採訪｜泓君 文｜王晶
VR長期被低估已經成為一種常態。Oculus Quest的出現，帶來了VR的第二春。蘋果高管曾在內部會議中提到，VR/AR會在十年內取代iPhone；長期從事VR領域研究的本期嘉賓楊俊睿也認為，5年內，VR會替代計算機螢幕。
但在VR的基礎研究中，還有很多根本性的技術瓶頸沒有被解決。比起早幾代的VR頭盔，VR已經解決了人在不移動遊戲中的眩暈問題，這是《Beat Saber》這類爆款遊戲誕生的前提；但在一個移動的遊戲中，眩暈問題至今沒有被解決。
VR要迎來iPhone式的大爆發，還需要設計一套更適合VR的互動方式。
本期節目我們請到了斯坦福大學計算機系博士楊俊睿，將從基礎研究的角度為我們解答這些問題
本期嘉賓｜楊俊睿 ，斯坦福計算機系博士
以下是部分訪談精選
我帶著VR頭盔寫程式：VR將取代計算機螢幕
《矽谷101》
：你是從什麼時候開始花比較多時間的來玩VR遊戲的？
楊俊睿
：大概17年夏天，我有時候也會戴著Oculus Quest，用虛擬桌面，就可以把電腦桌面投射在Oculus Quest上使用。
《矽谷101》
：你現在怎麼互動？
楊俊睿
：就是滑鼠和鍵盤，因為電腦上程式不支援這些新的互動模式。光把VR當一個巨大的螢幕用，其實已經很好用了。
戴一個小時可能會覺得比較累。這個比較有意思，就是你坐在這兒會覺得累，但是你玩一個小時Beat Saber就不會覺得累。
另外一個問題就是解析度的問題，我用的是第一代的Oculus Quest，第二代Oculus Quest解析度已經高很多了。最近有一些新的Headset，惠普有一個新的裝置，他分配率比Quest2還要高，當然PiMax已經接近視網膜的解析度了。
《矽谷101》
：你帶VR寫程式，你會用多久？
楊俊睿
：我不會每天都帶著，有時候會試一試。一般用40 分鐘就很累了，會摘了用普通電腦寫。
《矽谷101》
：主要還是因為你現在用的裝置它不是最高的解析度。
楊俊睿
：對，還比較重。這兩個問題在未來都可以解決。
關於重量的問題，現在有一些裝置已經開始這麼做了，它把計算功能用一根線連到口袋裡，電池也可以放到口袋裡，裝置本身就輕了。
另外，現在已經有更高解析度的顯示器，只是由於價格問題，所以並沒有應用到所有裝置上。
不過
我認為VR程式設計是未來的必經之路，VR在將來一定會代替桌上型電腦
。我們在寫程式碼時，會希望進入到虛擬世界中，不被人打擾，VR可以實現這樣的體驗。透過VR可以同時顯示多個檔案，在現實中由於顯示屏的限制就做不到。
《矽谷101》
：如果說能把計算功能放在口袋裡的話，VR可以是一個很輕便的眼鏡。
楊俊睿
：是，但光學就是另一個問題，現在做的比較好的光學元件是個鏡子，後面是一個顯示屏，這就使VR眼鏡有一定厚度的。
想讓鏡片變薄，有研究使用類似AR的波導方式，用小投影儀導到鏡片上顯示影象，這樣眼鏡就薄，但現在還沒有辦法讓波導做的顯示器和人的視網膜解析度那麼高，不一定能實現人眼非常舒服的8K模式。
《矽谷101》
：你覺得VR取代計算機這天要多久到來？
楊俊睿
：5年之內。
VR的輸入和輸出都比計算機螢幕更強，它的顯示屏可以無限大。VR還提供了完全沉浸式的體驗，這就是桌上型電腦達不到的。
《矽谷101》
：所以你覺得它替代的是臺式電腦的顯示屏，不是電腦主機，不是膝上型電腦。
楊俊睿
：VR是個輸入輸出裝置，它並不直接繫結任何計算裝置，你可以使用電腦計算，也可以在VR裝置裡做計算。
《矽谷101》
：你可以把它去連線計算裝置，它只是一個顯示裝置。
楊俊睿
：他是一個輸入輸出裝置，控制器也屬於VR一部分。
現在更加時髦的就是手勢追蹤，如果你能把手完全追蹤了，就不需要鍵盤滑鼠了。
你有可能需要一個假的鍵盤滑鼠，讓你有感覺按了一個鍵的這樣一個鍵盤，因為它需要給你一個觸覺反饋。
VR短期內不能解決的問題是觸覺反饋，當你按下鍵的時候，會有一個力學反饋，當你用手橫著掃過鍵盤時，像打字需要摸J和F鍵的位置，會感受到紋理。這兩個都是比較重要的觸覺反饋，但目前VR很難實現。
