虚拟现实 (VR) 与增强现实 (AR)

“沉浸式”并不指某一种设备、教学方法或治疗方式。

虚拟现实（VR）呈现模拟环境，通常通过头戴设备取代周围的视野。增强现实（AR）将数字信息叠加到物理世界的视野中。它可以显示在手机、平板电脑或头戴式显示设备上。扩展现实（XR）是涵盖这些方式的统称。¹

“混合现实”在不同产品中的用法并不一致；它通常强调空间锚定，以及数字对象与周围环境之间的互动。看到房间可能依靠透明光学元件，也可能依靠摄像头画面。无论哪种方式，都不能保证视野无遮挡且完全准确。

硬件质量很重要，但没有任何一个通用的分辨率或延迟指标能够描述所有头显。对于特定任务而言，佩戴贴合度、追踪效果、文字可读性、移动设计和应用本身，可能比醒目的规格参数更重要。研究论文中也可能将桌面模拟称为“VR”，因此务必确认参与者实际使用的是什么。

两个有用的概念是临场感，即身处所描绘环境中的感觉；以及能动性，即感到自己的行动会影响事件。以研究为依据的CAMIL模型提出，这些特征可能影响兴趣、动机、认知负荷和自我调节。它是理解学习的一种框架，并不能证明沉浸感会自动改善学习。²

沉浸感也可能与任务争夺注意力。学习者可能把注意力放在穿越场景、操作控制器或欣赏周围环境上。即使底层信息不准确或解释不充分，逼真的体验也可能让人感觉意义重大。

设想一个虚拟历史遗址。它可能帮助学习者理解规模和地理位置，但一份令人信服的重建仍应明确指出哪些内容有文献记载、哪些是推断得出、哪些属于艺术诠释。视觉上的真实感并不能消除对资料素养的需求。

一项涵盖35项实验的荟萃分析发现，与沉浸感较低的方案或传统对照相比，基于头显的沉浸式VR在学习方面平均具有小幅优势。但这一平均结果涵盖了不同的课程、学习者和研究设计；它并不意味着下一间教室一定会获得同样的提升。³

另一项系统综述指出了反复出现的局限：干预时间较短、对保持效果的评估有限，以及结果测量不一致。两篇综述都涵盖了较早一代的研究，但其核心评估问题仍然具有参考价值。⁴

问问实际比较的是什么

额外练习、更好的反馈、设计更周密的课程或更多教师关注，都可能独立于沉浸感而改善结果。将 XR 活动与一个可信的替代方案进行比较，并为学习者提供大致相同的时间和支持。一个引人入胜且设计良好的桌面课程，比什么都不做更有参考价值。

良好的教学并不是从戴上头显的那一刻才开始。在一项随机媒体与方法实验中，准备性教学提高了沉浸式条件下的即时知识和迁移得分。为学习者提供一份心理地图，有助于他们减少理解环境所展示内容时的额外努力。⁸

另一项实验通过将分段式 VR 观看与书面总结相结合，改善了学习效果。由于重新设计同时改变了这两项功能，因此无法证明其中任何一项单独导致了这一益处。但它确实支持一项实用原则：创造停下来、组织并解释的机会。⁹

1. 之前：明确学习目标解释相关概念和控制方式。展示成功的标准、暂停方法，以及可用的非头戴设备选项。
2. 过程中：让行动具有明确目的要求学习者进行比较、预测、观察或测试。删去会与问题争夺注意力的视觉装饰。
3. 活动之间：理解其意义邀请学习者进行简短解释、绘图或讨论。利用误解来指导下一项活动，而不是把完成任务视为已经理解。
4. 之后：在场景之外进行测试使用一个新的问题或实际任务，并在之后再次回到这一概念。记录学习成果以及参与过程中遇到的任何困难。

示例：理解一台旋转机器

先从一张标注主要部件的示意图开始。在模拟中，让学习者预测某个部件改变速度后会发生什么，然后查看结果。摘下头戴设备后，让他们使用另一张示意图解释其运作机制。之后可以提出一个问题，检验在没有原始视觉线索的情况下，他们的解释是否仍然成立。

