从一个世界到另一个世界：虚拟环境间高效切换的界面设计

文献标题

From One World to Another: Interfaces for Efficiently Transitioning Between Virtual Environments

发布信息

• 主题领域: 虚拟现实界面设计，针对多任务处理和虚拟世界切换。
• 关键词: 虚拟现实，世界切换，用户界面，门户，微缩世界（WiM），交互技术，空间多任务处理，可用性，认知负荷。

背景与问题

• 问题/挑战: 当前的虚拟现实系统缺乏高效且直观的界面来切换虚拟环境，而桌面和移动系统提供了无缝的多任务处理功能（例如，Alt+Tab）。现有的虚拟现实界面操作繁琐，未能考虑空间上下文，也无法支持连续的工作流程。
• 重要性: 高效的世界切换对于虚拟现实中的多任务处理至关重要，尤其是在虚拟现实应用于生产力、协作和沉浸式工作流程的情况下。糟糕的切换界面会增加认知负荷并中断任务连续性。
• 动机与相关研究: 之前的研究探讨了世界切换的单个元素（例如，预览、过渡、交互），但未将这些元素整合为完整的工作流程。本文基于门户、微缩世界（WiM）和交互技术等概念，旨在设计和评估集成的世界切换界面以填补这一空白。

解决方案

• 提出的方法: 对八种虚拟现实世界切换界面进行结构化探索，这些界面结合了两种预览模式（WiM和Portal）与四种交互技术（Hand Palette、Head Palette、World Wheel和Gallery）。
• 创新点:
  1. 首次对虚拟现实世界切换界面进行结构化探索。
  2. 使用客观和主观指标进行实证评估，以衡量效率、可用性和用户体验。
  3. 提供采用和创建世界切换技术的实用建议。
  4. 实验设置和界面开放源码。
• 流程与关键技术:
  • 开发了一个交互模型，概述了激活、选择、确认、预览和过渡步骤。
  • 设计了八种界面，分别在预览模式和交互技术上有所变化。
  • 进行了一项受控的被试内实验，22名参与者在六个虚拟环境中执行对象检索任务。
  • 测量任务完成时间（搜索、检索、存放）并收集主观反馈（NASA-TLX、SUS、UEQ、连续性）。

结果

• 具体发现:
  • WiM预览支持更快的搜索时间（例如，WiM World Wheel：4.55秒 vs 基线：8.85秒）。
  • Portal预览支持更快的检索时间（Portal：2.02秒 vs WiM：2.45秒）。
  • Hand Palette和World Wheel界面在存放时间上表现更低，并且相比Gallery获得更高的可用性评分。
  • 主观测量显示WiM界面在享乐体验和可用性方面表现更好，而Portal界面在连续性评分上更高。
• 相较基线的优势:
  • 所有基于预览的界面在效率和用户体验上均优于基线（点选）方法。
  • WiM World Wheel在用户偏好和性能方面排名最高。
• 实验/评估:
  • 参与者完成了135次试验（每种界面15次），涉及搜索、检索和返回主界面任务。
  • 测量指标包括任务时间、工作负荷（NASA-TLX）、可用性（SUS）和享乐体验（UEQ）。
  • 统计分析揭示了界面之间的显著差异。
• 局限性与未来工作:
  • 研究使用了抽象任务和受限环境；未来工作应在真实工作流程和多样化的上下文中测试界面。
  • 界面依赖手部追踪，这可能引入追踪问题；未来研究应探索替代方式（例如，视线、语音）。
  • 需要进一步探索交互预览、过渡效果以及针对特定任务的界面适配。

总结

本文介绍并评估了八种虚拟现实世界切换界面，旨在提高多任务处理效率和用户体验。WiM预览在快速空间感知方面最为有效，而Portal预览支持预定方向调整。Hand Palette和World Wheel交互提供了直观、低负担的导航方式。实证结果显示，这些界面在性能和可用性方面显著优于基线方法，并提供了设计虚拟现实界面的实用建议。未来研究应探索更广泛的应用场景，优化交互方式，并在真实工作流程中测试这些技术。