77311

Психологические феномены виртуальной реальности

Научная статья

Информатика, кибернетика и программирование

Ниже даются определения основных состояний переживаемых в виртуальной реальности показана их связь и взаимодействие что представляется важным как для дальнейших исследований так и для разработки систем компьютерной визуализации использующих среды виртуальной реальности. Среды виртуальной реальности являются развитием симуляторов и тренажеров созданных еще в 60ые и 70ые годы XX столетия для летчиков и космонавтов. Одновременно с феноменом присутствия описывается феномен погружения как явление когда органы чувств пользователя...

Русский

2015-02-02

29 KB

2 чел.

Психологические феномены виртуальной реальности

Н.В. Авербух (1), А.А. Щербинин (2)

(1) Российский государственный профессионально-педагогический университет

(2) Уральский Государственный Университет

Екатеринбург

Термин виртуальная реальность активно используется в последнее время для описания различных понятий. В этой работе виртуальная реальность понимается как трехмерная интерактивная среда, создающей у пользователя иллюзию присутствия там – в одном пространстве с теми объектами и данными, с которыми он взаимодействует. Феномены присутствия, погружения в виртуальную среду являются предметом изучения психологии, также чрезвычайно важны с позиций компьютерной визуализации.

Ниже даются определения основных состояний, переживаемых в виртуальной реальности, показана их связь и взаимодействие, что представляется важным как для дальнейших исследований, так и для разработки систем компьютерной визуализации, использующих среды виртуальной реальности.

Среды виртуальной реальности являются развитием симуляторов и тренажеров, созданных еще в 60-ые и 70-ые годы XX столетия для летчиков и космонавтов. В начале 90-ых годов такие среды в основном использовались для развлечений и компьютерных игр. Отметим, что в этом случае присутствие – лишь аттракцион, позволяющий пережить более сильные ощущения. Однако при использовании виртуальных сред в психотерапии присутствие – необходимое условие лечения. Аналогично, в симуляторах и тренажерах, предназначенных для обучения космонавтов, летчиков, медиков, автомобилистов и представителей других профессий, в которых неизбежные ошибки учеников могут слишком дорого стоить, присутствие можно счесть важным для выработки навыков с тем, чтобы к реальной ситуации начинающий специалист подошел с багажом профессионального опыта. Виртуальная реальность может также использоваться для визуализации абстрактных моделей, для разработки проектирования техники. В этих случаях виртуальная реальность должна позволять пользователям максимально эффективно взаимодействовать с моделью.

Феномен присутствия неоднократно описывался западными авторами как перцептивная иллюзия непосредственности или, иначе, «ощущение (пребывания) там», мысленное игнорирование компьютера как посредника между человеком и миром, с которым человек взаимодействует. Одновременно с феноменом присутствия описывается феномен погружения как явление, когда органы чувств пользователя обрабатывают не стимулы, происходящие из реального мира, а объекты и события виртуальной среды, и погружение тем полнее, чем выше процент виртуальных стимулов обрабатывается пользователем. В том же ключе можно описать и вовлеченность, которую, как и погружение, описывают в качестве компонента присутствия. Таким образом, вовлеченность описывает степень, в которой внутренний мир пользователя занят событиями виртуальной среды, т.е. в какой мере мышление, внимание, воображение и другие когнитивные процессы сосредоточены на виртуальной реальности. Присутствие, объединяя оба состояния, является, естественно, чем-то большим, нежели простая сумма своих частей. Присутствие в виртуальной среде не может быть сравнено с обычным пребыванием человека в среде реальной. Это особенное состояние сознание, как правило, переживаемое пользователем как яркое, необычное впечатление, новый способ восприятия мира, взаимодействия с миром [1-4].

Цель нашего исследования – изучить состояние присутствия, степень его влияния на работу пользователя, а также понять, дает ли работа в виртуальной реальности какие-то преимущества по сравнению с работой за привычным экраном компьютера – или, напротив, мешает, отвлекая новыми ощущениями и необычными состояниями.