这是一个教学示例，而不是经过验证的干预。它的价值在于明确呈现目标和评估方式。同样的方法也可以使用实体模型或桌面动画；只有当空间或互动功能能带来有用的额外价值时，才选择扩展现实（XR）。

一次具有治疗作用的体验需要临床依据、合适的参与者、经过验证的方案，以及在情况不顺利时采取应对措施的方法。

虚拟现实可以让某些情境更容易安排和调整。例如，在治疗恐高时，来访者可以在不必一开始就置身真实高处的情况下，接触经过精心设计的与高度相关的情境。目标是在模拟之外获得有用的学习成果并提高行动自由，而不只是忍受模拟中的不适。

恐高：针对特定干预的证据

一项涉及100名成年人的2018年随机试验发现，与常规护理相比，自动化、由虚拟化身引导的虚拟现实认知治疗项目能显著减少恐惧，而且效果在四周后仍然明显。该研究并未将其与同等强度的治疗师实施的治疗进行比较。它支持的是这一经过设计的干预，而不能证明任何令人害怕的虚拟现实体验都有治疗作用。¹⁰

焦虑性回避：一个不同的临床目标

gameChange 试验研究了 346 名患有精神病性障碍且因焦虑而难以外出的患者。在常规照护基础上加入支持下的 VR 治疗后，六周时回避和痛苦程度的平均改善幅度较小；到 26 周时，整个样本在主要自评结局上的差异并不显著。该治疗针对的是焦虑性回避，而不是对精神病性障碍的普遍治愈。¹¹

令人放松的自然场景可能令人愉悦，但平静的体验并不自动等同于治疗焦虑障碍或创伤相关困难。同样，沉浸式技术无法取代支持性关系，也不能解决现实生活中不安全的处境。

在临床使用前，应了解该项目针对什么疾病或状况、有哪些证据支持、由谁负责监督照护，以及有哪些替代方案。参与和停止都应继续是有意义的选择，而不应成为检验配合度的手段。¹²

不同的临床应用出于不同原因使用沉浸体验。操作期间的分散注意力体验，与为期数周的疼痛管理课程并不是同一种干预。卒中后的动作练习又提出了不同的问题。把它们合并成“VR 有效”这一说法，会丢失重要信息。

慢性疼痛：培养技能，而非虚拟治愈

2021 年，美国 FDA 授权推广 EaseVRx，这是一种特定的处方沉浸式系统，为患有慢性中重度腰痛的成人提供辅助性行为治疗。其预期结局涉及疼痛及其对日常生活的干扰，而不是修复潜在的脊柱疾病。这是对特定医疗器械的授权，并非对 VR 整体的批准。¹³

一项为期八周的随机研究发现，与模拟 VR 相比，该治疗项目在多项疼痛和疼痛干扰结局上有所改善。模拟组也有所改善。该研究采用了经过筛选的样本，并获得制造商资助，因此不应将基线到随访的百分比变化呈现为该治疗的比较效果，或对每位患者的承诺。¹⁴

卒中康复：究竟是什么在发挥作用？

2025 年《Cochrane》综述发现，与时长相近的替代疗法相比，VR 对某些结局有小幅益处，但不同结局的不确定性各异。将 VR 加入常规康复可能改善手臂功能，但也增加了练习时间。纳入的系统大多为非沉浸式，只有少数研究测试了现代头戴式沉浸体验。¹⁵

AR提供了各种可能性，但不能完全取代实体视野。一项涉及30名卒中后患者的小型试验报告称，在总治疗时间相同的情况下，经过为期两周、基于手机的AR项目后，参与者在部分指标上有所改善。这是令人鼓舞的初步证据，但并不能证明能够持久恢复，也不能证明其优于所有康复需求所需的治疗。¹⁶

