張羽雙,唐大均,李聰英,陳沈鋒,張曉怡,曾錦惠,賴科林,潘銳
(惠州衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院,廣東 惠州 516025)
虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual reality,VR)技術(shù)是指通過計(jì)算機(jī)模擬一個(gè)三維空間虛擬世界,通過使用交互設(shè)備如頭戴顯示儀、交互手柄、音樂播放器進(jìn)行實(shí)時(shí)信息輸入與輸出,提供視覺、聽覺、觸覺等多感官的模擬,讓使用者如同身臨現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景并可與虛擬空間內(nèi)事物進(jìn)行互動(dòng)[1]。VR技術(shù)在游戲領(lǐng)域成果頗多,典型代表如Beat Saber:是一款VR音樂節(jié)拍、節(jié)奏動(dòng)作游戲,玩家跟隨著舞曲揮動(dòng)手中的光劍,劈砍前方飛來的發(fā)光箱子,箱子有不同顏色、箭頭、飛行速度,玩家可根據(jù)自身情況選擇游戲難度。此游戲推出后大受歡迎,參與玩家眾多,登頂Steam全庫評(píng)價(jià)暢銷榜Top10。本研究選擇VR游戲Beat Saber,通過讓正常人參與Beat Saber游戲,探討其對(duì)短期視覺功能的影響,為臨床診療此類癥狀提供一定的依據(jù)。
1.1 一般資料。選擇某大學(xué)同一年級(jí)大學(xué)生25名,男10名,女15名,年齡19~21歲,平均(20.15±0.46)歲,球鏡屈光度數(shù)≦1.00DS,柱鏡屈光度數(shù)≦0.50DC,雙眼屈光差異小于等于1.00D且單眼矯正視力≧5.0(1.0)。受試者均未接觸過VR技術(shù)應(yīng)用,平日無眼部不適癥狀,排除眼位及眼球運(yùn)動(dòng)異常、立體視異常及各種眼部器質(zhì)性病變。
1.2 研究方法
1.2.1 環(huán)境及VDT設(shè)置參數(shù):環(huán)境設(shè)置:在7 m×6 m的房間內(nèi),環(huán)境照明為6個(gè)40W日光燈源。VDT設(shè)置:采用HTC VIVE頭戴式設(shè)備。雙AMOLED屏幕,對(duì)角直徑3.6吋;單眼分辨率為1080×1200像素(組合分辨率為2160×1200像素);刷新率:90 Hz;視場(chǎng)角110°。
1.2.2 試驗(yàn)方法:受試者晨起后不接觸手機(jī)、電腦等電子產(chǎn)品,于早上8:30到達(dá)檢查室,進(jìn)行游戲前檢查,所有檢查項(xiàng)目由同一檢查者完成。項(xiàng)目含病史詢問、裂隙燈檢查、客觀驗(yàn)光、主觀驗(yàn)光、使用調(diào)節(jié)視標(biāo)(字母)測(cè)調(diào)節(jié)近點(diǎn)及集合近點(diǎn)、Titmus立體圖查立體視、Von Graefe法確定遠(yuǎn)近距離水平隱性斜度、Risley旋轉(zhuǎn)棱鏡測(cè)遠(yuǎn)近距離水平聚散力、隱斜法測(cè)AC/A、Flipper拍測(cè)調(diào)節(jié)靈敏度。完成上述檢查后,受試者休息10 min,完全屈光矯正后玩Beat Saber游戲1 h,立即復(fù)行上述檢查、記錄結(jié)果[2]。
1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。本研究采用SPSS 21.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,各項(xiàng)視功能參數(shù)前后對(duì)照分析采用配對(duì)t檢驗(yàn),P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 VR游戲前后受試者水平隱性斜度、調(diào)節(jié)近點(diǎn)、集合近點(diǎn)變化。遠(yuǎn)近距離水平隱性斜度測(cè)定:遠(yuǎn)距離14名受試者為正位眼,11名表現(xiàn)為不同程度外隱性斜視,近距離4名受試者為正位眼,21名表現(xiàn)為不同程度外隱性斜視。VR游戲前后受試者隱性斜視幅度皆無明顯改變(P>0.05);調(diào)節(jié)近點(diǎn)、集合近點(diǎn):受試者調(diào)節(jié)近點(diǎn)在VR游戲前后差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),調(diào)節(jié)近點(diǎn)的在VR游戲后減小,意味著受試者調(diào)節(jié)幅度在游戲后增大,此趨勢(shì)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異;集合近點(diǎn)未見明顯改變(P>0.05),見表1。
