用于VR应用的碰撞焦虑问卷的开发与验证

文献标题

Development and Validation of the Collision Anxiety Questionnaire for VR Applications

文献信息

• 主题领域: 人机交互与虚拟现实用户体验
• 关键词: 虚拟现实, 用户体验, 碰撞焦虑, 恐惧, 不适, 评估, HMD, 定量研究

研究背景与问题

• 发现的问题或挑战:

  • 虚拟现实（VR）头戴设备的高度沉浸性让用户难以感知物理环境，从而增加了与真实世界中的障碍物或其他人发生碰撞的风险。
  • 即便只是预感到碰撞风险，用户体验也可能因此降低，同时减少对VR系统的信心。
  • 当前学术与实践中缺乏专门用于衡量与碰撞相关焦虑（collision anxiety, CA）的测量工具，而这一现象可能会显著影响VR用户体验的质量。

• 问题重要性:

  • 碰撞焦虑可能是影响VR用户沉浸感、流畅性和行为的“潜在混杂变量”，需要明确识别、精确测量与验证。
  • 在多用户VR环境或动态交互情境下（例如，与物理障碍或他人可能发生碰撞），焦虑状态可能加剧这一影响。

• 研究动机与相关工作:

  • 目前，已有研究提到用户在VR中因障碍物或他人存在而表现出谨慎移动、紧张甚至恐惧的状态，但这些研究大多使用定性访谈或不专门针对VR的通用情感量表，无法全面捕捉碰撞焦虑。
  • Ring和Masuch（2023年）提出了碰撞焦虑的初版问卷（alpha CAQ），作为创新尝试，但未经过正式的学术验证。

解决方案

• 提出的解决方案:

  • 开发并验证碰撞焦虑问卷（CAQ），以量化用户在VR中对碰撞的不同维度焦虑。
  • 通过探索性分析和验证性因子分析，改进并确认CAQ的三个分量表：
    1. 一般碰撞焦虑（General Collision Anxiety）：涉及与物理障碍相关的恐惧和行为限制。
    2. 方向感（Orientation）：用户在VR中感知自身与现实房间中障碍物或边界的能力。
    3. 人际碰撞焦虑（Interpersonal Collision Anxiety）：涉及与其他玩家或旁观者的潜在碰撞焦虑。

• 创新之处:

  • 首个专门针对碰撞焦虑的结构化测量工具，具有用户体验的VR场景特定性。
  • 引入了人体交互焦虑维度，区别于传统的碰撞问卷。
  • 包含基于反馈的反向计分设计以捕捉用户的“方向感”倾向。

• 实施步骤:

  1. 初版问卷改进:
     • 对alpha版本的11个条目进行结构化修改，调整文案措辞、缩减Likert量表点数以及新增人际碰撞相关条目。
  2. 初步实验与探索性因子分析:
     • 样本：159名参与者，在线与实验室结合进行游戏体验；回答扩展版CAQ 1.0条目。
     • 统计方法：主成分分析和探索性因子分析剔除低效条目，形成新的因子矩阵（CAQ 2.0）。
  3. 验证实验与因子确认:
     • 设计一款双人合作型VR逃脱游戏实验，进一步确认修订版问卷条目的测量质量。
     • 使用内部一致性（Cronbach's α）和效度测试（如AVE、HTMT比率）确认问卷质量。

研究成果

• 主要成果:

  • CAQ最终包含10个条目，分为一般碰撞焦虑(4题)、方向感(3题）、人际碰撞焦虑(3题)。
  • 验证性因子分析显示良好的适配度模型（CFI、RMSEA等指标均达到公认标准），并具有可接受的内部一致性和区分效度。

• 实验与评估结果:

  • 碰撞焦虑与VR经验相对负相关：实验室参与者（缺乏VR使用经验）报告的CAQ总分显著高于在线参与者。
  • 方向感的重要性凸显：反向计分的方向感条目得到广泛支持，提示方向感缺失是碰撞焦虑的重要来源之一。
  • 人际碰撞焦虑较弱：尤其在单人VR场景中，该因子影响减少；结果表明未来需要更大样本和多用户场景研究以进一步验证。

• 局限性与未来研究方向:

  • 样本数较小（第一实验97人，第二实验62人），尽管因子模型表现稳定，但未来需要更大规模、多文化背景的验证。
  • 建议未来探索CAQ与生理指标（如皮肤电反应）及VR用户性能之间的关联，以更加全面评估碰撞焦虑的影响。
  • 进一步扩展问卷至增强现实（AR）应用情境，并进行多语言版本的开发和验证。