居家使用仍需要护理计划

远程提供服务可能减少出行，但用户仍需要合适的空间、可用的设备、清晰的说明，以及出现问题时获得帮助的途径。应询问哪些动作适合进行、如何复查进展，以及何时联系护理团队。不应认为面向消费者的健身或放松应用可以替代处方康复治疗。¹²

如果有人感到恶心、眼睛疲劳，或担心跌倒，那么即使软件仍在运行，这种体验也不能算成功。

网络晕动症有多种成因

沉浸式使用期间或之后可能出现恶心、头晕、头痛和迷失方向。视觉运动与身体运动之间的不匹配是一个重要原因，此外还涉及显示设备的行为、运动设计和个体易感性等因素。不存在一个适用于所有用户和应用的单一发生率数据。¹⁷

固定的视点、可预测的移动，以及避免不必要模拟加速的控制方式，可能会改善某些人的耐受性。但这些措施都不能保证舒适。如果参与者提前停止，评估时仍必须将其计入；排除这类参与者会让应用看起来比实际更易用。

眼睛、聚焦与适配

在许多立体显示设备中，眼睛会向所呈现的深度会聚，同时聚焦于显示设备的光学距离。关于这种辐辏—调节冲突的研究表明，深度线索与聚焦线索不匹配可能导致视觉不适。其影响取决于显示设备和观看条件。¹⁸

长时间观看可能导致眼睛疲劳和干涩。这些症状不应被误认为是永久性眼损伤的证据，但它们仍然是调整或停止使用的理由。持续存在的视觉症状应由眼科专业人员进行评估。¹⁹

房间仍然存在

清理可用区域，检查线缆和佩戴是否合适，并在适当情况下考虑坐姿使用。头戴设备不是防护装备。边界图示或摄像头画面并不能消除碰撞风险，佩戴不合适或设备过重也可能造成不适。请遵循特定设备的说明，不要自行添加未经批准的配重或配件。²⁰

有相关视觉、平衡、神经系统或肌肉骨骼疾病的人，在使用前可能需要获得个性化建议。正确的选择取决于个人、硬件和内容，而不仅仅取决于年龄。

一项针对14岁以下儿童使用头戴式 VR 的2024年系统综述发现，关于短时、有人监督的使用会造成危害的证据有限，但不良反应的报告也存在不足且不一致。该综述呼吁加强对重复接触影响的研究。这既不能证明长期使用是安全的，也不能证明所有儿童使用 VR 都有害。²²

对于儿童，应考虑适配性、内容、监管以及描述不适感的能力。遵循制造商当前的年龄指导和相关账户规则；满足年龄要求并不能解决所有发育或安全问题。美国儿科学会还强调家庭讨论、适龄内容、适当休息，以及避免挤占其他重要活动。²³

无障碍不是一个开关

有些人可能需要字幕、高对比度、无需精确手部动作的替代方案、可调节的触及距离，或坐姿交互。另一些人可能需要更少的声音、更简单的视觉场景，或无需通过注视来选择即可操作控件的方式。W3C《XR 无障碍用户需求》描述了这类需求的范围；它是指导性文件，并不保证某一特定产品能够满足这些需求。²⁴

例如，“看着按钮来选择它”对一个人来说可能很方便，但对另一个人来说可能令人疲惫或不可靠。一个有意义的替代输入方式，比笼统地声称界面直观更重要。字幕也需要保持易读，不能迫使用户做不舒服的头部动作。

共享空间中的社交安全

实时语音、手势和具身化的虚拟形象可能会让不受欢迎的互动尤其具有侵扰性。澳大利亚电子安全专员建议提供易于使用的退出、静音、屏蔽和举报控制项，同时配备个人边界设置及安全设计措施。责任不应完全由遭受骚扰的人承担。²⁵

进入不熟悉的共享环境前，先找到这些控制项，并决定谁可以联系你。个人边界可以限制某些互动，但无法阻止所有形式的言语辱骂、录制或不受欢迎的接触。学校和诊所应了解谁可以进入会话，以及发生事件时将如何处理。

