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

1 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

15698. НАЧИНАЕМ РАБОТУ: ПОДГОТОВКА ДАННЫХ И ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ 82 KB
  Лабораторная работа 1. Начинаем работу: подготовка данных и предварительный анализ Для того чтобы создать таблицу с данными: Запустите программу STATISTICA Создайте свой файл File  New  ОК. Программа создает пустую таблицу содержащую 10 строк и 10 с...
15699. ОПИСАТЕЛЬНАЯ СТАТИСТИКА И ГРАФИКИ 78 KB
  Лабораторная работа 2. описательная статистика и графики Описательные статистики: минимум максимум среднее дисперсия стандартное отклонение медиана квартили мода и т.д. Идея этих статистик очень проста: вместо того чтобы рассматривать...
15700. ЧАСТИЧНАЯ КОРРЕЛЯЦИЯ 49.5 KB
  Лабораторная работа 3. ЧАСТИЧНАЯ Корреляция Задание 3.1: научимся считать частичную корреляцию Коэффициент частичной корреляции можно посчитать так Statistics Basic Statistics/Tables Correlation Matrices Advanced/Plot 3.1.1. Откройте уже знакомый файл Empl_Data.sta в программе STATISTICA 3.1.2....
15701. КОРРЕЛЯЦИЯ И ПРОСТАЯ ЛИНЕЙНАЯ РЕГРЕССИЯ 109.5 KB
  Лабораторная работа 3. Корреляция и простая линейная регрессия Коэффициент корреляции – это показатель степени связи. Он изменяется от –1 до 1. Величина по модулю коэффициента корреляции показывает силу связи чем больше величина тем сильнее с
15702. ТАБЛИЦЫ СОПРЯЖЕННОСТИ 159 KB
  Лабораторная работа 4. таблицы сопряженности Студент пишет дипломную работу на тему Влияние личностных характеристик на поведение в конфликтной ситуации и возможности коррекции этого самого поведения. Он считает что на поведение в конфликтной ситуации могут ока...
15703. ПРОВЕРКА ГИПОТЕЗ. ПРОСТЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СХЕМЫ 80.5 KB
  Лабораторная работа 5. ПРОВЕРКА ГИПОТЕЗ. ПРОСТЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СХЕМЫ. Задание 5: простая межгрупповая схема Исследователь хочет проверить имеют ли цветные стимулы преимущество перед чернобелыми что является важным для создания рекламы. Он показывает о...
15704. ПРОВЕРКА ГИПОТЕЗ. ОДНОФАКТОРНЫЙ ДИСПЕРСИОННЫЙ АНАЛИЗ И ЕГО НЕПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ АНАЛОГИ 82 KB
  Лабораторная работа 6. ПРОВЕРКА ГИПОТЕЗ. однофакторный Дисперсионный анализ и его непараметрические аналоги. Задание 7: однофакторный дисперсионный анализ Эрнст Кречмер немецкий психолог разделил людей на четыре категории по типу конституции: астеники...
15705. МНОГОФАКТОРНЫЙ ДИСПЕРСИОННЫЙ АНАЛИЗ (МЕЖГРУППОВАЯ СХЕМА) 63 KB
  Лабораторная работа 7. ПРОВЕРКА ГИПОТЕЗ. многофакторный Дисперсионный анализ межгрупповая схема Задание 10: многофакторный дисперсионный анализ Рассмотрим случай когда в исследовании больше одной независимой переменной. Исследователь интересуется как изме
15706. МНОГОФАКТОРНЫЙ ДИСПЕРСИОННЫЙ АНАЛИЗ (ВНУТРИГРУППОВАЯ СХЕМА) 51.5 KB
  Лабораторная работа 7. ПРОВЕРКА ГИПОТЕЗ. многофакторный Дисперсионный анализ внутригрупповая схема Задание 11: опять социальный интеллект Рассмотрим опять данные из задачи 9 файл Social Intelligence.sta. Предположим мы интересуемся как развивается социальный интелл...