表1 VR游戲前后受試者水平隱性斜度、調(diào)節(jié)近點(diǎn)、集合近點(diǎn)變化
2.2 VR游戲前后受試者水平聚散力變化。遠(yuǎn)距離水平聚散力測(cè)定:遠(yuǎn)距離的BI破裂點(diǎn)、BO破裂點(diǎn)在VR游戲前后差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),游戲后受試者遠(yuǎn)距離正負(fù)融像性聚散力增加。遠(yuǎn)距離BI恢復(fù)點(diǎn)、BO模糊點(diǎn)、BO恢復(fù)點(diǎn)在VR游戲前后差值無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);近距離水平聚散力測(cè)定:近距離BI模糊點(diǎn)、BO模糊點(diǎn)、BO破裂點(diǎn)、BO恢復(fù)點(diǎn)在VR游戲前后差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),VR游戲后受試者近距離集合(BO側(cè))能力呈普遍減弱趨勢(shì)。近距離BI破裂點(diǎn)、BI恢復(fù)點(diǎn)游戲前后差值無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),見表2。
表2 受試者VR游戲前后水平聚散力變化(±s)
表2 受試者VR游戲前后水平聚散力變化(±s)
時(shí)間 遠(yuǎn)距離近距離BI破裂點(diǎn) BI恢復(fù)點(diǎn) BO模糊點(diǎn) BO破裂點(diǎn) BO恢復(fù)點(diǎn) BI模糊點(diǎn) BI破裂點(diǎn) BI恢復(fù)點(diǎn) BO模糊點(diǎn) BO破裂點(diǎn) BO恢復(fù)點(diǎn)游戲前 8.57±2.64 5.5±1.85 9.29±3.59 18±5.16 7.86±3.39 13.29±2.69 18.43±3.6 13±2.16 14.71±8.38 21.14±8.3 13.57±5.16游戲后 10.86±3.24 5.14±2.12 10.29±5.5920.57±5.29 9.43±3.95 10.93±4.5319.29±4.6814.71±3.5510.14±5.73 18±7.66 9.86±4.56 t -3.36 0.92 -0.82 -3.96 -1.54 2.77 -0.85 -1.11 2.73 2.39 3.12 P 0.02 0.39 0.44 0.01 0.17 0.03 0.43 0.31 0.03 0.05 0.02
2.3 VR游戲前后受試者AC/A、調(diào)節(jié)靈敏度、立體視變化。調(diào)節(jié)性集合與調(diào)節(jié)比值(Accommodation convergence/accommodation,AC/A):計(jì)算法得出AC/A。VR游戲前后受試者的AC/A分別是(5.08±0.86)和(5.28±1.26),對(duì)比無明顯變化(P>0.05);調(diào)節(jié)靈敏度:囑患者雙眼注視眼前40cm處的20/30視標(biāo),利用±2.00D反轉(zhuǎn)拍測(cè)量,患者閱讀的視標(biāo)清晰時(shí)立即報(bào)告并翻轉(zhuǎn)鏡片,如此循環(huán),測(cè)量時(shí)間為1 min。+2.00D加-2.00D負(fù)為1循環(huán),記錄循環(huán)次數(shù),即為調(diào)節(jié)靈敏度。VR游戲前后受試者的調(diào)節(jié)靈敏度無明顯變化(P>0.05);立體視銳度差值:使用Titmus立體視圖譜進(jìn)行檢測(cè),檢查患者在眼前40 cm處能正確識(shí)別的最小視差,即為立體視銳度差值。VR游戲前后受試者的立體視銳度差值分別是(52.86±14.96)’和(51.43±14.64)’,對(duì)比無明顯變化(P>0.05),見表3。
表3 受試者VR游戲前后AC/A、調(diào)節(jié)靈敏度、立體視變化(±s)
表3 受試者VR游戲前后AC/A、調(diào)節(jié)靈敏度、立體視變化(±s)
時(shí)間 AC/A 調(diào)節(jié)靈敏度(周期/min) 立體視銳度(’)游戲前 5.08±0.86 5.00±3.59 52.86±14.96游戲后 5.28±1.26 5.33±3.39 51.43±14.64 t-0.59 -0.61 -0.42 P 0.58 0.57 0.69