Нами было разработано исследование по изучению работы пользователя с компьютерным аналогом интеллектуального теста «кубики Коса», в котором предлагается складывать из разноцветных кубиков соответствующие предоставленному образцу узоры. В этом исследовании пользователям предлагалось пройти тест «кубики Коса» на экране компьютера или в стерео-очках Emagin Visor Z800, поддерживающих разрешение 800*600 пикселей. В исследовании участвовало 13 человек, которым предлагалось пройти тест дважды: первый раз в стерео-очках, второй раз на экране (восемь человек), или наоборот, в первый раз на экране, второй раз в стерео-очках (пять человек). В ходе эксперимента фиксировалась правильность решения (совпадение с образцом) и время решения.  Проводилось наблюдение за поведением пользователей, а по окончанию испытуемые давали субъективный отчет. (В работе [5] также был использован аналог кубиков Коса для исследования интеллектуальных возможностей пользователей сред виртуальной реальности.)

В ходе эксперимента мы ставили перед собой задачи определить влияние виртуальной реальности на эффективность решения (понимаемую в данном случае как правильность и скорость решения), выявить у испытуемых феномен присутствия и найти, к каким изменениям в поведении приводит это состояние, а также – как оно будет влиять на решение поставленной нами задачи.

В результате исследования не выявилось влияние виртуальной реальности на эффективность решения: не было обнаружено значимой разницы между временем решения в очках и на экране, однако были обнаружены различия между первичным и повторным тестированием: при повторном тестировании испытуемые быстрее справлялись с задачей, что легко объясняется знакомством с задачей, ее основными сложностями и подводными камнями. При этом испытуемыми не было допущено ни одной ошибки при решении теста, поэтому говорить о влиянии виртуальной задачи на правильность решения не приходится.

Интересно, что повторное тестирование на экране (первая подгруппа) не отличается от первичного тестирования на экране (вторая подгруппа). Однако есть разница между первичным (у первой подгруппы) и повторным (у второй подгруппы) тестированием в стерео-очках. Это заставляет предположить, что научение, полученное на экране, дает преимущества при решении теста в виртуальной реальности и, возможно, для лучшей работы со средами виртуальной реальности стоит рекомендовать отработку всех навыков на экране, чтобы к сложности освоения новой системы не примешивалась сложность освоения нового средства вывода информации.

С помощью субъективного отчета мы выявляли переживание испытуемыми состояния присутствия. 4 человека показали, что во время работы чувствовали себя «там», в одной среде с предъявляемыми кубиками. Эти же люди во время работы в стерео-очках меняли позу таким образом, как будто хотели лучше разглядеть виртуальный стол с кубиками, хотя изменение наклона головы, к которому они прибегали, не давало никаких преимуществ. Результаты этих испытуемых сравнивались с результатами испытуемых, показавших, что работали с виртуальной реальностью точно так же, как и с любой другой компьютерной средой. Не было обнаружено значимых различий между временем решения испытуемых, испытавших состояния присутствия и испытуемых, не испытавших, из чего можно сделать вывод, что, по крайней мере, в некоторых случаях присутствие не влияет на результаты умственной деятельности [6].

Таким образом, в ходе экспериментов нами было выявлено состояние присутствия почти у трети испытуемых, и в каждом случае переживание этого состояния находило отражение на поведении. Однако влияния присутствия на эффективность работы не было выявлено. Мало того, время прохождения теста в стерео-очках не отличается от времени прохождения теста при работе с экраном. Однако было сделано наблюдение, что скорость выполнения задания с использованием средств виртуальной реальности значительно возрастает в тех случаях, когда к работе с ней перешли после детального освоения программы на экране. Причем, эффект научения можно исключить. Все это позволяет сделать определенные предположения по методике освоения средств визуализации, использующих виртуальную реальность. На следующем этапе наших исследований предполагается полнее изучить влияние психологических феноменов на эффективность интеллектуальной деятельности в рамках систем визуализации.

Список литературы

1. Steuer, J. (1992). Defining virtual reality: dimensions determining telepresence. Journal of Communication: Autumn 1992; 42(4), 73- 93.

2. Witmer B.G., Singer M. J. Measuring Presence in Virtual Environments: A Presence Questionnaire. Presence, Vol. 7, No. 3, June 1998, 225-240.

3. Measuring Presence: A Response to the Witmer and Singer Presence Questionnaire. Presence, Teleoperators and Virtual Environments. October 1999, Vol. 8, No. 5, Pages 560-565.