《矽谷101》
：研究VR的輸入輸出，是在探究怎麼用不同的系統去欺騙人的感官認知，它就是騙你的眼睛、耳朵、手，它不停地欺騙你身體的各個器官，讓它誤以為VR中的物理世界是現實中的物理世界。
楊俊睿
：完全沒錯，
整個VR輸入輸出研究就是研究怎麼把你騙得更好，互動研究就是，當你完全被騙了之後處在虛擬世界中時，怎麼設計一套完全更加方便的互動方式。
如何解決VR的眩暈感？
《矽谷101》
：VR剛剛出來的時候，大家會覺得一戴就很暈，但現在VR裝置眩暈感已經很大程度上解決了，這是怎麼解決的？門檻高嗎？
楊俊睿
：
人耳朵裡有類似加速度計陀螺儀這樣的器官，我們平時用它來保持平衡，這就是為什麼你閉著眼睛也可以站在地上而不摔倒。
產生眩暈的原因是，加速度計陀螺儀裝置收到的資訊和眼睛看到的資訊不符。
舉個簡單的例子，我們用VR“坐過山車”容易暈，因為我們是坐在原地不動的，但看到的是快速運動和改變角度的影象，腦袋會認為應該收到一些運動的訊號，但耳朵裡的感測器沒有收到這樣的訊號，就會認為是不是吃了一些不該吃的東西，引起眩暈或嘔吐。
現在的裝置不容易造成眩暈的一個原因是程式的設計更好了，早期的VR程式設計沒那麼好。Oculus Rift的第一個開發者版本沒有任何側向追蹤，只有三個自由度的追蹤。也就是說，影象並不會隨著你頭的轉動而改變。
如果你帶著VR移動，你的感測器感受到了移動，但看到的影象並沒有動，這種不匹配就會直接導致眩暈
。
又或者，透過手動推動搖桿來旋轉視角，電腦上的射擊遊戲，比如CS Go就是這樣設計的，但現在VR程式幾乎不會這麼設計，因為旋轉是一個耳朵裡可以非常清晰感知的運動，現實沒有旋轉就會眩暈。
技術限制帶來的一個問題是，程式不可能只用一個視角，完全不動。如果程式設計一些動視角和你原來的視角不匹配，也會導致眩暈。
另外一個是
重新整理率的問題
。當重新整理率低時，影象不流暢，會有一些延遲，這就導致我們的頭部往左運動了，但影象需要過幾毫秒才動，移動越快，差距越大。對於比較敏感的人，就容易眩暈。
現在有兩個比較常用的解決方法：
一是不連續的轉
，比如在Rec Room遊戲裡，你轉動的時候往右按控制器，就會立刻旋轉90度，它並不是根據控制器移動的角度而轉動，而是
瞬間轉動
。
這樣的好處是，你的眼睛會感覺影象突然發生了切換，腦袋就不會覺得應該拿眼睛的影象和耳朵的比比是否一致，高階認知知道你旋轉了90度，但低階認知沒有認知到，就不容易眩暈。
《矽谷101》
：這就是為什麼我玩 Beat Saber 玩一個小時都不會眩暈，但是 Rec Room 我剛進去走到那個世界裡，就開始暈了。
楊俊睿
：
是的，這就是怎麼在VR裡進行移動的問題，現在還沒有人解決得非常好。
你的屋子可能只有3米×3米，但VR世界有100米×100米，總要做一個眼睛和耳朵裡的感測器感覺不一樣的動作。
剛剛提到的是瞬間移動是一種方法，另一個辦法是限制可視範圍。
瞬間轉移傳送的方式是一個不平滑的移動，但很多程式希望有平滑的移動，比如說打槍遊戲，那麼想提供一個很好的互動體驗，往往會限制可視範圍。
限制可視範圍的好處是，人識別自己移動方向很大程度上靠周邊的視覺，如果移動過程中，周邊的視覺被限制了，你感知到的速度就會變慢，就不容易產生眩暈感。
你剛才提到Rec Room ，我懷疑是因為它預設給你提供的主要是平滑移動的模式，雖然限制了周圍的可視範圍，有些人比較敏感，會產生眩暈。
圖/Rec Room遊戲介面
《矽谷101》
：Rec Room中的轉角，可能就是一個突然切換，但是如果我剛進去遊戲的時候，有一段路要自己走到門那邊去，我人實際上沒有移動，但我用控制手柄移動了，這就是我的認知沒有欺騙到我自己。
楊俊睿
：對，這就是你的影象和你耳朵裡的不匹配。
Beat Saber一點眩暈問題都沒有的原因是，你只有真的在屋裡做移動才會移動自己，而不是透過控制器移動自己，所以你看到的VR世界中物體的移動和感測器感知到的你的移動是完全一致的。
