据悉，作为年轻人最喜欢的休闲娱乐方式之一，游戏得到了亿万用户的青睐。然而，连续长时间游戏对玩家的健康、尤其是眼部健康会带来负面影响，不恰当的游戏设计同样会加速眼疲劳导致近视。
在GDC2022演讲中，网易游戏用户体验研究中心的Yuling Su详细分析了视觉疲劳潜在的机制，并通过研究找到了导致视觉疲劳的常见因素，还给同行提供了对应的建议，帮助游戏策划调整关键参数，有效降低视觉疲劳的出现和影响。
研究分析
Yuling Su：
疫情让我们出行的时候担心生命健康，玩游戏也不例外，我们今天分享的内容就聚焦于玩家健康，很高兴分享我们研究玩游戏产生的视觉疲劳的调研成果。
今天主要包括以下几个内容：首先，我会介绍观看屏幕带来的视觉疲劳背景；在第二部分，我会谈到我们针对玩手机游戏产生的视觉疲劳所做的两个实验；最后，也就是第三部分，我会分享产生视觉疲劳的常见原因，并且为游戏策划提供一些避免视觉疲劳的游戏设计建议。
众所周知，长期使用数字屏幕会带来一系列症状，比如眼疲劳、头疼、视觉模糊、眼睛干涩等等，这也被称之为计算机视觉综合征（Computer Vision Syndrome）。
随着掌上游戏和头戴VR设备的流行，视觉疲劳如今已经成为了人们健康和玩家体验的真正威胁。很多报告也都表示，长期观看屏幕会导致眼疲劳。
我们也经常听到玩家反馈，在长期玩游戏之后感到眼部不适，那么，为什么有些类型的游戏更容易导致眼疲劳、而有些却不那么伤眼睛呢？游戏开发者也在尝试用多种方法环节玩家眼疲劳。由于用户体验研究中心的目标是为玩家提供更好的游戏体验，所以，玩家的眼部健康是我们很关心的事情。
我们想知道玩游戏如何导致了眼疲劳、又该如何对此进行缓解？
接下来，介绍我们为了研究玩手游带来的眼疲劳而进行的两个实验：
有效指标
对于案例研究1，我们的目标是建立一个评估工具，希望找到一个客观、容易实施的指标，而且我们希望它可以对不同事物进行比较。通过对文学的研究，我们找到了一些暗喻，第一是自我报告（self-report），它易于部署且能在不同事物间对比，但很明显这是个很主观的暗喻。
我们还发现了第二个，也就是验光测试，这是完全客观的，但却很难执行；还有一种方法是心理生理学方法，它完全满足了我们的要求。
因此，通过使用生理心理学指标，我们来衡量一些物理指标，比如心率、眼部移动等等，然后，我们用这些物理状态来反映他们的精神健康状态。在这次调研中，我们选择了两个视觉疲劳指标来预示眼疲劳。
我们用的第一个指标是CFF（Critical Flicker/Fusion Frequency，即闪烁融合频率），这是我们衡量眼疲劳的标准之一。下图左侧是我们测量CFF的设备，内部装有LED灯，眼睛可以看到LED展示，侧面可以调节闪光频率。
通过上面的动图我们可以看到，随着频率的提升，我们的眼睛会将它视为持续的，而一开始频率较低时则给人的感觉是一直在闪光。这就意味着，当闪光融合频率达到30HZ的时候，我们就感觉不到闪光，并将其认知为持续的。
我们可能会想知道，CFF作为视觉疲劳指标之一是如何运作的呢？我们来看一个例子：
在开始玩游戏的时候，我们的敏感度很高，意味着很容易识别微小的闪光频率，所以，至少要达到40Hz才能让我们的眼睛感知为没有闪光，低于这个数字就会被认为是有闪光的。随后，当我玩了两小时游戏之后，会非常累，我的眼部敏感度降低，也就是说不再能够精准感知到闪光，这时候，只要有35Hz就足够了。
这就意味着，通过玩游戏之前和之后的对比，我们就可以知道视觉疲劳的严重程度。如果CFF急剧降低，我们的眼睛就会觉得很累，如果不低于这个频率，眼疲劳可能就不会发生。
我们使用的另一个生物心理学指标是对比敏感度，也就是区分物体和背景的能力。传统测试对比敏感度的方法使用一张表，让字母颜色从黑色到灰色渐变。比如，当我不那么疲劳的时候，可以从背景中看到不那么明显的字母V；然而劳累的时候就看不到字母V，而是只能看到更高对比度的字母H。
除了生理心理学方法之外，我们还让玩家通过数字1-5来报告视觉疲劳症状的轻重程度。
