VeeR：探索有意设计与日常物理运动不同的VR运动的可能性，以创造更有趣的VR体验

文献标题

VeeR: Deliberately Designing VR Motion that Diverges from Physical Motion to Create More Entertaining Experiences

文献信息

• 主题领域: 虚拟现实 (VR) 用户体验设计及运动感知优化
• 关键词: 用户体验设计, 虚拟现实, 偶然感性触觉, 运动感知, 被动和主动VR设计, 交通与VR集成

研究背景与问题

• 问题或挑战:

  • 在日常交通过程中，移动路径往往较为平直，为了确保舒适性和安全性，这会降低乘坐体验的娱乐性。同时，VR应用通常需要匹配物理运动与虚拟运动，但这样的设计可能限制VR体验的想象力和沉浸感。
  • 虽然之前有研究讨论如何在车内VR使物理运动与虚拟运动匹配以提高沉浸感，但偏离实际物理运动路径的设计策略鲜有深入探索。

• 重要性:

  • 如果能够将平平无奇的日常交通运动设计成有趣的VR体验，不仅能提升用户对交通经历的娱乐性，还可能为VR设计师提供更多的创造力灵活性。尤其在公共交通工具如地铁场景中，探索将物理运动与虚拟运动解耦的潜力具有重大意义。

• 研究动机与相关工作:

  • 现有研究多探讨如何通过VR使用户的物理运动路径精确匹配虚拟体验，或利用“重定向行走”等方法扩展有限空间中的用户运动自由。但这些研究主要集中于物理路径的实际改动，而本研究旨在探索如何通过设计“虚拟漂移运动”（veering）路径增强日常交通中的VR沉浸感和娱乐性。
  • 目标在于回答：是否在考虑用户舒适度的情况下，通过虚拟运动设计的偏离（veering）可以提升整体用户体验？

解决方案

• 方法或解决方案:

  • 提出了 "veering" 的设计方法，即通过在VR中创建偏离用户物理运动路径的“虚拟漂移运动”，将平凡的交通体验转化为更具娱乐性的VR体验。
  • 该方法主要通过三种关键方向的“漂移”设计：左右（左/右转）、向上（俯仰上移）、向下（俯仰下移）。

• 创新之处:

  • 与传统完全同步的VR设计不同，这项工作首次系统性研究了虚拟运动偏离物理运动的偏好，并模仿过山车等主题公园体验，将其整合到日常交通场景中。
  • 提出了用户喜好的 veering 运动速率和方向的设计模型，并通过两次用户研究探索了其实际应用效果。

• 实施步骤与关键技术:

  1. 成型性研究（Formative Study）: 在地铁上进行初步定量与定性实验（24名参与者），以探索用户在加速、巡航和减速等阶段最喜欢的 veering 速率和方向。
     • 提取用户偏好的漂移运动速率和方向，例如：参与者在加速阶段偏好俯仰上移，在减速阶段则更喜欢俯仰下移。
  2. 体验评估研究（Summative Study）: 在两个不同的VR环境中（城市和星际场景）对用户体验进行评估（18名参与者）。
     • 比较有/无 veering 条件下的用户体验指标（如沉浸、真实感、娱乐性、舒适度和总体偏好）。
     • 比较有/无物理运动条件下的用户体验。

研究成果

• 具体成果:

  • 用户更偏好较高的 veering 速率（平均速率为67.1度/秒，类似于主题公园中的过山车设计）。
  • 在不同阶段中用户对 veering 方向的偏好也各不相同：加速阶段更倾向向上偏转，减速阶段更倾向向下偏转。

• 优势:

  • 沉浸与娱乐性显著提升:
    • 有 veering 的条件下，大多数参与者认为VR体验的沉浸感（p < .01）和娱乐性（p < .001）显著提高。
    • 对整体体验的偏好提升达89%。
  • 物理运动增强体验:
    • 与站立静止相比，VR体验结合日常物理运动（如地铁前行）时，参与者感到更具沉浸感、真实感和娱乐性 （100% 参与者倾向于物理运动条件）。

• 实验或评估结果:

  • 感觉冲突带来了轻微的不适，但在总体偏好中，参与者仍更倾向 veering 设计，即使考虑舒适度。
  • VR运动设计可模仿类似过山车的刺激体验，即使用户在体验普通的日常交通运动。

• 局限性与未来方向:

  • 现有局限:

    • 研究仅限于地铁直线路段的物理运动，尚未扩展至其它交通工具（如汽车、飞机）或更多复杂运动条件。
    • 当前设计未考虑用户个性化需求，例如对 veering 速率和方向的细化自定义。

  • 未来工作:

    • 探索更多车辆类型与交通场景中的适用性。
    • 发展动态交互元素（如逃跑类游戏或射击类游戏中的 veering 操作）。
    • 考虑不同用户体态与方向（如坐姿 vs. 站姿）的优化设计。
    • 结合混合现实（MR）技术，为潜在安全问题设计缓解方案，例如动态交互式感知周围环境。

总结

本研究通过 veering 技术的介入，验证了将日常交通运动改造成具有娱乐性与沉浸感的VR体验的可行性，为VR设计师提供了新的灵活方式，并拓展了乘客在日常公共交通场景中的潜在体验丰富性。这不仅解决了运动与沉浸感之间的传统权衡问题，还为未来VR设计启发了更多应用方向。