77310

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ СРЕДЫ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ

Научная статья

Информатика, кибернетика и программирование

В этой связи можно рассмотреть историю развития средств интерактивной машинной графики предназначенных для обеспечения интерпретации данных и отметить увеличение ldquo;плотностиrdquo; при передаче информации от порядка тысячи элементарных векторов на экране до генерации в реальном времени практически полноценных фотореалистичных фильмов. Это состояние характеризуется как ощущение пребывания в ldquo;другом миреrdquo; в отличие от обычного для компьютерной графики...

Русский

2015-02-02

29.5 KB

1 чел.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ СРЕДЫ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ

В.Л. Авербух, Н.В. Авербух, А.А. Щербинин

ИММ УрО РАН, РППУ, УрФУ.

Екатеринбург

По известному высказыванию Р. Хэмминга (Richard Hamming) цель вычислений заключается не в числах, а в понимании. (“The purpose of computing is insight, not numbers.”) В этой связи можно рассмотреть историю развития средств интерактивной машинной графики, предназначенных для обеспечения интерпретации данных, и отметить увеличение “плотности” при передаче информации - от порядка тысячи элементарных векторов на экране до генерации в реальном времени практически полноценных фотореалистичных фильмов. Особое место среди современных методик визуализации занимает виртуальная реальность.

Под виртуальной реальностью понимается генерируемая компьютером среда, создающая иллюзию нахождения пользователя в предлагаемом программной системой мире. В качестве среды виртуальной реальности рассматривается сочетание технических и программных средств, создающих объемное изображение, с которым может взаимодействовать пользователь. Основным фактором, определяющим виртуальную реальность в отличие от объемной компьютерной графики, является состояние присутствия. Это состояние характеризуется как ощущение пребывания в “другом мире”, в отличие от обычного для компьютерной графики наблюдения за картинкой на экране.

Научные вычисления предполагают анализ большого объема данных, полученных в результате работы компьютерной программы. Пользователь должен взаимодействовать с моделью, интерпретируя за счет сложной интеллектуальной деятельности абстрактные образы. В этой связи появляется целый ряд вопросов. Прежде всего, это вопросы о влиянии присутствия на выполнение мыслительной деятельности. Не отвлечет ли новое состояние от задачи? Нам важно и интересно узнать достижимо ли присутствие, как таковое, при работе с абстрактными образами? Сможет ли пользователь взаимодействовать со средой, если у него не будет субъективного ощущения пребывания в ней? Далее возникает вопрос о взаимовлиянии присутствия и интеллектуальной деятельности по обработке представленной информации. Могут ли они протекать одновременно, будет ли одно усиливать другое или мешать, препятствуя решению задач? Ставится также вопрос о влиянии среды виртуальной реальности на мыслительную деятельность, ответ на который позволяет отделить воздействие психологических эффектов от воздействия чисто технических средств. Поэтому вместе с исследованием присутствия необходимо изучение влияния виртуальной реальности на решение интеллектуальных задач.

В соответствии с поставленными целями была разработана методика, в которой испытуемым предлагалась задача на пространственное преобразование объекта. Для этого использовался тест “Кубики Коса” - субтест в интеллектуальном тесте Векслера. Тест “Кубики Коса” позволяет тестировать восприятие, моторику, зрительно-моторную координацию, пространственные представления и эвристические способности, оценивает способность к выполнению основных мыслительных операций - сравнение, анализ и синтез. В эксперименте приняло участие 74 человека, из них 42 женщины и 32 мужчины. Задача испытуемых заключается в выполнении десяти заданий на составление узора из верхних граней красно-белых кубиков. Часть испытуемых вошли в контрольную группу, выполнявшую тест на экране компьютера, на котором было установлено разрешение такое же, как на стерео-очках. Основная группа испытуемых выполняла тест в стерео-очках. При этом не менялось ни содержание заданий, ни способ, ни последовательность их предъявления.

У части испытуемых было зафиксировано состояние присутствия. Вместе с тем проведенные исследования показали, что состояние присутствие как таковое не оказало значимого влияния на время и правильность решения теста “Кубики Коса”. Возможно, переживание состояния присутствия не будет оказывать влияние и на решение других интеллектуальных задач сходного типа и может не приниматься во внимании при проектировании виртуальных сред, предназначенных для сложной умственной деятельности.