总的来说，这次研究中的指标有三个，第一个是衡量时间敏感度的CFF，它可以识别玩家什么时候感到疲倦；第二个是对比敏感度，当一个人劳累的时候，他的眼睛只能看到对比度更高的字母；第三个是非常直接的自陈问卷调查。
这个过程是非常简单的，首先，我们让玩家玩游戏或者看视频20分钟，在暴露屏幕之前和之后，我们测量他们的CFF、对比敏感度，并邀请他们填写自陈问卷。最后，是对比测试前和测试后的结果，我们可以知道玩家的疲劳度有多高。
灰色柱展示了观看屏幕之前的CFF频率，需要注意的是，CFF的降低意味着玩家敏感度降低，我们就可以认为他们正在遭受眼疲劳。我们来看看结果，当体验游戏20分钟之后，CFF或多或少会有所降低。
我们得出的结果是，玩游戏带来的视觉疲劳并不一定比看电视/视频更高。我们还发现，FPS和竞速玩家眼疲劳比其它品类用户更严重。
我们还发现CFF、对比敏感度和自我陈述视觉疲劳之间有中等相关性，意味着CFF和对比敏感度对于视觉疲劳是有效的指标。
以下是这次研究的结果：在调查一开始，我们希望找到视觉疲劳的定量和真实指标，通过实验，我们发现CFF和对比敏感度是非常有效的指标。它们对游戏策划是很有帮助的，因为能够让你知道某个游戏内元素是否会导致视觉疲劳，比如在玩射击游戏的时候，玩家们在光线明暗度不同的房间里刷资源可能视觉疲劳度不同。
所以，我们可以分别对明亮的房间和昏暗的房间进行A/B测试，我们可以通过之前提到的三个指标，来看哪一个环境更容易导致视觉疲劳。
我们的测试结果显示，暗光线的房间更容易带来视觉疲劳，有了这个结果之后，我们就可以在游戏设计的时候对症下药，比如减少这类房间出现的频率、或者避免让玩家在这类房间投入太多时间。或者，我们可以调节亮度，给玩家提供更好的体验，降低玩游戏时的视觉疲劳。
在调查1当中，我们找到了视觉疲劳指标，CFF和对比敏感度都是非常有效的，自陈问卷也很有用。FPS和竞速游戏玩家更容易感到视觉疲劳。
深度了解视觉疲劳潜在机制
在第二个调查中，我们希望进一步了解视觉疲劳的潜在机制，并找到如何环节疲劳度的方法，因此我们选择了FPS和竞速游戏作为深度调研的对象，我们还引入了眼科测量方法。
通过查询文献，我们聚焦于三种验光学方法：第一，在玩游戏期间，人们很容易聚焦到屏幕上，他们眨眼的次数比平常低很多，这可能会导致眼疲劳。所以，我们用泪膜破裂时间（TBUT）指标来评估眼睛干涩度，TBUT缩短意味着可能会在游戏期间或者之后发生眼部干涩和不适感。
第二个指标与眼球的适应能力有关。我们可以看到，当聚焦于远处物体的时候，睫状肌就会松弛，晶状体呈扁平状；相反，聚焦于近处物体的时候，睫状肌会紧缩、晶状体变厚，长时间近距离观看屏幕会让睫状肌疲劳。
所以我们使用两个指标来评估这种症状，一个是前房深度（Anterior Chamber Depth，简称ACD），另一个是适应能力（AP）。这两种指标的变化反映了睫状肌可能比较累，有可能导致视线模糊。
在这个调查中，我们有三个衡量方法，第一个是验光学评估眼疲劳的TBUT，第二个是ACD，当眼球长时间聚焦近处物体，ACD就会暂时缩短，意味着睫状肌疲劳、需要休息。第三个是AP，它也和适应能力有关，眼球劳累的时候AP就会受到影响，图形就无法精准传递到视网膜，导致视线模糊。
通过这些指标，我们可以进一步了解人们玩游戏时候视觉疲劳背后的潜在机制。调查2的过程与前一次很相似，主要是让人们玩一小时游戏，然后对比测试前后的指标变化。
这张图展示了CFF和对比敏感度的差别，不出意外，在玩游戏之后这两个指标都受到了影响。需要注意的是CFF的降低和对比敏感度的提升，都意味着眼球在玩游戏之后感到疲劳，不过FPS和竞速游戏之间没有差别。
与之前调查一致的是，在玩游戏一段时间之后，TBUT时间有所降低，这个结果显示，玩一小时游戏之后，有可能发生眼睛干涩和眼部不适。
另一方面，ACD和AP仅在FPS游戏里受到影响，而竞速游戏则不会，意味着两个品类带来视觉疲劳的潜在机制可能有所差异。如图所示，调查结果意味着玩了一小时FPS游戏之后，睫状肌暂时疲劳，AP时间增加，意味着玩FPS游戏一小时之后需要更长的时间适应。
