DoubleMe：多显示环境中基于增强现实的本地融合以促进面对面协作

文献标题

DoubleMe: Local Blending in Multi-Display Environments with Augmented Reality to Facilitate Co-Located Collaboration

出版信息

• 主题领域: 增强现实（AR）在多显示环境中的同地协作应用。
• 关键词: 增强现实，同地协作，多显示环境，工作空间复制，虚拟化身，空间约束，混合交互空间，人际距离学，指示性手势，用户界面。

背景与问题

• 问题/挑战: 在多显示环境（MDEs）中的同地协作受到空间约束的阻碍，例如固定显示器和有限的身体移动性，使得跨显示器之间的交叉引用变得困难。
• 重要性: 解决这些空间约束对于提升危机管理室、办公室和教育环境中的协作效率至关重要。
• 动机与相关研究: 之前关于混合交互空间和增强现实系统的研究主要集中于远程协作，对同地场景中的空间挑战探索较少。现有系统通常需要专用软件，或者未能解决同地环境中物理和虚拟元素的双重存在问题。本文基于这些洞察，探索同地协作中的局部混合方法。

解决方案

• 提出的方法: DoubleMe，一个增强现实系统，通过创建协作者工作空间的虚拟复制，包括显示器和虚拟化身，使用户能够在自己的工作空间中重新排列这些复制品。
• 创新点:
  1. 引入用于同地协作的局部混合交互空间。
  2. 开发DoubleMe原型以实现这一概念。
  3. 对局部混合如何影响协作策略和用户交互进行实证评估。
• 流程和关键技术:
  • 复制品包括显示器和虚拟化身的虚拟副本，保持内部对齐和相互空间一致性。
  • 用户可以平移和旋转复制品以优化工作空间布局。
  • 使用简约化身支持指示性手势，同时减少视觉干扰。
  • 进行了两项研究：一项评估化身设计和与复制品的交互，另一项评估DoubleMe对协作任务的影响。

结果

• 具体发现:
  • 参与者更多依赖复制品而非物理显示器，并频繁在自己的工作空间和复制品之间切换视线和手势。
  • 在涉及指示性手势的任务中，简约化身更受欢迎，尤其是在复制品违反物理或社会规范时。
  • DoubleMe降低了心理、身体和时间需求，并提升了感知性能和协作效率。
• 相较基线的优势:
  • DoubleMe通过实现无缝跨引用并减少在显示器之间的身体移动需求，优于非增强设置。
  • UnRealistic复制品方向（与用户显示器对齐）比Realistic方向更有助于跨引用。
• 实验/评估:
  • 研究1: 测试化身类型（Minimal vs. Volumetric）和方向（Realistic vs. UnRealistic），12名参与者完成涉及指示性手势的任务。结果显示Minimal化身在舒适性和效率方面表现更佳。
  • 研究2: 比较三种条件（None、Realistic、UnRealistic）在一个受《瘟疫危机》桌游启发的协作游戏中，12名参与者以二人组形式参与。DoubleMe促进了多样化的协作策略并提升了任务表现。
• 局限性与未来工作:
  • 样本量较小（N=12），限制了结果的普适性。
  • 当前设计仅支持两名用户，扩展至更大群体时在保持空间一致性方面存在挑战。
  • 未来工作可探索替代化身设计、对异质任务的支持以及向远程协作的适配。

总结

DoubleMe通过引入局部混合交互空间解决了同地多显示环境中的空间约束问题。通过创建协作者工作空间的虚拟复制，DoubleMe实现了高效的跨引用和多样化的协作策略。实证研究表明，参与者依赖复制品进行交互，并在涉及指示性手势的任务中更倾向于使用简约化身。尽管系统在提升协作方面表现出潜力，但未来工作仍需扩展至更大群体并探索更广泛的应用场景。