Виртуальная реальность, будучи принципиально новой компьютерной средой, воспринимается пользователями иначе, чем привычный интерфейс, рассчитанный на вывод информации на экран. Взаимодействие с ней нуждается в пристальном изучении со стороны психологов, так как не исключено, что именно психологические факторы будут влиять если не на эффективность работы в виртуальной реальности, то на готовность взаимодействовать с ней. Средство вывода информации оказывает влияние на результаты прохождения теста “Кубики Коса”. Причем не на время и не на правильность выполнения теста, а на саму способность найти решение сложной задачи. Это, скорее всего, связано с несовершенством стерео-очков и должно учитываться при разработке специфических для виртуальной реальности программных систем. Также разработчикам необходимо учитывать возможность появления у некоторых пользователей сред виртуальной реальности “киберболезни” (cybersickness) и проявления побочных негативных эффектов, вызванных “гиперприсутствием” и связанных с потерей представления о реальном состоянии, месте и времени.

Работа выполнена в рамках Программы фундаментальных исследований Президиума РАН № 14 "Интеллектуальные информационные технологии, математическое моделирование, системный анализ и автоматизация" при поддержке УрО РАН, проект  09-П-1-1003.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

18139. Дисперсия и параметры быстродействия световодов 155.6 KB
  Лекция 5. Дисперсия и параметры быстродействия световодов Одним из важных явлений процесса распространения импульсных сигналов по оптическим кабелям является дисперсия – рассеяние во времени спектральных или модовых составляющих оптического сигнала. В результате д...
18140. Методы стыковки световода с источником излучения (прямая стыковка, применение фоконов) 214.29 KB
  Лекция 6. Методы стыковки световода с источником излучения прямая стыковка применение фоконов Существенный вклад в потери излучения вносит несоответствие параметров излучателя и входных характеристик световода. Основными факторами определяющими потери явля
18141. Ввод излучения в световод с применением микролинз, градиентных и сферических линз 441.39 KB
  Лекция 7. Ввод излучения в световод с применением микролинз градиентных и сферических линз Согласующие устройства с применением микролинз В качестве микролинз в устройствах ввода излучения применяют полусферы и сферы. Схема устройства ввода излучения в световод с
18142. Ввод излучения в световод различными композициями линз. Потери излучения при соединении световодов 346.36 KB
  Лекция 8. Ввод излучения в световод различными композициями линз. Потери излучения при соединении световодов. Расчет длины регенерационного участка. Схема использования двух сферических линз для ввода излучения в световод показана на рисуснке 8.1. Рис. 8.1. Схема ис...
18143. Оценка взаимных влияний световода в оптических кабелях 214.79 KB
  Лекция 10. Оценка взаимных влияний световода в оптических кабелях. Определение помехозащищенности световода. Надежность ВОЛС. Даже при соблюдении явления ПВО часть энергии переходит из сердечника в оболочку световода. Эта энергия уменьшается по экспоненциальному з...
18144. Принципы построения ВОЛС 385.61 KB
  Лекция 11. Принципы построения ВОЛС Для любой ВОЛС большое значение имеют 3 фактора: информационная емкость системы которая определяется числом каналов связи и скоростью передачи информации; затухание сигнала определяющее максимальную длину ВОЛС без ретра...
18145. Методы расчета чувствительности приемного оптического модуля (ПРОМ) 196.27 KB
  Лекция 12. Методы расчета чувствительности приемного оптического модуля ПРОМ Приемный оптический модуль включает: фотодиод pin или лавинный фотодиод; предварительный усилитель; блок автоматической регулировки усиления. Малошумящий усилитель вып...
18146. Принципы действия волоконно-оптических датчиков (ВОД) физических величин 1.24 MB
  Лекция 13. Принципы действия волоконнооптических датчиков ВОД физических величин. ВОД делятся на два типа: датчики в которых волокно используется в качестве линий передачи сигнала; датчики в которых волокно является чувствительным элементом. Датчик
18147. Способы компенсации дрейфа ВОД 2.6 MB
  Лекция 14. Способы компенсации дрейфа ВОД. ВОД для измерения механических величин Недостатком ВОД является дрейф нуля. Известны следующие способы компенсации дрейфа нуля: преобразование переменного тока в постоянный рис.14.1 а. При этом переменная сост