Почему в VR кажется, что ты реально там

Ты надеваешь шлем, и через полминуты твой рассудок точно знает: ты стоишь в комнате, на голове гарнитура, никакой пропасти под ногами нет. А тело не верит. Ладони потеют, шаг тормозит, сердце частит. Это и есть эффект присутствия — момент, когда мозг начинает обращаться с виртуальным миром как с настоящим.

За 8 минут разберём по косточкам, как это работает: из каких обманов восприятия собирается ощущение «я реально там», почему виртуальный обрыв пугает взаправду и почему чужие руки в шлеме ощущаются своими. Никаких формул, только понятные механизмы и опыты, которые учёные ставили десятилетиями.

Мы в «НЕРЕАЛЬНОСТИ» каждый день видим этот эффект вживую: как гость делает первый осторожный шаг и как через минуту забывает, что он в зале ТЦ. Если хочешь получать такие разборы про виртуальную реальность и идеи для отдыха, загляни на сайт парка и загляни в наши соцсети — выкладываем новое там регулярно.

Что такое эффект присутствия простыми словами

Вкратце: присутствие — это когда ты знаешь, что мир вокруг ненастоящий, но ведёшь себя так, будто он настоящий. Учёные раскладывают его на два обмана: «я тут» и «это правда происходит».

Присутствие (по-английски presence) — ключевое слово всей виртуальной реальности. Британский исследователь Мел Слейтер, один из главных учёных в этой теме, делит его на две независимые иллюзии.

Первая — иллюзия места (place illusion), ощущение «я нахожусь здесь». Слейтер формулирует её так:

«Иллюзия места — это иллюзия нахождения в месте, показанном в виртуальной реальности (“быть там”), несмотря на твёрдое знание, что это не так».
— Mel Slater, Frontiers in Virtual Reality, 2022

Вторая — иллюзия правдоподобия (plausibility illusion), ощущение «то, что вокруг происходит, происходит на самом деле». Кубик катится тебе под ноги, персонаж смотрит именно на тебя, и внутренне ты в это веришь, хотя разумом понимаешь: это пиксели.

Когда включаются обе иллюзии сразу, происходит главное: человек реагирует на виртуальные события всерьёз, хоть и точно знает, что это выдумка. Именно поэтому в шлеме можно взвизгнуть, отшатнуться или замереть — тело отвечает раньше, чем рассудок успевает напомнить, что бояться нечего.

Почему мозг вообще верит картинке

Вкратце: мозг и в обычной жизни не получает готовую реальность — он собирает её из сигналов органов чувств. Виртуальная реальность просто подсовывает ему согласованные сигналы, и он строит из них мир.

Кажется, что глаза работают как камера: что видят, то и есть. На деле мозг постоянно строит модель окружения и сверяет её с тем, что поступает от органов чувств. Он всё время предугадывает, что будет дальше, и подправляет картину, когда предсказание не сошлось. Виртуальная реальность встраивается ровно в этот механизм: датчики ловят движение головы, а изображение мгновенно перестраивается под новый ракурс — именно так, как мозг и ожидал бы в жизни.

Психофизиологи из Университетского колледжа Лондона показали любопытную вещь: когда человек чувствует себя присутствующим в цифровом мире, у него включаются те же участки мозга, что и при восприятии обычного пространства — дорсолатеральная префронтальная кора, островковая доля и миндалевидное тело. Для мозга разница между «настоящим» и «убедительно смоделированным» оказывается куда меньше, чем нам кажется.

«Центральная нервная система беспрерывно осуществляет фоновую проверку достоверности окружающего пространства».
— Оливер Синглтон, Айкатерини Фотопулу, UCL

Пока эта фоновая проверка не находит грубых нестыковок, мозг спокойно принимает виртуальный мир за рабочую версию реальности. Как именно шлем рисует эту картинку и почему она объёмная, мы подробно разобрали в статье как устроен VR-шлем.

Пять чувств, которые включаются одновременно

Вкратце: сила присутствия зависит от того, сколько органов чувств получают согласованный сигнал. Чем больше каналов совпадает, тем крепче обман.

Один из пионеров виртуальной реальности Джарон Ланье сформулировал принцип просто: везде, где на теле есть датчик — глаз, ухо, кожа, — система должна дать этому датчику подходящий сигнал, чтобы собрать целостный иллюзорный мир. Присутствие тем сильнее, чем больше чувств удаётся согласовать между собой:

1. Зрение — отдельная картинка на каждый глаз даёт объём и глубину, широкий обзор захватывает боковое зрение.
2. Слух — пространственный звук подсказывает, что источник шума за спиной или сбоку, и голова сама поворачивается на него.
3. Осязание — вибрация контроллеров и отдача при выстреле или касании добавляют физическую плотность.
4. Вестибулярный аппарат — орган равновесия во внутреннем ухе отслеживает наклоны и повороты головы и сверяет их с картинкой.
5. Проприоцепция — «мышечное чувство», ощущение, где сейчас твои руки и ноги без взгляда на них.

