研究目的
研究决定在沉浸式三维虚拟环境中定位物体移动时间(MT)的因素,并提出一个三阶段模型来预测MT。
研究成果
三相模型能有效预测三维虚拟定位任务中的运动时间,不同因素(物体尺寸、移动幅度、目标容差)对各阶段产生不同影响。该模型通过纳入物体尺寸和阶段特异性关系扩展了菲茨定律,为VR应用中的界面设计与评估提供了量化框架。
研究不足
该模型采用射线投射技术在头戴式虚拟现实系统中开发;推广至其他交互方式(如虚拟手、眼动追踪)或基于投影的虚拟现实系统需进一步验证。本研究未包含触觉反馈,这与现实世界中的定位任务有所差异。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用被试内设计,参与者通过手持或头动追踪控制器,在3D虚拟环境中使用射线投射技术执行物体定位任务。基于速度轨迹分析,将运动时间(MT)划分为加速、减速和修正三个阶段进行研究。
2:样本选择与数据来源:
招募60名健康右利手且视力正常或矫正至正常的参与者。数据包含以90Hz频率记录的运动轨迹信息。
3:实验设备与材料清单:
HTC Vive系统(头戴式显示器、控制器、光学追踪器)、搭载NVIDIA GeForce GTX TITAN X显卡的戴尔Alienware Area-51电脑、Unity 5.6.2软件。虚拟环境:10米×10米×5米的房间,设有棋盘格或纯色纹理。物体:直径0.06-0.42米的球体。目标:直径0.16-0.72米的球形区域。
4:2软件。虚拟环境:
4. 实验流程与操作规范:参与者佩戴头显直立站立,通过控制器选择物体并利用射线投射技术将其定位至目标位置。实验包含物体尺寸(7个水平)、移动幅度(0.7米/1.5米)和目标容差(0.1米/0.2米/0.3米)等变量,每个实验包含10组随机化条件的试次。
5:06-42米的球体。目标:
5. 数据分析方法:对速度轨迹进行9Hz截止频率滤波处理。根据峰值速度及判别标准(速度/加速度符号变化)划分运动阶段。采用重复测量方差分析和逐步回归法对各阶段运动时间进行分析,构建预测模型并通过R方值评估。
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获取完整内容-
NVIDIA GeForce GTX TITAN X
Graphics card
NVIDIA
Rendering graphics for the virtual environment
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HTC Vive
Head-mounted display, controllers, optical trackers
HTC
Virtual reality system for displaying the virtual environment and tracking user movements
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Dell Alienware Area-51
Computer
Dell
Running the virtual environment software
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Unity
5.6.2
Unity Technologies
Software for creating and presenting virtual environment stimuli
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