圖/ 捷克遊戲開發商 Beat Games 2018 年推出VR遊戲Beat Saber
《矽谷101》
：所以現在VR適合靜止類的遊戲和運動，並不適合大量跑動的遊戲。這是現在VR遊戲面臨的技術瓶頸。
楊俊睿
：可以這麼認為，目前移動確實會產生一些適應的問題，但是我覺得
也不一定是技術最終就能解決的問題，可能是一個最終會隨著時代的發展被解決的問題。
比如一些爺爺奶奶輩的家長看特別大屏的電視會產生眩暈感，因為螢幕足夠大也會產生“看到的東西在移動，但人靜止不動”這樣的問題，但這是可以適應的。
《矽谷101》
：這讓我想起如果我去看電影，坐在前三排就可能就會產生眩暈。當這個電影畫面在特別快速前進，我離畫面足夠近的時候，就產生了眩暈感。
楊俊睿：對，我想強調的就是，
眩暈感是可以透過反覆嘗試而消失的。過20年以後，當所有人小時候都是用VR/AR，就根本不用適應，從小就沒有這個問題。
《矽谷101》
：還有暈車是不是也是這個道理？
楊俊睿
：是這樣，就是暈多了就不暈了。我認為現在VR 移動最需要解決的是，不應該透過手部運動來調節腿部運動。有人還做了那種跑步機的VR，讓你的腿去做腿該乾的事，手做手該乾的事。
但實際上還是會有不匹配。在現實中你的頭沒有動，在虛擬世界中動了，好處是現實中你現在這種腦袋在上下動，你耳朵裡面的感測器收到的資訊非常複雜，就不那麼容易注意到頭沒有前後移動。所以眩暈的問題不是完全能透過技術解決的。
《矽谷101》
：你有玩過 VR Sandbox 嗎？玩遊戲的時候手和腳都要帶上 VR 感測器，它的遊戲場景挺多的，但不會眩暈。
圖/VR遊戲 Sandbox
楊俊睿
：正好提到了另一個VR 移動的方式。
前面提到的VR移動方式是快速不連續的傳送，或者說連續用推杆方式移動。還有一種可以認為是像Beat Saber一樣，是沒有特殊移動的方式。
具體來說，雖然只有一個有限的3米×3米範圍的區域，但我可以透過複用空間的方式，讓你感覺好像去了很多地方。如3X3米的房間被規劃成4個不同的房間，而每次你繞回原來那個房間的時候，房間已經發生了變化，這就意味著可以把無限多種類的空間，疊加在有限的空間之內。
這樣做的好處就是完全不眩暈，因為在任何位置，你的眼睛裡看到的和感知到的移動是一致的，但你的高階認知會有一點混亂。
在現實世界裡，你往前走三米，往左走三米，往右走三米，再往後走三米就回到原地了；你可以設計一個VR遊戲，往前走三米，往左走三米，往右走三米，再往後走三米，又到了一個不同的地方，一些人稱之為“非歐幾里得空間”。你可以設計一個“非歐幾里得空間”的VR遊戲，它可以有很大的空間，但是它的問題是會給人帶來一些疑惑。
如果你知道我要去隔壁的咖啡廳，我知道往前走往左走往右拐走100米就到了。但是在這樣一個非歐幾里得空間裡，除非有一個導航一樣的東西告訴你該怎麼走，否則你的腦袋是很難記住這樣一個疊加的很複雜的空間的。
VR世界中的互動方式
《矽谷101》
：VR現有的互動方式是什麼 ，未來可能還有哪些比較新的互動方式？
楊俊睿
：第一，語音輸入。有人在手機上做過實驗，發現語音輸入比打字更快，但目前語音輸入還有些問題，一是沒法輸入語料庫裡沒有的詞，打字可以強行輸入，可語音輸入不行。二是很難輸入符號，尤其打程式碼有很多符號，但很難用嘴把這些符號說出來。
我希望未來的程式是既可以說話也可以點選，而且我們每說的一句話都會影響介面，可以自由在兩種模態之間切換。
如果我需要快速地使用某些很複雜的功能，我就直接用語音，如果我需要非常精確的控制，如調節音量，我就可以直接按下按鈕。
《矽谷101》
：在學界的研究中還有什麼更具有想象力的輸入輸出方式嗎？
楊俊睿
：現在有很多人在做眼動追蹤的互動方式，它比按滑鼠還快，因為人的眼睛是校準過的，我想看左邊的一個單詞，一瞄就瞄到了。但它還不是特別準，每個人戴上眼鏡都需要花一段時間完成校準，而校準之後眼睛一動也不那麼準了。
另一個問題是，我們眼睛動是一個無意識的狀態，如果強行把它繫結到一個動作上，就會造成不適。比如我只想看一下這個字，並不想點選連結，但如果設定是看5秒鐘就會點選，我還沒看完字就變成點選連結的動作了。
