，对沉浸感的感知影响很小。