运动可能具有识别性

一项涉及超过 55,000 名 VR 用户的 2023 年研究显示，在使用参与者此前的录音进行训练后，头部和手部运动可以在已登记的数据集中识别出这些人。但它无法识别世界各地任意的陌生人。重要的启示更为有限：去掉可见姓名，并不一定能让详细的运动数据实现匿名化。²⁶

眼动追踪很有用——但它不是读心术

注视可以帮助控制界面或支持特定任务的研究，但其含义取决于具体情境。例如，瞳孔反应不仅取决于情绪唤起，也取决于光照。一次测量并不能唯一标记某种情绪，更不能直接获取某人的信念或意图。²⁷

并非每台设备都会收集所有类型的数据。为呈现体验而必需的跟踪仍可能涉及敏感信息；WebXR 规范明确讨论了隐私、权限以及退出沉浸式内容的方式。但它并未规定每个已安装的 XR 应用都采用相同的保护措施。²⁸

旁观者也很重要。配备摄像头的智能眼镜不一定是 AR 显示设备，但它们说明录制可能变得不易被附近人员察觉。应让录制行为清晰可见，并在拍摄或分享课堂、临床或私人空间内容前考虑征得他人许可。²⁹

在欧盟，可识别的 XR 数据可能受数据保护法管辖。用于唯一识别个人的生物识别数据受到特殊类别保护；健康信息和其他敏感信息也可能分别属于受保护范围。并非每项原始注视或动作读数都会自动归入该类别。处理方式和目的很重要，同时还要遵循数据最小化原则和保护隐私设计。³⁰

在购买一批头戴设备之前，确定一项任务、一个合适的应用和一个值得改善的结果。

对于学校，问题可能是空间课程是否能改善学生对陌生图表的讲解。对于诊所，问题可能是某个明确的项目是否能改善相关功能性结果，并且患者是否能够接受。“大家都喜欢”是有用的反馈，但并不是完整的评估。

1. 明确目的和替代方案说明考虑使用 XR 的原因，以及否则会采用什么方案。确定活动面向哪些人，以及谁可能需要其他途径。
2. 检查确切的应用审查内容准确性、控制方式、数据处理实践和支持性证据。记录正在评估的版本；熟悉的设备名称并不足够。
3. 开展有支持的试用向参与者进行简要说明，检查适配性和空间条件，提供明确的退出方式，并记录不适感或访问障碍以及成功之处。
4. 扩展前进行评估将有意义的成果与替代方案进行比较。计算设置、监督、维护和支持所需的时间。如果收益不足以抵消负担，就调整或停止推广。

为设备相关工作预留预算

许可证、账户管理、充电、清洁、存储、替换部件、技术支持和员工培训都会影响实际成本。有些应用可以离线运行，另一些则依赖网络服务。应检查具体系统，不要想当然地认为始终需要宽带，也不要认为下载的应用会一直可用。

共用设备也需要制定符合制造商说明的清洁流程。应明确由谁重置账户、检查配件，并确保下一位参与者不会看到上一位参与者的信息。这些运营细节可能决定一堂原本很好的课程或一种原本很好的治疗是否具有实际可行性。

将变更日志纳入计划

软件更新可能改变交互方式、内容、权限或所收集的数据。在应用恢复使用之前，应决定由谁审查重大变更。对于临床系统，应遵循适用的说明和治理流程；针对某个程序的证据，不应未经说明就被视为对另一个程序的认可。

更轻的设备、更清晰的显示效果和更灵活的控制方式，都是值得追求的目标。同样值得追求的，还有对传感器需求更少、对身体状况的假设更少，并且不局限于单一厂商生态系统的体验。一个不那么炫目、却能让更多人舒适使用的系统，可能才是更重要的进步。

