RealityLens：用于将定制物理世界视图融入虚拟现实的用户界面

文献标题

RealityLens: A User Interface for Blending Customized Physical World View into Virtual Reality

文献信息

• 主题领域: 虚拟现实（VR）用户界面设计
• 关键词: 虚拟现实, 混合现实, 增强虚拟性, 用户界面, 用户体验, 环境感知, 物理世界交互, 混合现实设计, 定制化界面, 用户行为分析

研究背景与问题

• 作者发现的挑战: 当前的 VR 系统在提供沉浸式虚拟体验的同时常常牺牲了用户对物理世界（PW）的感知，导致用户在需要与身边物体或旁人交互时感到受限。
• 问题的重要性: 这种交互限制会影响用户的安全性（避免与物理物体或人碰撞），降低沉浸感（必须频繁地暂停 VR 程序查看物理世界），并限制 VR 应用的多任务处理能力。此外，现有解决方案通常针对具体场景（如避免碰撞、查看周围环境）优化，缺乏对用户总体需求的覆盖。
• 研究动机与相关工作:
  • 过去的研究集中于将物理世界信息或元素融入虚拟环境（VE）的概念，例如通过摄像头绘制周围环境或设计互动界面。
  • 然而，这些研究缺乏对用户定制需求的深入理解，并且现有界面设计通常是固定的、特定的，限制了用户根据自己的需求调整 PW 内容在 VR 中呈现的可能性。

解决方案

• 方法概述: RealityLens 是一个用户界面，使 VR 用户可以通过自定义“现实窗口”（Reality Lens）灵活地查看物理世界内容。用户可以调整现实窗口的大小、位置及触发条件。
• 创新之处:
  • 实现允许用户根据自身需求创建和定制的现实窗口。
  • 定义了新的设计空间，包含“放置位置”（user-centric 和 environment-centric 模式）与“可用性”（always-on、user-triggered 和 event-triggered 模式）的组合。
  • 提供了一种连续的虚实融合体验，避免了暂停 VR 活动以切换到现实模式的干扰。
• 实施步骤及关键技术:
  • 借助 HTC Vive Pro VR 硬件及 Unity 平台实现原型。
  • 允许用户通过视图穿越功能（passthrough）配置现实窗口，用户可以使用控制器调整窗口大小并改变位置。
  • 提供多种放置方式（如视野固定、手部固定、特定目标/物体关联）及触发条件（如用户触发或事件触发）。

研究成果

• 具体成果:
  • RealityLens 帮助用户更流畅地在 VR 和物理世界之间交互，同时减少了对整体沉浸感的干扰。
  • 提供了用户感知和部署 RealityLens 的设计见解，例如适应动态需求的界面调整、任务场景与用户行为策略的关系。
• 与现有解决方案的优势比较:
  • 与传统静态或固定的界面相比，RealityLens 更灵活，能支持更广泛的用户需求。
  • 与直接使用穿越模式不同，RealityLens 提供了连续的虚实感知体验，保留了用户的 VR 沉浸感。
• 实验与评估结果:
  • IPQ 问卷结果显示，RealityLens 提高了用户的 VR 总体体验评分（如 Presence、Spatial Presence 等方面）。
  • 用户对界面易用性（M=5.41/7）和学习难度（M=6/7）给予较高评价。
  • 被试更倾向于在未来的 VR 使用中继续选择 RealityLens。
• 局限性与未来方向:
  • 局限于用户的手动配置，未能实现完全自动化。未来可以引入计算机视觉技术，实现对象检测和更高程度的自动化。
  • RealityLens 当前主要关注用户与物理世界的信息交互，未来可探索促进非 VR 用户（如旁观者）与 VR 用户的互动支持。
  • 实验未涵盖 RealityLens 对用户任务性能的直接影响（如打字速度、游戏分数），这些内容值得进一步研究。

---

以上是论文的结构化整理和要点提炼。如需更深入的细节解析或特定章节扩展，请进一步指示！