還有人做的一個互動方式是，眼睛盯著連結旁的一個小球看才會觸發動作，這樣的好處是，眼睛需要做的是更加有意識的動作，也規避了準確度的問題。
《矽谷101》
：你自己在玩遊戲的過程中，有遇到過哪些讓你比較印象深刻的互動方式嗎？
楊俊睿
：我玩過RecRoom遊戲，在裡面加好友就只需要握手就可以了。
在普適計算裡，微信掃二維碼加好友就是一個很方便的方法，可如果想做到一個人和另一個人握手就可以加好友是非常難的。但是在VR世界裡，這就不是一個問題。因為VR系統知道一切情況，能感知到你跟對方握手了，你是想加好友。
《矽谷101》
：目前AR/VR還有很多技術上的問題，包括互動以及移動中的眩暈等還沒有被解決的問題。
楊俊睿
：其實VR硬體、軟體技術基本上夠用了，雖然眩暈、觸覺反饋等問題還沒有被很好的解決，但解析度已經足夠高、手勢追蹤也足夠好，是有很好的前景的。
從學術界看，主要問題就在互動，我們需要有足夠好的方式去設計適合VR使用的程式，有了這些程式，人們才會真的願意使用VR裝置。
AR還處於非常初期的階段，我個人認為和VR還差了10年發展時間。
VR距離iPhone式大爆發有多遠？
《矽谷101》
：Facebook在2014年收購Oculus的時候，大家對VR的期待值非常的高，但後來也經歷了一波技術的低谷期，但今年VR裝置好像又火了，關注的人越來越多了，開發商也越來越多了。你覺得為什麼今年VR會有一個爆發點？
楊俊睿
：有些人可能會覺得VR是新技術，但VR在一九七幾年就有了。VR和AR，人工智慧，都是每10年會有一波浪出現，我們知道這一定是未來，但技術好像常常實現不了。
裝置的運算效能和各種技術都成熟了一點的時候，就會有人開始搞研究，於是有很多進展，出現一波高峰。高峰會慢慢從學術界傳到業界和應用。
學術界來講，至少在人機互動領域AR/VR最近兩三年都是非常火的。你去人機互動互動的頂級會議裡，至少1/3的論文都是關於或者至少帶一點AR元素的。
《矽谷101》
：從你的角度，學術會議上，大家對 VR的和新型的互動方式討論越來越多，這個現象是從什麼時候開始的？
楊俊睿
：從15年到現在，每年都比去年很多，VR/AR的論文數，類似指數增長的這樣趨勢。
圖/電影《頭號玩家》劇照
《矽谷101》
：現在VR一個大進展是能提供解析度足夠高的一體機，這就意味著我們不需要再連手機了，上手使用也非常的輕便；另一個進展是在靜止狀態下解決了眩暈問題。這兩個進展，是這一波VR能誕生出一批應用和遊戲的原因。
楊俊睿
：你說的非常對。這波VR為什麼能有一些商業上的動作，就是Oculus Quest做得好。
Oculus Quest基本上可以被認為是，10年前所有的研究者想做，但根本不可能做出來的東西。它不需要連線顯示器、電腦這類裝置，是個一體的機器，消費者只要買一個裝置就可以實現這些功能。
過去做VR的人想實現的一切功能，頭戴顯示器，兩個手都是6自由度追蹤的，所以能實現完整的系統功能。從目前來講，Oculus Quest以及相似的一系列裝置都向市場證明了裝置硬體是成熟的，只需要開發合適的軟體。
現在這一波還沒有一個最合適的頂層設計，因為Oculus Quest還比較類似於iPhone之前的智慧手機。
目前設計VR的人還沒有把互動做得足夠好，不光頭戴式顯示器裡面的作業系統要做得足夠好，還要有足夠的程式介面和樣例程式。
在手機上，大家做的iPhone程式都一樣，是因為蘋果提供了一套開發者套件，用這個開發者套件開發出來的程式符合那些最優的設計元素，但VR還沒有一套那麼成熟的互動元素。
未來可能會有一個公司能夠想出一個非常合適的開發框架，可以提供給所有人，讓我們能夠像開發普通遊戲一樣容易地開發VR遊戲。
我認為這可能會在未來的5年內實現，硬體裝置和開發者套件同時作用才能夠真正讓VR進入每一個人家裡。
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