研究重点包括持久学习、迁移到真实情境的能力、与优质替代方案的比较、不良影响报告，以及不同人群多次使用后的结果。在教育和儿童安全研究中，研究周期过短、后续跟踪不完整，已经限制了可得出的结论。^{4, 22}

开放、易访问的交互方式和可信的数据处理，应该得到与视觉保真度同等的重视。WebXR等标准化工作解决了这套基础设施的部分问题，但仅凭规范本身，无法带来安全且包容的体验。²⁸

教育信息，不构成个性化的临床或法律建议。应结合适当的专业护理和设备说明来考虑医疗 XR。对于健康状况、持续症状或临床部署，请咨询具备资质的专业人士，并查阅适用于相关环境的隐私和安全保障要求。

证据与背景

来源及延伸阅读

这些来源区分了具体试验、研究综述、理论模型和官方指南。积极结果适用于所研究的干预措施和结果，并不适用于所有 XR 产品。外部链接将在新标签页中打开。

1. 美国食品药品监督管理局。医疗器械中的增强现实和虚拟现实。定义、用途以及特定设备的益处和风险。
2. Makransky G、Petersen GB。沉浸式学习的认知—情感模型（CAMIL）。《教育心理学评论》（2021 年）。以研究为依据的理论模型。
3. Wu B、Yu X、Gu X。使用头戴式显示器的沉浸式虚拟现实对学习表现的有效性：一项荟萃分析。《英国教育技术杂志》（2020 年）。
4. Hamilton D 等。沉浸式虚拟现实作为教育中的教学工具。《教育计算机学杂志》（2021 年）。对学习成果和实验设计的综述。
5. Makransky G、Terkildsen TS、Mayer RE。在科学实验室模拟中加入沉浸式虚拟现实会带来更强的临场感，但学习效果更差。《学习与教学》（2019 年）。
6. Makransky G、Mayer RE。在沉浸式虚拟现实中进行虚拟实地考察的益处。《教育心理学评论》（2022 年）。气候课程中的格陵兰实地考察。
7. Zingg L 等。在解剖学学习中使用基于全息图的增强现实：TEACHANATOMY 随机试验。《学术医学》（2025 年）。
8. Meyer OA、Omdahl MK、Makransky G。探究通过沉浸式虚拟现实和视频学习时预训练的影响。《计算机与教育》（2019 年）。
9. Parong J、Mayer RE。沉浸式虚拟现实中的学习科学。《教育心理学杂志》（2018 年）。分段与总结实验。
10. Freeman D 等。使用自动化心理疗法和沉浸式虚拟现实治疗恐高症。《柳叶刀·精神病学》（2018 年）。随机试验。
11. Freeman D 等。使用自动化虚拟现实疗法治疗精神病患者的广场恐惧回避与痛苦（gameChange）。《柳叶刀·精神病学》（2022 年）。
12. 美国食品药品监督管理局。《AR 和 VR 医疗设备：需要考虑的问题》。患者与医疗服务提供者决策指南。
13. 美国食品药品监督管理局。《EaseVRx De Novo 授权》。（2021；PDF）。特定处方适应证及已识别风险。
14. Garcia LM 等。《针对慢性下腰痛的为期八周居家行为技能虚拟现实项目：随机安慰剂对照试验》。Journal of Medical Internet Research（2021）。
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19. 美国眼科学会。《虚拟现实头显对眼睛安全吗？》。（2024）。眼疲劳与视觉健康背景。
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21. Apple。《使用 Apple Vision Pro 时出现晕动症》。症状、停止使用及恢复指导。
22. Bexson C、Oldham G、Wray J。《儿童使用虚拟现实的安全性：系统综述》。European Journal of Pediatrics（2024）。
23. 美国儿科学会。虚拟现实与儿童（2026年）。家庭指导与证据缺口。
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25. 电子安全专员。沉浸式技术（2025年立场文件与指南）。具身交互、用户控制与设计安全。
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29. 电子安全专员。智能眼镜与网络安全：摄像头消失之时（2026年）。录制与旁观者隐私。
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