4. Insko, B. E. Measuring Presence: Subjective, Behavioral and Physiological Methods. In Being There: Concepts, Effects and Measurement of User Presence in Synthetic Environments, Riva, G., Davide, F., and Ijesslsteon, W. A. (eds.) Ios Ptress, Amsterdam, The Netherlands, 2003.

5. Lok B. , Naik S., Whitton M., Brooks F. P. Jr. Effects of Handling Real Objects and Avatar Fidelity On Cognitive Task Performance in Virtual Environments // Proceedings of the IEEE Virtual Reality 2003 (VR’03), pp.125-132.

6. Авербух Н.В., Щербинин А.А. Феномен “присутствия” в виртуальной реальности в контексте интеллектуальной деятельности человека // Новые образовательные технологии в вузе (НОТВ – 2010), Седьмая международная научно-методическая конференция 8 - 10 февраля 2010 г. Сборник материалов, Часть 2, Екатеринбург, 2010, стр. 155-158.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

42401. Философия эпохи возрождения, антропоцентризм - принцип возрожденческой философии 80.5 KB
  Это представление дало название целой эпохе эпохе Возрождения или что тоже если использовать французское выражение эпохе Ренессанса приблизительно XIVXVI вв. В эпоху Возрождения было выработано новое философское мировоззрение прежде всего благодаря творчеству целой плеяды выдающихся философов таких как Николай Кузанский Марсилио Фичино Леонардо да Винчи Микеланджело Джордано Бруно и др. Этот шаг и был сделан в эпоху Возрождения с максимальной решительностью которая вообще часто характерна для новаторов.
42402. ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В ЭКОНОМИКЕ 14.01 MB
  Напротив каждого сектора появилось значение в рублях или значение в процентах от общей суммы товарооборота соответственно. Постройте круговую диаграмму показывающую удельный вес поступлений в рублях по каждому виду товара в общей сумме по складу.03 на сумму превышающую 2000000 руб. рублей.
42404. Работа со сканером 325.5 KB
  Планшетные сканеры пригодны как для качественного сканирования цветных изображений так и для более или менее быстрого ввода текстовых документов. Для процесса сканирования необходимо задать такие параметры: Тип изображения цветное чернобелое с оттенками серого или чернобелое Разрешение сканирования DPI Яркость и контрастность Имя тип и место расположения получаемого графического файла. Нажать на кнопку настроить и: выбрать тип изображения цветной снимок затем поменять разрешение сканирования на 300 dpi....
42405. Имитация трёхмерного текста 87 KB
  Нажмите [ltBckspce] [CtrlBckspce] [ltDelete] [CtrlDelete] чтобы залить фон черным цветом. Выберите пункт меню Edit Trnsform Perspective или нажмите [CtrlT] свободная трансформация и удерживая клавишу [Ctrl] передвигайте за углы и придайте надписи вид сходный с рисунком ниже. Затем скопируйте получившийся слой [CtrlJ] путём перетаскивания его на иконку Crete New Lyer в палитре Lyers Слои. Переключитесь на слой Bckground и нажмите [CtrlShiftE] чтобы произвести слияние видимых слоёв.
42406. Создание «металлических» надписей 99 KB
  Новому каналу будет автоматически присвоено имя lph 1. Скопируйте канал lph 1 путём перетаскивания его на пиктограмму Crete New Chnnel в палитре Chnnels. Новому каналу будет присвоено имя lph 2 и он станет активным. Примените к каналу lph 2 фильтр Gussin Blur со значением 3 pixels.
42407. Работа с режимом редактирования маски 476 KB
  Нажмите [D] чтобы установить foreground цвет в черный. Нажмите [CtrlI] чтобы инвертировать выделение после чего нажмите [Del] чтобы удалить ненужное выделение. Нажмите [CtrlD] чтобы снять выделение. Нажмите OK.
42408. Работа с простыми объектами в Corel Draw 66 KB
  Порядок выполнения работы Для того чтобы нарисовать линию необходимо воспользоваться горячей клавишей [F5] или иконкой на панели инструментов. Для того чтобы вставить прямоугольник можно воспользоваться иконкой на панели инструментов или горячей клавишей [F6]. Для того чтобы вставить окружность можно воспользоваться горячей клавишей [F7] или воспользоваться иконкой на панели задач. Как и с прямоугольником можно воспользоваться дополнительными клавишами [Ctrl и или Shift].