也就是说，玩FPS游戏之后，屈光力（refractive power）和晶状体聚焦能力都受到了严重影响。
第二个调查结果显示，不同品类的视觉疲劳原因也各不相同。首先，眼球在数字屏幕前的曝光时间对TBUT有着普遍的影响；比较特别的是，FPS游戏更容易让睫状肌疲劳，可能是因为这类游戏需要快速的眼球移动，以及频繁切换焦距远近，因此对ACD和AP影响较大。
在第二个调查中，我们用验光学方法进一步挖掘视觉疲劳背后的机制，FPS游戏或许与其它游戏品类不同，它需要大量的眼部运动、焦点切换、微小物体识别，有更高的视觉需求。因此，长期玩FPS游戏可能给视觉功能带来暂时的伤害。
另外，其它调查结果也发现，长时间看屏幕会导致眼部疲劳，哪怕是不玩FPS游戏。
给游戏策划的建议
通过我们的实验以及对文献的参考，我们总结了一些方法帮助游戏策划打造对眼球更友好的的体验。
导致视觉疲劳的常见原因
导致视觉疲劳的常见原因，第一个是高亮度。这里我们用生存游戏《明日之后》举例，Alpha测试期间，玩家们经常抱怨在游戏里下雨的时候感到眼疲劳。经过研究之后，我们发现原因是雨滴的密度和亮度都太高了，因此在正式发布版本中，我们降低了雨滴的亮度和密度以提升用户体验，玩家们给出了很高的反馈。
第二个原因是低对比度。很明显，在低对比度环境中，你很难找到或者看到有用的信息，比如左侧图片里的细节就没有右侧那么容易被注意到。如果对比度太低，玩家们就会在玩游戏的时候获得较为糟糕的体验，导致更快产生视觉疲劳。
另一个因素是FOV和镜头敏感度，尤其是在射击游戏里。下面这个动图展示了较窄的FOV和高敏感度镜头可以让玩家眩晕：
刚开始FOV是90度，看起来还可以接受，增加到140度之后，看起来更好、更流畅，如果是降到30度，就会让玩家感到晕眩。我们不会说永远不要在游戏里使用较窄的FOV，但在使用的时候一定要特别谨慎，因为比较高敏感度的镜头和低FOV，很容易导致眼疲劳，反之则可以给玩家带来更好的体验。
另一个与镜头相关的因素是稳定性，如动图所示，当玩家们体验游戏的时候，车子的位置并不总在同一个地方，当车速降低的时候，它离我们视线更近，加速的时候，车子离玩家更远。
位置与车速的关系可以通过这张图展示：
刹车的时候车离玩家最近，加速之后就会远离，这种技巧是经常使用的，主要是为了给玩家带来更强的空间感，大多数时候，它都不会给玩家带来视觉疲劳。
然而在其他游戏里，或者是比较极端的情况下，车的位置会发生非常突然且明显的变化，这会让玩家觉得车子在跳跃、游戏镜头不稳定、摇晃，这就会导致视觉不适。
当我们研发游戏的时候 怎么做才能避免视觉疲劳呢
我们的第一个建议，就是用比较有效率的指标做A/B测试。当设计新地图、增加新元素或者对游戏做出任何改变的时候，都可以通过A/B测试的方法找到影像视觉疲劳的因素，努力降低其带来的影响。
如之前提到的那样，CFF、对比敏感度以及自陈问卷是找到游戏内视觉疲劳bug很有效的指标，尤其是对比敏感度，你只需要一张对比敏感度对照表就可以做测试，尽早找到有风险的因素，努力消灭它们。
第二个建议，是为玩家提供定制化选项满足他们的偏好，比如亮度、FOV、镜头敏感度等调解选择，玩家们就更愿意去调节适合他们自己的参数。
我们还可以通过游戏间设置提醒，帮助玩家带来更好的体验。眼科医生建议20：20：20规律以防止眼疲劳，他们建议，当你盯住屏幕20分钟之后，应该看20英尺外的物体20秒钟。在游戏设计方面，当玩家长期游戏之后，我们可以给他们提供休息时间，尤其是儿童和青少年玩家。
另外，我们还可以根据游戏内容以及环境光来调节设备屏幕亮度、对比度，这会给眼球带来更好的体验。
总结
总的来说，我们谈到了CFF和对比敏感度是视觉疲劳非常有效的生理心理学指标，它们非常可观、容易执行，而且比较有对比性，在A/B测试中使用这些指标，可以帮我们识别视觉疲劳风险因素。
我们还谈到了导致眼疲劳的一些常见原因，比如亮度、对比度、不匹配的FOV和不稳定的镜头。
最后，当玩家们体验游戏的时候，我们也可以做一些事情，游戏内设定，比如提醒、自动亮度调节，都可以环节眼疲劳。
