重新认识日常城市自然：探索基于个人音频AR的自然声景恢复

文献标题

Reacquainting with Everyday Urban Nature: Exploring Natural Soundscape Restoration with Personal Audio AR

出版信息

• 主题领域: 使用个人音频增强现实（Audio AR）进行城市自然恢复。
• 关键词: 音频增强现实（Audio AR）、自然音景、城市绿化、生态意识、自然联结、增强音景、GPS误差韧性、生物声学（biophony）、城市绿化、环境反思。

背景与问题

• 问题/挑战: 城市化减少了自然音景，导致自然联结和生态意识的下降。现有技术主要集中于揭示或记录自然现象，但很少探索用于个人场景的原位模拟自然，尤其是在日常城市环境中。
• 重要性: 恢复自然音景可以增强生态意识、自然联结和反思，可能影响人们对城市绿化的态度。
• 动机与相关工作: 人机交互（HCI）领域的先前研究探索了重新连接人与自然的技术，例如鸟鸣识别和用于生态意识的可穿戴设备。然而，在日常城市环境中使用模拟自然音景仍然是一个未充分探索的领域。

解决方案

• 提出的方法: GreenAR，一个个人化、基于位置的音频增强现实系统，通过基于OpenStreetMap绿化数据生成空间和视觉一致的生物声学（鸟类和昆虫声音）来恢复自然音景。
• 创新点:
  1. 开源的个人音频增强现实系统，用于城市自然音景恢复，并实现视觉一致的声音定位。
  2. 针对GPS误差韧性和城市环境中的生态真实性的音景设计指南。
  3. 观察表明音景恢复与自然联结、生态意识和反思的增强之间存在联系。
• 过程与关键技术:
  • GreenAR使用来自eBird和Xeno-canto等数据库的物种特定音频资源合成音景。
  • 声音定位由OpenStreetMap绿化数据提供信息，并通过将声音锚定到稳定区域和增加可听半径等策略调整GPS误差。
  • 系统根据用户移动和环境上下文动态调整音景，具有头部跟踪和声音密度自定义等功能。

结果

• 具体发现:
  • 参与者报告使用GreenAR后显著提高了愉悦感、感知自然性、置身自然环境的体验以及自然联结。
  • 一位参与者在使用系统后改变了其对城市绿化政策的态度。
• 相较基线的优势:
  • 具有误差韧性的音景在真实性和视听一致性方面优于基线设计。
  • GreenAR在愉悦感、自然性和整体偏好等指标上显著优于基线。
• 实验/评估:
  • 研究1：误差韧性声音定位评估（n=16），显示更高的真实性和一致性。
  • 研究2：校园研究（n=16），比较使用和未使用GreenAR的日间和夜间体验，所有体验指标均显著改善。
  • 研究3：为期一周的实地研究（n=12），覆盖五个国家，显示生态意识增强、行为变化以及对城市自然的反思。
• 局限性与未来工作:
  • 对OpenStreetMap数据的依赖导致绿化检测不准确。
  • iOS限制阻止应用程序后台运行，需要专用设备。
  • 未来工作包括改进绿化检测、探索长期效果以及在生态真实性与用户偏好之间寻找平衡。

总结

本文提出了GreenAR，一个通过生成空间和视觉一致的生物声学来恢复城市自然音景的个人音频增强现实系统。通过三项原位研究，该系统显著改善了自然联结、生态意识和反思，一些参与者改变了其环境态度和行为。研究强调了模拟自然音景在增强城市自然体验和影响环境观点方面的潜力。未来工作将解决技术限制，并探索此类干预对用户与自然关系的长期影响。