Проблемы достоверности виртуальной реальности вблизи наблюдателя
Аннотация
Исследуется степень достоверности, которую обеспечивают современные технологии виртуальной реальности при воспроизведении пространственных отношений – расстояний и форм предметов – в диапазоне удаления от наблюдателя 0,1 – 2 м. Эти оценки предназначены для уточнения перспективы применения виртуальной реальности в таких областях, как программная инженерия путём, в частности, «погружения» в виртуальную реальность рабочего места программиста. Проведены эксперименты, в которых наблюдатели оценивают достоверность представления в виртуальной реальности листа формата А4. В экспериментах варьирует перспективное искажение формы листа (трапеция вместо прямоугольника), и наблюдатель оценивает, какие из предложенных вариантов позволяют воспринимать виртуальный лист, как реальный, расположенный на рабочем месте. Полученные результаты показывают, что наблюдатель склонен принимать за нормальный, лист, имеющий форму трапеции с верхней, дальней от наблюдателя стороной, на 20% удлинённой по сравнению с нижней. В то же время нормальные листы расцениваются как ненормально суженные. Проведены также эксперименты по сравнению восприятия реального и виртуального листа в крайнем ракурсе – «с торца» одним глазом и обоими глазами, в которых исключается влияние вертикального измерения на оценки достоверности восприятия. Все эксперименты показали, что активация в виртуальной среде модели листа, подготовленной с точным соблюдением реальной формы и размеров, а также с объективно проверяемым обеспечением эффектов линейной перспективы, трансформирует структуру модели так, что лист представляется суженным в свой верхней части и сдвинутым вдаль. Достоверность представления исходной модели в виртуальной среде теряется. Возможность полностью компенсировать трансформацию путём предварительной или оперативной настройки модели требует дальнейших исследований. Для поддержки этих исследований представляется целесообразным ввести в средства подготовки и развёртывания VR функции, направленные на анализ и регулирование передачи пространственных отношений в моделях. Для формирования виртуальной реальности использован шлем виртуальной реальности HTC Vive под управлением программной системы Unity 19.4.
Литература
[2] Bryson S., Feiner S.K., Brooks F.P., Hubbard P., Pausch R., van Dam A. Research frontiers in virtual reality. In: Proceedings of the 21st annual conference on Computer graphics and interactive techniques (SIGGRAPH ’94). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, 1994, pp. 473-474. (In Eng.) DOI: 10.1145/192161.192287
[3] Bowman D.A., Gabbard J.L., Hix D. A survey of usability evaluation in virtual environments: classification and comparison of methods. Presence: Teleoper. Virtual Environ. 2002; 11(4):404-424. (In Eng.) DOI: 10.1162/105474602760204309
[4] Balk S.A., Bertola M.A., Inman V.W. Simulator Sickness Questionnaire: Twenty Years Later. In: Proceedings of the Seventh International Driving Symposium on Human Factors in Driver Assessment, Training and Vehicle Design, June 17-20, 2013, Bolton Landing, New York. Iowa City, IA: Public Policy Center, University of Iowa, 2013: 257-263. (In Eng.) DOI: 10.17077/drivingassessment.1498
[5] Kuhl, S.A., Thompson W.B., Creem-Regehr S.H. Minification influences spatial judgments in virtual environments. In: Proceedings of the 3rd symposium on Applied perception in graphics and visualization (APGV ’06). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, 2006: 15-19. (In Eng.) DOI: 10.1145/1140491.1140494
[6] Zhang R., Nordman A., Walker J., Kuhl S.A. Minification affects verbal- and action-based distance judgments differently in head-mounted displays. ACM Transactions on Applied Perception. 2012; 9(3):14. (In Eng.) DOI: 10.1145/2325722.2325727