視頻終端如電視、電腦、手機(jī)等工具可引起視疲勞、干眼癥、眼部脹痛、燒灼異物感、視物模糊、眼眶痛等眼部癥狀,稱為視屏終端(Visual display terminal,VDT)綜合征。研究發(fā)現(xiàn),視屏終端有著與書本等界面不同的性質(zhì),其光照強(qiáng)度和刷新頻率及眩光效應(yīng)等均可對(duì)調(diào)節(jié)產(chǎn)生一定的影響。本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖峭ㄟ^研究VR游戲?qū)σ暪δ艿亩唐诘挠绊懀接慥R技術(shù)是否和傳統(tǒng)視屏終端一樣引起VDT綜合征[3]。
本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)受試者在VR游戲后調(diào)節(jié)近點(diǎn)減小、遠(yuǎn)距離正負(fù)融像性聚散力增加,前后比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),從結(jié)果而言,VR游戲可以短期視功能產(chǎn)生正面的影響,游戲后用戶的調(diào)節(jié)幅度(等于調(diào)節(jié)近點(diǎn)距離的倒數(shù))、遠(yuǎn)距離正負(fù)融像性聚散力得到改善。同時(shí),受試者VR游戲前后近距離BO側(cè)能力差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),因BO棱鏡會(huì)引起人眼內(nèi)聚,故而游戲后BO側(cè)數(shù)值下降意味著人眼內(nèi)聚能力下降,即用戶近距離集合的能力減弱,結(jié)合近距離隱斜量差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)的結(jié)果,得出受VR游戲影響,受試者可能會(huì)出現(xiàn)集合不足的一系列表現(xiàn)。和傳統(tǒng)視頻終端不同,VR技術(shù)中視覺主要通過VR眼鏡獲取,VR眼鏡主要的配置為內(nèi)含的兩個(gè)凸透鏡,通過計(jì)算機(jī)模擬出基于不同場(chǎng)合的視覺體驗(yàn)以及在局部空間構(gòu)建出畫面深度感知,在使用者大腦視覺系統(tǒng)中形成一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)視場(chǎng)。VR眼鏡內(nèi)含兩個(gè)凸透鏡的設(shè)計(jì)與眼科檢查及訓(xùn)練斜弱視工具同視機(jī)有異曲同工之妙:鏡片裝置模仿了人眼向遠(yuǎn)處注視時(shí)自然狀態(tài),使用者經(jīng)過凸透鏡看到的事物感覺上來自無限遠(yuǎn),即眼球接收到的光線是平行的[4]。市場(chǎng)上通行的VR無論價(jià)格高低,為保證用戶體驗(yàn)感,皆采用了眼部包裹式設(shè)計(jì),即VR眼鏡盡量與面部貼合、減少周邊光線入眼,追求在用戶全視角、全視野范圍內(nèi)僅由VR眼鏡顯示屏提供光線刺激,這正是VR眼鏡能提供讓人以假亂真視覺體驗(yàn)的重要原因。
由于VR眼鏡設(shè)計(jì)的特殊性,人們?cè)谶M(jìn)行VR游戲時(shí),多不能察覺VR眼鏡內(nèi)顯示屏存在,人眼不再是注視固定距離的某個(gè)物體,而是著眼于虛擬世界內(nèi)的遠(yuǎn)近不同、大小各異的事物,注視距離多變。Beat Saber游戲中,受試者看到前方不斷有發(fā)光箱子朝自身飛來,注視物皆是由遠(yuǎn)及近的運(yùn)動(dòng)過程,人眼不斷重復(fù)由遠(yuǎn)距離到近距離注視的過程,這也許正是受試者的調(diào)節(jié)幅度(等于調(diào)節(jié)近點(diǎn)距離的倒數(shù))、遠(yuǎn)距離正負(fù)融像性聚散力得到改善,同時(shí)近距離集合的能力減弱的原因——VR技術(shù)和傳統(tǒng)視頻終端不同的視覺體驗(yàn)減少了電子產(chǎn)品對(duì)視功能不良影響,因?yàn)锽eat Saber游戲特點(diǎn),人眼需要不斷重復(fù)掃視、注視、追隨等動(dòng)作,鍛煉人眼的能力,其過程與眾多的視功能訓(xùn)練方法關(guān)節(jié)點(diǎn)不謀而合,所以VR游戲后遠(yuǎn)距離的部分視功能有所改善,同時(shí)由于使用后眼球疲勞程度上升,所以需要眼球繼續(xù)做工的近距離集合能力減弱。
綜上所述,VR游戲會(huì)給短期視功能帶來一定的影響,這種影響有很可能是正面的,但遠(yuǎn)期效果未知。事實(shí)上,已有少量研究提示VR游戲也許用于改善近視[5]和治療弱視[6]。比起傳統(tǒng)的視功能訓(xùn)練方法枯燥無趣、計(jì)算機(jī)弱視訓(xùn)練可能引起VDT綜合征等問題,VR游戲在使用過程中只要注意加入合適的休息周期,配合使用合適的程序,不失為良好的訓(xùn)練方法。