德国VR技术模拟现实 使人感觉上变成动物的身体

来源:网络整理      2019-07-29 15:27:26      作者:张三丰

[导读]  变成一只老虎、一只蜘蛛、一只蝙蝠是什么感觉?  最新的虚拟现实技术,实现了这种可能。德国杜伊斯堡埃森大学的科学家们现在可以诱使你的大脑产生‘幻觉’,让你认为自己正住在动物的身体里。  这种

  变成一只老虎、一只蜘蛛、一只蝙蝠是什么感觉?

  最新的虚拟现实技术,实现了这种可能。德国杜伊斯堡埃森大学的科学家们现在可以诱使你的大脑产生‘幻觉’,让你认为自己正住在动物的身体里。

  这种‘幻觉’,来源于人类的一种认知错觉。

  20 世纪 90 年代,美国科学家做过一个著名的‘橡胶手错觉’实验。受试者的一只真手被藏起来,在面前的是一只假橡胶手。但当研究人员用刷子同时刷动假手和真手时,受试者会‘感觉’假手被刷,真手温度会下降。

  

▲ 图片来自:YouTube

 

  ▲ 图片来自:YouTube

  一段时间后,不碰真手只碰橡胶手,受试者也会‘感觉’到被触碰。

  其实这不难理解,大脑很容易被欺骗,所以我们才会产生视错觉、听错觉、触错觉。

  有一个很简单的例子:看演讲台上的人做报告,我们会觉得声音是从前边传来的,闭上眼睛就会发现,声音其实是从旁边的扩音器中来的。

  当后来 VR 加入其中,外部感觉刺激和身体内部反应的互动更强,虚拟就能变得更‘真实’了。

  譬如当人们戴上 VR 眼镜俯身时,可以看到自己变成猩猩的身体,当这个虚拟身体被戳时,自己的身体也会感觉同一个地方被戳。

  

▲ 图片来自:《猩球崛起》

 

  ▲ 图片来自:《猩球崛起》

  但是要实现全身幻象,还要让和真实身体完全不匹配的虚拟身体移动时,就很难了。

  长期以来,研究人员都以为只有在使用虚拟现实设备的特殊控制实验室中,才能感受到全身幻象。直到现在,埃森大学的 Krekhov 研究出了一种神经认知模型,能让视觉、听觉、触觉刺激扩展到整个肢体之中。

  同时,他们将虚拟身体和真实身体各个维度对等起来,包括对齐各个姿势的对齐、让各个身体部位连续起来等等,让人们足以产生拥有整个虚拟身体所有权的错觉。

  

 

  该团队主要集中研究了三种类型的虚拟身体,包括地上跑的四足动物——老虎,墙上爬的六足动物——蜘蛛,和天上飞的带翼动物——蝙蝠。它们的形状、骨骼、移动姿势都和人体完全不同, Krekhov 想以此探索我们获得虚拟身体所有权的极限。

  研究团队让 37 名志愿者参与了实验,除了 VR 眼镜,还在他们的手部、臀部和两个脚踝都放置了Vive 跟踪器,实现对全身位置的跟踪。

  接下来在虚拟环境中,当参与者‘变成’动物后,研究人员会首先从对应动物的视觉角度进行诱导,接着再同步听觉和触觉,就能补充大脑意识中感知不对称的部分。

  

 

  每个人变身动物后,能在虚拟世界体验 5 分钟,并能拖动里面的物体,包括箱子、架子、轮胎等等。

  结果发现,在每种动物的身体中,15 秒就能诱导参与者的大脑产生‘真实’的幻觉,参与者也能把自己身体和动作自然地映射进动物的身体。

  

其中,飞行动物蝙蝠是最受大家喜欢的虚拟对象:

 

  其中,飞行动物蝙蝠是最受大家喜欢的虚拟对象:进入虚拟环境后,我感觉自己变身为一只巨大的蝙蝠即将飞行,我的身体看起来也很逼真。

  但是如果能真的体验一下向前加速飞行会更好。

  

蜘蛛和老虎被提出了一些不足之处。

 

  蜘蛛和老虎被提出了一些不足之处。

  这两种动物的体验对参与者来说会有点疲惫,因为人们不得不跪在瑜伽垫上,而且各部位会出现一些对接不连贯的问题,比如变身蜘蛛者回头,可能会看到蜘蛛在他们身后,而且他们不能把身体和蜘蛛的每只脚对应;变身老虎的头部位置也产生了一些视觉扭曲:

  变身老虎后,我感觉我的前爪太短,比我的真实手臂要短,所以无法做出像老虎一样的威猛动作。

  

 

  所以开发更精确的人体跟踪设备、让人体和虚拟对象更好融合,以及解决 VR 环境中的眩晕问题,都是后续需要改进的地方。

  这项技术也将在我们未来的生活中发挥出更大潜力,比如娱乐、教育、培训等领域。毕竟完全拥有一个角色的身体,还可以有更多的想象空间。

  例如在教育行业,学生就能更成为事物本身,身临其境地踏入‘实地’感受和学习;在游戏中,玩家就能拥有更强的沉浸感,和更多非人类的有趣视角;日常生活中,编辑也能变身蚂蚁爬一爬,或许能在它不同于人类的二维视觉里找找灵感……

  当人可以变成任何生物,眼前的世界,或许又是一番新面貌了。

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