Фокус в том, что мозг собирает эти сигналы в единую картину одним махом. Совпали каналы — получается цельный мир; разошлись — присутствие рассыпается, о чём поговорим ниже.

Присутствие — это, по сути, и есть тот самый «вау», за которым идут в VR-парк. В «НЕРЕАЛЬНОСТИ» на это работает всё сразу: VR-квесты с полной свободой движения, шутер-арена, где ты бегаешь по залу ногами, и 9D-шаттл с подвижной платформой и ветром в лицо. Хочешь ощутить эффект присутствия на себе — загляни в парк.

Главный секрет — движение: когда мир отвечает на твой поворот головы

Вкратце: сильнее всего мозг убеждает отклик мира на твои движения. Повернул голову — и вид сдвинулся ровно так, как ждало тело.

Мел Слейтер называет это естественными сенсомоторными связями. Смысл в том, что в шлеме ты воспринимаешь мир так же, как в жизни — через собственное тело: поворачиваешь голову, наклоняешься, тянешься рукой, заглядываешь за угол, и картинка отвечает на каждое такое действие.

«Восприятие в VR идёт через естественные сенсомоторные связи: человек воспринимает мир, используя своё тело по тем же правилам, что и в физической реальности — поворачивая голову, наклоняясь, протягивая руку, заглядывая за объекты».
— Mel Slater, Frontiers in Virtual Reality, 2022

Вот почему одна лишь красивая графика присутствия не даёт: решает отзывчивость мира. Если между твоим движением и обновлением картинки проходит заметная задержка, тело мгновенно чувствует подвох, и иллюзия трещит. Поэтому в VR так важны быстрая реакция системы и свобода ходить по залу ногами: чем честнее мир отвечает на движения, тем глубже погружение.

Почему виртуальные руки ощущаются своими

Вкратце: мозг определяет «своё тело» по совпадению того, что он видит, с тем, что чувствует. Совпало — и он готов признать своей даже нарисованную руку.

Есть знаменитый опыт с резиновой рукой, который поставили ещё в 1998 году исследователи Ботвиник и Коэн. Настоящую кисть человека прячут, рядом кладут резиновую и одновременно водят кисточкой по обеим. Через минуту-другую мозг начинает воспринимать резиновую руку как собственную: если по ней замахнуться, человек отдёргивается. В виртуальной реальности работает тот же трюк, только рука — виртуальная.

Учёные раскладывают чувство собственного тела в VR на три части:

• Владение — «это тело принадлежит мне».
• Управление — «я двигаю им сам».
• Расположение — «я нахожусь там, где находится это тело».

Когда виртуальные руки повторяют твои движения без задержки, все три части складываются, и ты перестаёшь замечать границу между собой и аватаром. Отсюда и рефлекторные жесты в шлеме: люди пытаются опереться на виртуальный стол или убрать ногу с виртуального края.

Эксперимент с пропастью: почему ноги не идут в пустоту

Вкратце: в классическом опыте человека ставят перед виртуальным обрывом. Почти все обходят край по стеночке, а пульс подскакивает — хотя каждый знает, что пола под картинкой достаточно.

Это один из самых наглядных опытов в теме присутствия, его называют «комната с ямой». Человек оказывается в виртуальной комнате, посреди которой зияет провал глубиной около 18 метров, а пройти нужно по узкому мостику над ним. Физически под ногами ровный пол. И всё равно почти каждый участник крадётся вдоль стенки, боится ступить на мостик и переживает настоящий стресс.

Учёные измеряют этот стресс приборами. Оказалось, что изменение пульса — надёжный показатель того, насколько сильно человек «поверил» в виртуальный мир: чем реальнее он ощущается, тем заметнее скачет сердечный ритм. Тело выдаёт присутствие раньше, чем человек успевает сказать о нём словами.

Смешное и важное здесь одно: участник всё время знает, что ямы нет. Разум не обманывается ни на секунду. А тело реагирует всерьёз — в этом и вся суть эффекта присутствия.

Когда иллюзия ломается: рассинхрон и укачивание

Вкратце: присутствие держится на согласии органов чувств. Стоит глазам и вестибулярному аппарату сказать разное — и вместо погружения приходит тошнота.

