VR游戲對短期視功能的影響

張羽雙，唐大均，李聰英，陳沈鋒，張曉怡，曾錦惠，賴科林，潘銳

（惠州衛生職業技術學院，廣東 惠州 516025）

0 引言

虛擬現實（Virtual reality，VR）技術是指通過計算機模擬一個三維空間虛擬世界，通過使用交互設備如頭戴顯示儀、交互手柄、音樂播放器進行實時信息輸入與輸出，提供視覺、聽覺、觸覺等多感官的模擬，讓使用者如同身臨現實場景并可與虛擬空間內事物進行互動[1]。VR技術在游戲領域成果頗多，典型代表如Beat Saber：是一款VR音樂節拍、節奏動作游戲，玩家跟隨著舞曲揮動手中的光劍，劈砍前方飛來的發光箱子，箱子有不同顏色、箭頭、飛行速度，玩家可根據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全庫評價暢銷榜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。

1 資料與方法

1.1 一般資料。選擇某大學同一年級大學生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≦1.00DS，柱鏡屈光度數≦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技術應用，平日無眼部不適癥狀，排除眼位及眼球運動異常、立體視異常及各種眼部器質性病變。

1.2 研究方法

1.2.1 環境及VDT設置參數：環境設置：在7 m×6 m的房間內，環境照明為6個40W日光燈源。VDT設置：采用HTC VIVE頭戴式設備。雙AMOLED屏幕，對角直徑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；視場角110°。

1.2.2 試驗方法：受試者晨起后不接觸手機、電腦等電子產品，于早上8:30到達檢查室，進行游戲前檢查，所有檢查項目由同一檢查者完成。項目含病史詢問、裂隙燈檢查、客觀驗光、主觀驗光、使用調節視標（字母）測調節近點及集合近點、Titmus立體圖查立體視、Von Graefe法確定遠近距離水平隱性斜度、Risley旋轉棱鏡測遠近距離水平聚散力、隱斜法測AC/A、Flipper拍測調節靈敏度。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，立即復行上述檢查、記錄結果[2]。

1.3 統計學分析。本研究采用SPSS 21.0軟件進行統計分析，各項視功能參數前后對照分析采用配對t檢驗，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 VR游戲前后受試者水平隱性斜度、調節近點、集合近點變化。遠近距離水平隱性斜度測定：遠距離14名受試者為正位眼，11名表現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）；調節近點、集合近點：受試者調節近點在VR游戲前后差異有統計學意義（P＜0.05），調節近點的在VR游戲后減小，意味著受試者調節幅度在游戲后增大，此趨勢有統計學差異；集合近點未見明顯改變（P＞0.05），見表1。

表1 VR游戲前后受試者水平隱性斜度、調節近點、集合近點變化

2.2 VR游戲前后受試者水平聚散力變化。遠距離水平聚散力測定：遠距離的BI破裂點、BO破裂點在VR游戲前后差異有統計學意義（P＜0.05），游戲后受試者遠距離正負融像性聚散力增加。遠距離BI恢復點、BO模糊點、BO恢復點在VR游戲前后差值無統計學意義（P＞0.05）；近距離水平聚散力測定：近距離BI模糊點、BO模糊點、BO破裂點、BO恢復點在VR游戲前后差異有統計學意義（P＜0.05），VR游戲后受試者近距離集合（BO側）能力呈普遍減弱趨勢。近距離BI破裂點、BI恢復點游戲前后差值無統計學意義（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）

時間 遠距離近距離BI破裂點 BI恢復點 BO模糊點 BO破裂點 BO恢復點 BI模糊點 BI破裂點 BI恢復點 BO模糊點 BO破裂點 BO恢復點游戲前 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、調節靈敏度、立體視變化。調節性集合與調節比值（Accommodation convergence/accommodation，AC/A）：計算法得出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），對比無明顯變化（P＞0.05）；調節靈敏度：囑患者雙眼注視眼前40cm處的20/30視標，利用±2.00D反轉拍測量，患者閱讀的視標清晰時立即報告并翻轉鏡片，如此循環，測量時間為1 min。+2.00D加-2.00D負為1循環，記錄循環次數，即為調節靈敏度。VR游戲前后受試者的調節靈敏度無明顯變化（P＞0.05）；立體視銳度差值：使用Titmus立體視圖譜進行檢測，檢查患者在眼前40 cm處能正確識別的最小視差，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、調節靈敏度、立體視變化（±s）

表3 受試者VR游戲前后AC/A、調節靈敏度、立體視變化（±s）

時間 AC/A 調節靈敏度（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

3 討論

視頻終端如電視、電腦、手機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。研究發現，視屏終端有著與書本等界面不同的性質，其光照強度和刷新頻率及眩光效應等均可對調節產生一定的影響。本實驗目的是通過研究VR游戲對視功能的短期的影響，探討VR技術是否和傳統視屏終端一樣引起VDT綜合征[3]。

本實驗發現受試者在VR游戲后調節近點減小、遠距離正負融像性聚散力增加，前后比較差異有統計學意義（P＜0.05），從結果而言，VR游戲可以短期視功能產生正面的影響，游戲后用戶的調節幅度（等于調節近點距離的倒數）、遠距離正負融像性聚散力得到改善。同時，受試者VR游戲前后近距離BO側能力差異有統計學意義（P＜0.05），因BO棱鏡會引起人眼內聚，故而游戲后BO側數值下降意味著人眼內聚能力下降，即用戶近距離集合的能力減弱，結合近距離隱斜量差異無統計學意義（P＞0.05）的結果，得出受VR游戲影響，受試者可能會出現集合不足的一系列表現。和傳統視頻終端不同，VR技術中視覺主要通過VR眼鏡獲取，VR眼鏡主要的配置為內含的兩個凸透鏡，通過計算機模擬出基于不同場合的視覺體驗以及在局部空間構建出畫面深度感知，在使用者大腦視覺系統中形成一個虛擬現實視場。VR眼鏡內含兩個凸透鏡的設計與眼科檢查及訓練斜弱視工具同視機有異曲同工之妙：鏡片裝置模仿了人眼向遠處注視時自然狀態，使用者經過凸透鏡看到的事物感覺上來自無限遠，即眼球接收到的光線是平行的[4]。市場上通行的VR無論價格高低，為保證用戶體驗感，皆采用了眼部包裹式設計，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的重要原因。

由于VR眼鏡設計的特殊性，人們在進行VR游戲時，多不能察覺VR眼鏡內顯示屏存在，人眼不再是注視固定距離的某個物體，而是著眼于虛擬世界內的遠近不同、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光箱子朝自身飛來，注視物皆是由遠及近的運動過程，人眼不斷重復由遠距離到近距離注視的過程，這也許正是受試者的調節幅度（等于調節近點距離的倒數）、遠距離正負融像性聚散力得到改善，同時近距離集合的能力減弱的原因——VR技術和傳統視頻終端不同的視覺體驗減少了電子產品對視功能不良影響，因為Beat Saber游戲特點，人眼需要不斷重復掃視、注視、追隨等動作，鍛煉人眼的能力，其過程與眾多的視功能訓練方法關節點不謀而合，所以VR游戲后遠距離的部分視功能有所改善，同時由于使用后眼球疲勞程度上升，所以需要眼球繼續做工的近距離集合能力減弱。

綜上所述，VR游戲會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，但遠期效果未知。事實上，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]。比起傳統的視功能訓練方法枯燥無趣、計算機弱視訓練可能引起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，不失為良好的訓練方法。