[7] Kell J.W., Cherep L.A., Siegel Z.D. Perceived Space in the HTC Vive. ACM Transactions on Applied Perception. 2017; 15(1):2. (In Eng.) DOI: 10.1145/3106155
[8] Kelly J.W., Cherep L.A., Klesel B., Siegel Z.D., George S. Comparison of Two Methods for Improving Distance Perception in Virtual Reality. ACM Transactions on Applied Perception. 2018; 15(2):11. (In Eng.) DOI: 10.1145/3165285
[9] Buck L.E., Young M.K., Bodenheimer B. A Comparison of Distance Estimation in HMD-Based Virtual Environments with Different HMD-Based Conditions. ACM Transactions on Applied Perception. 2018; 15(3):21. (In Eng.) DOI: 10.1145/3196885
[10] Shemetova E., Bodenheimer B. Egocentric distance estimation on a discontinuous ground surface in the virtual environment. In: Proceedings of the ACM Symposium on Applied Perception (SAP’14). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, 2014:131. (In Eng.) DOI: 10.1145/2628257.2628358
[11] Li B., Nordman A., Walker J., Kuhl S.A. The effects of artificially reduced field of view and peripheral frame stimulation on distance judgments in HMDs. In: Proceedings of the ACM Symposium on Applied Perception (SAP’16). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, 2016:53-56. (In Eng.) DOI: 10.1145/2931002.2931013
[12] Leyrer M., Linkenauger S.A., Bulthoff H.H., Mohler B.J. Eye Height Manipulations: A Possible Solution to Reduce Underestimation of Egocentric Distances in Head-Mounted Displays. ACM Transactions on Applied Perception. 2015; 12(1):1. (In Eng.) DOI: 10.1145/2699254
[13] Li B., Walker J., Kuhl S.A. The Effects of Peripheral Vision and Light Stimulation on Distance Judgments Through HMDs. ACM Transactions on Applied Perception. 2018; 15(2):12. (In Eng.) DOI: 10.1145/3165286
[14] Siegel Z.D. Improving distance perception in virtual reality. Graduate Theses and Dissertations. Iowa State University, 2015. 14509. (In Eng.) DOI: 10.31274/etd-180810-4058
[15] Li B. Distance Perception in Virtual Environment through Head-mounted Displays. Open Access Dissertation, Michigan Technological University, 2017. Available at: https://digitalcommons.mtu.edu/etdr/348 (accessed 25.06.2019). (In Eng.)
[16] Lin Q., Rieser J., Bodenheimer B. Affordance Judgments in HMD-Based Virtual Environments: Stepping over a Pole and Stepping off a Ledge. ACM Transactions on Applied Perception. 2015; 12(2):6. (In Eng.) DOI: 10.1145/2720020
[17] Asjad N.S., Adams H., Paris R., Bodenheimer B. Perception of height in virtual reality: a study of climbing stairs. In: Proceedings of the 15th ACM Symposium on Applied Perception (SAP’18). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, 2018; 4:1-8. (In Eng.) DOI: 10.1145/3225153.3225171
[18] Vinnikov M., Allison R.S., Fernandes S. Gaze-Contingent Auditory Displays for Improved Spatial Attention in Virtual Reality. ACM Transactions on Computer-Human Interaction. 2017: 24(3):19. (In Eng.) DOI: 10.1145/3067822
[19] Jones J.A., Krum D.M., Bolas M.T. Vertical Field-of-View Extension and Walking Characteristics in Head-Worn Virtual Environments. ACM Transactions on Applied Perception. 2016; 14(2):9. (In Eng.) DOI: 10.1145/2983631
[20] Kawai H., Hara H., Yanagida Y. Effect of change of head angle on visual horizontal plane. In: Proceedings of the 24th ACM Symposium on Virtual Reality Software and Technology (VRST’18). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, 2018: 82:1-2. (In Eng.) DOI: 10.1145/3281505.3281584
[21] Paris R., Joshi M., He Q., Narasimham G., McNamara T.P., Bodenheimer B. Acquisition of survey knowledge using walking in place and resetting methods in immersive virtual environments. In: Proceedings of the ACM Symposium on Applied Perception (SAP ’17). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, 2017; 7:1-8. (In Eng.) DOI: 10.1145/3119881.3119889