У медали есть обратная сторона. Если картинка показывает, что ты несёшься вперёд, а орган равновесия во внутреннем ухе твёрдо знает, что ты стоишь на месте, мозг получает два противоречащих сообщения. Такой конфликт он трактует привычно — как сбой в организме, и включает защиту в виде тошноты и головокружения. Это состояние называют киберболезнью, и это ровно тот же механизм, из-за которого укачивает в машине или на корабле.

Хорошая новость в том, что современные шлемы, быстрые системы отслеживания и продуманные сценарии сводят этот конфликт к минимуму. Чаще всего дискомфорт возникает от дешёвого оборудования с задержкой картинки или от резких искусственных перемещений. Подробнее про безопасность и самочувствие в шлеме мы писали в разборе вредно ли VR для зрения.

От чего зависит сила присутствия

Вкратце: погружение собирается из нескольких настроек сразу. Проседает одна — и весь эффект слабеет, поэтому в хорошем VR важно всё вместе.

Присутствие не берётся из одной волшебной детали. Это сумма условий, каждое из которых добавляет достоверности. Вот главные из них.

Обрати внимание: половина пунктов — про технику, а половина про то, насколько ты сам увлечён. Захватывающий сценарий и азарт держат присутствие не хуже мощного железа: когда ты сосредоточен на цели, мозгу просто некогда сомневаться в реальности мира.

Как испытать эффект присутствия на себе

Вкратце: прочитать про присутствие — это одно, а почувствовать, как тело реагирует на виртуальный мир, можно только в хорошем шлеме с полной свободой движения.

Домашние очки за пару тысяч дают лишь бледную тень эффекта: узкий обзор, задержки, ты сидишь на стуле и никуда не идёшь. Целиком присутствие раскрывается там, где сходятся сильное железо, свобода двигаться и продуманный сценарий. Именно поэтому в клубе ощущения совсем другие, чем дома, — подробнее об этом в сравнении VR-шлем домой или в клуб.

В «НЕРЕАЛЬНОСТИ» (Казань, ТЦ XL) присутствие работает на полную: беспроводные шлемы, зал, по которому бегаешь ногами, VR-квесты с командной механикой, шутер-арена и 9D-шаттл с подвижной платформой. Первый шаг обычно осторожный, а через минуту гость уже уворачивается от виртуальных препятствий всем телом. Хочешь проверить, как твой мозг обманется, — выбирай формат и приходи.

Частые вопросы

Вкратце: коротко отвечаем на то, что чаще всего спрашивают про присутствие и виртуальную реальность.

Эффект присутствия одинаково сильный у всех? Нет, восприимчивость разная. Кто-то ныряет в иллюзию с первых секунд, кому-то нужно освоиться. С опытом присутствие обычно наступает быстрее.

Можно ли к нему привыкнуть и перестать чувствовать? Острота новизны притупляется, но базовый механизм никуда не девается: тело продолжает реагировать на виртуальный обрыв или неожиданную атаку, даже когда ты уже опытный игрок.

Это безопасно для психики? Для здорового человека — да. Короткая VR-сессия воспринимается мозгом как яркая игра или фильм. Главное — разумная длительность и перерывы, особенно у детей.

Источники

• Slater M., Skarbez R. A Separate Reality: An Update on Place Illusion and Plausibility in Virtual Reality. Frontiers in Virtual Reality, 2022. https://www.frontiersin.org/journals/virtual-reality/articles/10.3389/frvir.2022.914392/full
• Botvinick M., Cohen J. Rubber hands “feel” touch that eyes see. Nature, 1998. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/9497289/
• Meehan M. et al. Physiological Measures of Presence in Stressful Virtual Environments. University of North Carolina, 2002. http://www.cs.unc.edu/techreports/02-034.pdf
• Внутри виртуальной реальности. Как работает эффект присутствия. Научная Россия. https://scientificrussia.ru/articles/vnutri-virtualnoj-realnosti-kak-rabotaet-effekt-prisutstvia
• Виртуальная реальность такая же «настоящая» для мозга, как физический мир (исследование UCL). iXBT Live. https://www.ixbt.com/live/science/virtualnaya-realnost-takaya-zhe-nastoyaschaya-dlya-mozga-kak-i-fizicheskiy-mir-psihofiziologi-iz-ucl.html

Виртуальная реальность цепляет именно потому, что убеждает весь организм разом — зрение, слух и чувство равновесия. Увидеть это на себе проще всего живьём: парк «НЕРЕАЛЬНОСТЬ» в Казани собирает VR-квесты, шутер-арену и 9D под одной крышей, а заодно проводит дни рождения и вечеринки под ключ. Выбирай формат и бронируй.