邓成龙 耿 鹏 蒯曙光,2

    三维虚拟空间中转头选中远离和靠近运动目标的操作特性差异*

    邓成龙1耿 鹏1蒯曙光1,2

    (1华东师范大学心理与认知科学学院, 脑科学与教育创新研究院, 上海市心理健康与危机干预重点实验室, 上海 200026) (2上海脑科学与类脑研究中心, 上海 200031)

    通过转头选中运动目标是虚拟现实(VR)中的常见操作, 然而运动目标包含远离和靠近运动, 确定两类操作的时间特性差异对设计高效的用户接口有重要的意义。本研究选取17名被试在VR中通过转头将球体光标快速准确地放入水平运动的球体目标内, 并改变初始距离、目标容差和目标速度。总时间结果显示, 远离运动的操作难度更大, 初始距离和目标容差对远离和靠近运动的影响相似, 目标速度对两类运动的影响相反。进一步将光标的移动过程划分为加速、减速和调整阶段, 结果发现, 远离运动的加速和减速时间大于靠近运动, 但是两类运动的调整时间接近, 并且只有目标容差对两类运动的影响一致。最后构建了总时间与三因素的函数模型, 成功解释了两类运动的操作时间特性。本研究证明了远离与靠近运动具有不同的操作时间特性, 为两类运动的独立交互设计提供了重要参考。

    运动目标, 转头操作, 移动轨迹, 人体绩效建模, 人机交互

    1 引言

    近年来, 转头交互已经成为了VR中的重要交互方式, 一方面, 转头交互是很多不提供交互手柄的便携式VR和AR设备的主要交互方式, 比如Samsung GearVR, Google Cardboard和Microsoft HoloLens等(Blattgerste et al., 2018; Pathmanathan et al., 2020); 另一方面, 在很多VR应用中, 转头交互也作为双手被占用时的主要交互方式, 比如在虚拟手术训练中通过转头与显示屏交互(Hatscher et al., 2017)。在基于转头交互的大量应用中, 经常涉及选中移动目标任务, 比如行人、汽车等, 为了设计高效的用户接口, 了解影响转头选中运动目标的重要因素以及建立操作时间与影响因素的函数关系非常重要。以往研究详细探讨了VR中转头选中静止目标的操作时间特性(Hansen et al., 2018; Hoffmann et al., 2017; Jagacinski & Monk, 1985; Qian & Teather, 2017), 这些研究发现完成时间()与初始距离()和目标宽度()符合费茨定律： ......