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游戏与健康专栏:探究3D游戏眩晕现象——转自小黑盒

上一期游戏与健康文章,跟大家浅谈了一下光敏癫痫在游戏领域的问题,但是患有此病的人并不是很多而且业界对光敏性癫痫也有了足够的认知,这次跟大家聊聊在游戏玩家领域更为常见但是并没有被深入探究过的一种现象。

相信很多盒友们都有过这种困扰,玩游戏一段时间后,会感到头晕,甚至恶心呕吐。这种现象通常被游戏玩家称为3D眩晕或者FPS眩晕。在医学领域认为这种现象是在各种运动刺激下机体出现的一种急性短期紊乱的疾病/症候群(标准:ICD-10国际疾病分类)。可以叫它晕动病,运动病,阵发性位置眩晕,阵发性运动眩晕(有专门的论文去分析这四种名称的使用规范性,)在这里我统一称为晕动病。根据权威医疗机构的调研,全球三分之一的人属于晕动病的易发人群。

导致晕动病的原因

按照病因与发病机制的不同,导致晕动病的原因有多种假说,分别是,耳石失重假说,神经递质假说,血液动力学改变假说,前庭敏感性过高假说(这是导致你晕车晕船的原因),神经不匹配/感觉冲突假说(你玩游戏头晕的原因)。针对游戏玩家这一群体,我在这里只解释神经不匹配/感觉冲突假说。

先来看看你的前庭构造

神经不匹配假说认为,人类的视觉、前庭、本体感觉系统的输入信息与中枢储存的经验信息不匹配。在中枢系统内有某种形式的储存记忆,同时 对上述三个系统输入的信息进行互相对照比较。在地面自然运动环境中,从各感受器来的输入信息与储存的“期望”信息一致,则反应正常。但如在新的或不熟悉的运动环境中, 输入信息与“期望”信息不一致, 即发生不匹配而引起晕动病。同时这种不匹配作用可改变储存的信息,成为一种新的信息联合,即储存信息重新排列。(该理论倾向于行为感觉经验与长期记忆中的不匹配)

感觉冲突假说则从人的三维空间定向建立在四种感觉输入的基础上 : ①感受重力和直线加速度的耳石信息; ②感受角加速度的半规管 信息; ③视觉信息; ④本体感受信息。在静止环境中和在地面自然运动环境中, 四种感觉器官存在协同作用, 即对身体 所处在的状态它们都向大脑传递一致的信息。但当身体处于某些运动环境中,它们传入中枢的信息有某些是畸变的空间定向信息,与原有的模式不同,各感觉器官传入的信息发生矛盾而产生冲突,致使协同作用受破坏,引起机体平衡系统功能紊乱而发生晕动病。(认为病因应归咎于视觉或前庭部分的感觉冲突)

在游戏环境下晕动病发病机制

当你在玩3D游戏时候,仿真的运动画面让你的有身临其境的感受,视神经发出的讯息传输给中枢神经,造成神经中枢认为身体在运动,而负责身体平衡的前庭感受器(半规管,椭圆囊,球囊)因为身体没有并没有进行变速运动,所以照旧发出身体静止的讯号给神经中枢。神经中枢同时收到静止与运动的信号,为了打破这一种荒唐的局面,神经中枢通过指挥大脑皮层(头晕)交感神经(恶心呕吐)副交感神经(面色苍白,心率加快),综合出现晕动病的种种症状。

(场景模拟,当你用一台很烂的电脑去玩孤岛危机的时候)

视神经:人动了,快报告大脑。

大脑:我怎么动了,我没下指令啊,算了动了就动了吧。

前庭感受器:别瞎说,半规管里面的耳石一直是静止的,人没动。

大脑:怎么一个说动一个说没动,我头好晕啊,算了给下面发指令不管动没动,都给我别动,别再出什么幺蛾子。

大脑皮层:老大都头晕了咱也头晕呗;交感神经:我TM吐了;副交感神经:. . . ……….