[22] Pointon G., Thompson C., Creem-Regehr S., Stefanucci J., Joshi M., Paris R., Bodenheimer B. Judging action capabilities in augmented reality. In: Proceedings of the 15th ACM Symposium on Applied Perception (SAP ’18). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, 2018; 6:1-8. (In Eng.) DOI: 10.1145/3225153.3225168
[23] Sun Q., Wei L., Kaufman A. Mapping virtual and physical reality. ACM Transactions on Graphics. 2016; 35(4):64. (In Eng.) DOI: 10.1145/2897824.2925883
[24] Kelly J.W., Klesel B.C., Cherep L.A. Visual Stabilization of Balance in Virtual Reality Using the HTC Vive. ACM Transactions on Applied Perception. 2019; 16(2):8. (In Eng.) DOI: 10.1145/3313902
[25] Harms P. Automated Usability Evaluation of Virtual Reality Applications. ACM Transactions on Computer-Human Interaction. 2019; 26(3):14. (In Eng.) DOI: 10.1145/3301423
[26] Alallah F., Neshati A., Sakamoto Y., Hasan K., Lank E., Bunt A., Irani P. Performer vs. observer: whose comfort level should we consider when examining the social acceptability of input modalities for head-worn display? In: Proceedings of the 24th ACM Symposium on Virtual Reality Software and Technology (VRST’18). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, 2018; 10:1-9. (In Eng.) DOI: 10.1145/3281505.3281541
[27] Jacobs J., Wang X., Alexa M. Keep It Simple: Depth-based Dynamic Adjustment of Rendering for Head-mounted Displays Decreases Visual Comfort. ACM Transactions on Applied Perception. 2019; 16(3):16. (In Eng.) DOI: 10.1145/3353902
[28] Walker J. Improving everyday computing tasks with head-mounted displays. Open Access Dissertation, Michigan Technological University, 2017. (In Eng.) Available at: https://digitalcommons.mtu.edu/etdr/388 (accessed 25.06.2019). (In Eng.)
[29] Baranowski A., Seipel P., Schreiber A. Visualizing and exploring OSGi-based software architectures in augmented reality. In: Proceedings of the 24th ACM Symposium on Virtual Reality Software and Technology (VRST’18). ACV, New York, NY, USA, 2018; 62:1-2. (In Eng.) DOI: 10.1145/3281505.3281564
[30] Chernyakov I.V. Virtual Reality as a Programming Environment. In: Proceedings of the Gagarin readings 2019. MAI, Moscow, 2019, pp. 255-256. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=38210868 (accessed 25.06.2019). (In Russ.)
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Редакционная политика журнала основывается на традиционных этических принципах российской научной периодики и строится с учетом этических норм работы редакторов и издателей, закрепленных в Кодексе поведения и руководящих принципах наилучшей практики для редактора журнала (Code of Conduct and Best Practice Guidelines for Journal Editors) и Кодексе поведения для издателя журнала (Code of Conduct for Journal Publishers), разработанных Комитетом по публикационной этике - Committee on Publication Ethics (COPE). В процессе издательской деятельности редколлегия журнала руководствуется международными правилами охраны авторского права, нормами действующего законодательства РФ, международными издательскими стандартами и обязательной ссылке на первоисточник.
Журнал позволяет авторам сохранять авторское право без ограничений. Журнал позволяет авторам сохранить права на публикацию без ограничений.
Издательская политика в области авторского права и архивирования определяются «зеленым цветом» в базе данных SHERPA/RoMEO.
Все статьи распространяются на условиях лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная, которая позволяет другим использовать, распространять, дополнять эту работу с обязательной ссылкой на оригинальную работу и публикацию в этом журналe.
