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. Мы поговорили 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.
И всё-таки я верю, что кто-нибудь что-нибудь придумает помимо телепортации. VR отлично подходит для хорроров от первого лица, стократ усиливает все ощущения. Будет жаль, если всё загнётся в итоге.
Если найдутся желающие, готов для них сделать диздок хоррора от первого лица, где главный герой - инвалид-колясочник.
http://jetx.online - наш проект. Еще до выхода consumer версий шлемов придумали такую механику перемещения. Оказалась очень эффективной, динамичной и комфортной. После 1ого раза все негативный ощущения полностью проходят у 95% людей
Ну это уже получилось у PSVR с игрой Farpoint, которую я не перестану всегда приводить в пример как эталонную на данный момент полноценную VR игру без всяких костылей вроде телепортов. В ней как раз перемещаешься нормально и безо всяких прыжков.
Статистика конечно большая не собиралась, но среди знакомых голова в нём кружилась только у одного человека, у которого она правда кружилась вообще в любом шлеме и любой VR игре.
А вы перемещене типа onward не пробовали?
RE7 без телепортации, в принципе при невысоких скоростях не укачивает.
В Onward говорят нормально реализовано, за счет довольно необычной системы управления. Но опять таки нормальный VR возможен только при полном трекинге как у HTC Vive.
https://www.youtube.com/watch?v=bNpNvzI71D0
Продублирую свой же комментарий из вк здесь:
Был один очень интересный и подающий надежды проект, но почему-то он затих - Virtuix Omni. Еще года 3 назад, смотря маркетинговые и геймплейные видео с ним, думал, что это будет лидер на рынке VR и мастхэв при покупке шлема, но что-то пошло не так...
На самом деле многие люди привыкают к укачиванию.
Просто уже позабылись те времена когда и без VR укачивало народ от DOOM/HL.
Геймер адаптировался.
Помню у меня в детстве кроме укачивания от шутеров еще сильно холодели руки до озноба.
Посмотрите ролики "Antilatency". Они утверждают что решили все проблемы с укачиванием (путем устранения задержки).
"Система, разработанная инженерами Antilatency, сводит на нет побочные эффекты виртуальной реальности, такие как тошнота, головокружение, шум в ушах и утомляемость глаз. Алгоритмы ALT предсказывают координаты пользователя на 30 миллисекунд вперед, что предотвращает запаздывание картинки в VR-очках и шлемах."
Комментарий недоступен
Комментарий недоступен
Аквариумы типа симов идеально работают в виаре, в случае же с движением мне кажется шлемы просто должны стать лучше. 240 герц и высокое разрешение снимут проблему с запутывание вестибулярки почти наверняка.
Оченьинтересно, что происходит в игре, когда игрок наклоняется и опускает голову до пола. Как себя ведут движки вверх тормашками ? Что происходит в мире игры, где игрок закреплет вертикально ? Наказывают ли игры за такое игроков ?
Не совсем то, но всё же:
Комментарий недоступен
Что-то я в него совсем не верю.
Откровенно говоря не разделяю этой шумихи вокруг VR. Меня обычное 3D напрягает (зрение плохое), а тут еще и шлемофон какой-то :)
У меня жена (носит линзы) не выносит 3D и у неё слабая вестибулярка, однако в PS VR сидя может провести час легко. На хорошо откалиброванном шлеме даже людям в очках нормально.
Меня почти всегда укачивает в VR когда я стою, однако сидя всё в порядке. Сложно/
Прелесть этой технологии играми не ограничивается это и моделирование, обучение, экскурсии и прочее. Что для игр, то VR нужно сначала добиться стабильности на протяжении всей игровой сессии без дропов и плюс ко всему, нужно избавиться от пиксельной сетки, а это от 8К разрешения и 144Гц. Сначала следует решить техническую проблему, а потом доводить до ума реализацию игрового контента. Ведь в большинстве случаев не понятно от чего дискомфорт или от низкого разрешения, FPS, стабильности, веса девайса и прочей технической составляющей, либо от неверного концепта игры, тайм-трекинга, FOVa, вещей на программном уровне.
От технических недостатков современных шлемов дискомфорт будет максимум у 1-3% наиболее предрасположенных к этому людей.
Я играл в VR только один раз — в Resident Evil 7. С момента, как сел, проиграл часа 3. Никакого дискомфорта или необходимости к чему-то привыкнуть не было вообще (ну, кроме того, что шлем PSVR — далеко не самое эргономичное устройство на планете, а цветопередача очень явно хуже, чем на ПК). Теперь я вот думаю. было ли это связано с медленным перемещением, наличием видимого тела Итана, моим развитым вестибулярным аппаратом (а он достаточно развит) или чем-то еще менее очевидным?
Вроде Antilatency разработали систему подавления головокружения.
https://www.youtube.com/watch?v=eBDWwzfw1O4
"Система, разработанная инженерами Antilatency, сводит на нет побочные эффекты виртуальной реальности, такие как тошнота, головокружение, шум в ушах и утомляемость глаз. Алгоритмы ALT предсказывают координаты пользователя на 30 миллисекунд вперед, что предотвращает запаздывание картинки в VR-очках и шлемах."