近日,多伦多大学团队发布一项全新实验研究,证实虚拟现实环境会显著改变人体对自身躯体尺寸的感知,使用者在虚拟场景中会主观觉得自己体型更大,且这种感知偏差并不会在摘下 VR 头显后立刻消失,会短暂延续到现实空间判断中。该研究获得加拿大新前沿研究基金资助,为 VR 训练、医疗康复、沉浸式教学等场景的系统优化提供了关键理论依据。
本次实验核心目标,是量化对比人类在现实与等比例虚拟空间中,判断自身躯体与周边环境尺度关系的准确度。研究团队搭建了和现实尺寸完全一致的虚拟场景,让受试者操控和自身等大的虚拟化身,完成同一项测试任务:估算自身顺利穿过两根立柱之间缝隙的最小宽度。
对照实验数据清晰体现出统一规律:参与者在 VR 环境里预估的通行宽度,普遍大于现实场景下给出的答案。研究人员借用《格列佛游记》小人国情节形容这一现象,即便虚拟人物、场景比例未做任何修改,受试者却主观认为自己在环境中如同巨人,需要预留更多活动空间。
更关键的结论在于感知偏差具备延迟效应。在结束 VR 体验、取下设备回到真实空间后,受试者再次估算通行缝隙时,给出的数值依旧比体验 VR 之前偏高。科研人员解释,这说明短时 VR 体验会临时重塑大脑对 “身体 — 空间” 的感知校准机制,虚拟环境带来的视觉认知改变不会随设备摘除立刻恢复。
团队梳理出两类偏差形成的核心诱因。一方面,VR 内交互操作精准度不及现实,受试者会下意识预留冗余空间规避虚拟碰撞;另一方面,硬件层面的视觉畸变是根本原因,VR 头显存在辐辏调节冲突,带来深度压缩问题,视觉系统接收矛盾的景深信号,导致空间、缝隙在人眼中看起来比实际尺寸狭窄,进一步迫使人们高估自身所需通行空间。
这项成果具备极强产业与实用价值。当下 VR 已广泛用于职业实操训练、校园教学、肢体康复训练等场景,这类场景高度依赖精准的空间判断与肢体移动能力。但该研究警示,VR 自带的感知畸变会让使用者养成过度预留空间的行为习惯,这套在虚拟世界形成的判断策略,很难直接迁移到现实实操中,容易造成训练效果失真。
不过研究同时给出可行优化路径:通过算法对 VR 深度畸变做数学补偿校正后,受试者在虚拟环境中的空间判断结果,就能和现实中的真实身体尺度匹配。这为 VR 设备厂商指明改良方向,只要削弱、补偿视觉畸变,沉浸式训练的真实性、技能迁移效率都能大幅提升。
除此之外,研究团队还提出全新应用设想。针对存在身材焦虑、负面身体认知、运动自卑心理的人群,VR 可借助重塑躯体感知的特性搭建舒缓场景,通过虚拟化身互动逐步调整个体自我认知,为心理干预、运动康复开辟全新数字化思路。整体研究清晰证明,VR 并非完全复刻现实感知的理想模拟工具,只有补足视觉畸变短板,才能充分释放其在训练、医疗领域的应用潜力。