游戏画面设置与晕动症的联系

1.游戏帧数

由于临床上并未开展游戏帧数变化与晕动症发病之间联系性的研究,所以只能通过经验认为,通过控制游戏画面的帧数稳定性是可以防止晕动症出现的。因为虽然肉眼无法直接感受到游戏画面帧数的变化(除非是很严重的掉帧),但是细微的帧数变化尤其是经常性的跳帧会让视神经反复发出讯号从而诱导症候群的出现。而且平稳的帧数可以给你带来良好的游戏体验,不再给眼部增加负担。(这里点名批评逃离塔科夫的优化问题,镜内放大会掉帧,战斗场景会掉帧,场景内人物加载继续掉帧)

2.游戏视野范围FOV

人裸眼的视野范围是120度,而在游戏场景中一般表现100度以下的视野,也就是说在默认低FOV的情况下,人的眼睛专注于屏幕内,视野开始缩小,眼部捕捉动作与场景的变化的精细程度增强,因此如果长期出现画面剧烈变化,人眼不断捕捉动作信号,极有可能诱导晕动症发作。而较高的FOV屏幕的边缘场景会被严重拉伸,在转身等动作下人眼会接收到异于日常视角变化的扭曲变形图像。(典型代表游戏半条命2,默认视野范围仅有60,极容易导致晕动症发生)

3.追求逼真画质

前文讲了,由于逼真(这个逼真不见得有多真,笔者头一次玩现代战争2时候就发生了晕动症)的画质欺骗了眼神经误认为你在运动,通过关闭光线追踪降低网格精细化以及关闭抗锯齿等措施从而降低真实感,此外过亮的屏幕造成眼部疲劳也是诱发眩晕的因素之一。

4.垂直同步与动态模糊

垂直同步开启后,显示器画面各部分都能做到统一,避免游戏画面的割裂感,但是垂直同步会导致游戏帧数降低,画面的流畅度也随之降低所以需要玩家在游戏机能的前提下考量二者的取舍问题;

动态模糊则是建议关闭,在低帧数(60以下)情况下动态模糊开启后虽然画面流畅但是仍旧会给人以不适应的感觉(例如画面远景会出现严重的拖影),而在上百帧的情况下动态模糊会造成游戏画面出现迟滞感。但是具有争议的地方在于关于动态模糊,由于不同人对于画面变化程度感受的阈值不同,因此动态模糊在高帧数下导致的画面变化其实并不一定能够对眼部产生影响进而欺骗视神经

晕动症的防治问题

晕动症的发生其实是机体的一种自我保护机制,由于周围环境变化与神经系统发生冲突,机体认为自己进入了不稳定的状态进而通过一系列调节机制让身体停止运动。虽然脱离致病的环境是最为有效的方法但也是最消极的办法。目前防治晕动病的原则是减少冲突的感觉输入, 控制症状,加速运动环境的适应。

笔者在参考了航海医学等权威杂志后,提出以下的解决办法:

1. 前庭适应机制

如果你晕动症表现的严重却又真的很想玩游戏,就要持续接受游戏画面的刺激:,因为在一定条件下经长期或定期前庭刺激作用的人,其前庭反应可逐渐减弱, 这种现象为前庭适应( adaptation)或习服( habituation)。能否成功就取决于自身的意志力,但是如果你本身就患有消化系统,神经系统疾病那我还是建议你别玩游戏了。

2. 改变游戏环境

除了游戏画面的设置,屏幕外的环境布置也很重要,除了室内光线充足,还要考虑眼睛与显示器的距离和高低差的问题,在这里建议视线的水平线与显示器上边框对齐,这也是最佳的游戏视角,否则眼球长时间上抬高很容易造成疲劳。就像是你去看IMAX巨幕,坐在前排看完一场电影会很累。

3. 药物缓解

其实这是我最不想聊的东西,为了救急可以服用降低神经系统兴奋性药物,抗组胺药物和选择性钙离子拮抗剂(英国海军用的就是东莨菪碱和异丙嗪)但是为了打个游戏咱们犯不着去吃药。因为只要是药物就会有潜在的不良反应,并且对肝肾器官造成较大负担

4. 晕动症发生后的自救

立刻停止游戏,如果恶心呕吐表现的很厉害,可以试试按压 合谷,内关,足三里这三个穴位(具体位置自行百度,原理就是抑制交感神经和副交感神经的兴奋性减轻头晕呕吐的症状)

目前真的没有专门针对晕动症的药物 参考引用:

师绿红,郑军,王扬. 国际军事航空医学进展—第70届美国航空航天医学年会论文综述[ J] . 中华航空航天医学杂志,

龚锦涵,主编. 航海医学[ M] . 北京: 人民军医出版社,

Rine RM , Schubert MC, Balkany TJ. Visual - vestibular habituation and balance training for motion sickness[ J] .Phys Ther,

Staecker H, Li D, O' M alley BW Jr, et al. Gene expression in the mammalian cochlea: a study of multiple vector systems[ J] .Acta Otolaryngol

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  • 标签:数控技术毕业论文
  • 编辑:贾贵
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