NatureCapture：将真实自然转化为共享VR体验以深化人与自然的联系

文献标题

NatureCapture: Transforming Real-World Nature into Shared VR Experiences for Deepened Human-Nature Connection

出版信息

• 主题领域: 将现实中的自然体验与虚拟现实相结合，以增强人类与自然的联系。
• 关键词: 人与自然互动, 虚拟现实, 3D建模, 自然联结, 情绪调节, 社会参与, 沉浸式环境, 现实到虚拟的转化, 协作设计。

背景与问题

• 问题/挑战: 城市化和数字化生活方式减少了与自然的直接接触，限制了人们获得情感和心理益处的机会。现有基于虚拟现实的自然系统通常缺乏真实性、主动互动以及与现实体验的整合。
• 重要性: 加强人与自然的联系对福祉、情绪调节以及培养环境意识至关重要，尤其是在城市化社会中。
• 动机与相关工作: 现有技术主要关注现实中的自然参与（如野生动物摄像头、可穿戴设备）或基于虚拟现实的模拟，但未能将两者结合。目前的虚拟现实系统通常强调被动观察，缺乏与自然进行持续、有意义互动的机制。

解决方案

• 提出的方法: NatureCapture 是一个多用户系统，允许用户捕捉现实中的自然元素，将其转化为交互式3D模型，并协作整合到共享的虚拟现实空间中。
• 创新点:
  1. 引入了连接现实探索与虚拟参与的双向循环。
  2. 实现了用户驱动的将现实自然转化为可定制虚拟现实内容的功能。
  3. 支持在共享虚拟现实空间中进行个人和协作的自然互动。
  4. 提供了增强自然联结、情绪调节和社会纽带的实证证据。
• 流程与关键技术:
  • 用户通过移动设备捕捉自然元素的图像。
  • 图像通过半自动化管道处理为3D模型。
  • 模型存储在共享的“背包”系统中以供虚拟现实中使用。
  • 用户在逼真的虚拟现实环境中与这些模型互动并进行排列，可单独或协作完成，并支持实时语音通信。

结果

• 具体发现:
  • 自然联结量表（NRS）得分显著提高：在 NatureCapture 条件下从74.59提升至83.91（p < .001）。
  • 积极情感（PA）显著增加（33.21至37.94），消极情感（NA）显著减少（21.76至15.79）。
  • 自我与他人融合（IOS）得分在 NatureCapture 条件下的改善（4.06至4.91）优于基线。
• 相较基线的优势:
  • NatureCapture 在增强自然联结、情绪健康和社会联系方面优于简化的基线虚拟现实系统。
  • 参与者在 NatureCapture 中的每次会话时间显著更长（24.59分钟 vs. 17.59分钟），且参与频率更高。
• 实验/评估:
  • 为期14天的被试内研究，34名参与者（10组，每组3-4名朋友）。
  • 条件：NatureCapture（完整系统）与基线（无个性化的预设计虚拟自然）。
  • 数据收集：标准化问卷（NRS, PANAS, IOS）、半结构化访谈和行为日志。
• 局限性与未来工作:
  • 样本规模小且同质化（年轻人，已有社交群体）。
  • 短期研究；长期效果尚未探索。
  • 3D模型生成的手动步骤限制了可扩展性。
  • 依赖视觉输入，缺乏多感官体验的丰富性。
  • 未来工作应包括多样化人群、自动化管道和多感官集成。

总结

NatureCapture 通过使用户捕捉自然元素、将其转化为交互式3D模型并协作构建共享的虚拟现实空间，架起了现实与虚拟自然体验之间的桥梁。一项为期14天的研究表明，该系统显著改善了自然联结、情绪健康和社会联系，突出了其在物理与虚拟参与之间建立双向循环的能力。通过整合个人和社会维度，NatureCapture 提供了一种在城市化、技术驱动背景下维持人与自然联系的新方法。未来工作应在可扩展性、包容性和长期参与策略方面进一步扩展。