虛擬環境中指向方式之探討

A study of pointing in virtual environment

馬芳彤(Fang-Tung Ma)

指導教授 ： 呂志維

中原大學/電機資訊學院/工業與系統工程研究所/碩士(2013年)

https://doi.org/10.6840/cycu201300585

摘要

本研究目的旨在評估虛擬環境中，不同視覺方向、立體視覺以及指向線索對人類在判斷距離之影響。本研究使用虛擬實境應用軟體Unity 3.0建立實驗場景進行不同場景組合實驗。研究結果發現，當具有指向線索時，受試者大多會依據線索進行判斷，但是當目標離受測者越遠時，受試者則需要依靠立體視覺的判斷。
在同樣深度知覺距離且具有指向線索的情況下，有無立體視覺對於受試者的影響不大，總完成時間大多位於5~6秒之間，完成時間大約為真實場景的兩倍時間。另外在同樣具有立體視覺的情況下，有沒有線索對於受試者的判斷有很大的影響，幾乎都有將近一半以上的受試者無法正確判斷目標物所在位置，有完成實驗的受試者完成時間高於真實環境的五到六倍之多。在手部移動操作下，位於前後軸(深度軸)的角度常有需要進行修正的情況發生且在單點互動的手部運動方式與真實環境有一致的趨向，都是採取三軸同時前進再進行修正的移動方式。另外在單點互動且人手可觸及的情況下，在每個角度的移動中均有超出約5到10公分的情況，因此未來可將需要進行碰觸的元件體積增大。
就本研究結果而言，績效較好的場景為偽3D場景(NOS) = 3D場景(ST) > 無指向線索場景(NOT)。因此未來針對虛擬實境顯示系統進行設計時，應該加強在前後軸(深度)提示以及指向線索等顯示部分以避免錯誤發生。

關鍵字

指向線索 ； 視覺方向 ； 移動軌跡 ； 立體視覺 ； 手部績效

並列摘要

The purpose of this study is to evaluate in virtual environment, explore different visual direction, stereo vision and pointing cues as well as a sense of depth in the form of human depth perception to judge the relative distance. In this study, using the virtual reality application software Unity 3.0 establish experimental scene, different scene combinations of experimental conduct different scenarios experiments. The research result shows that most of the subjects judged based on clues when the target is farther away from the subject's and the subjects need to rely on the judgment of the stereo vision. But the distance in the same depth perception and having a clue, having stereo vision, almost none effect to subjects. The most completion time is five to six seconds; completion time is approximately twice of the real scene. In the same case of equally stereoscopic, having clue is a great impact on the judgment of the subjects, almost half of the subjects are unable to determine the location of the target correctly and complete time five to six-fold higher than that of the real environment. We can find out visible clue is very important for the judgment of distance. In the future, compression characteristics of the virtual environment in deep space, virtual reality display system design should be enhanced depth perception prompted display section to avoid errors.

並列關鍵字

Hand performance ； Visual direction ； Pointing cues ； Stereo vision ； Moving trajectory

參考文獻

3. 陳瑩山, 林培正, 陳伯易, 張林松. (2011). 3D影像概論與3D立體顯示器對人眼的影響. 光學工程, 116期, 22-31。

2. 陳彥銘, (2003) ,整合個人資訊入口之虛擬線上學習平台建置之研究,國立成功大學工業設計學系博士論文。

5. 王明敬, (2011) ,探討虛擬環境中影響人類深度知覺的主要因子，中原大學工業與系統工程學系碩士論文。

1. 周文忠, (2005) ,虛擬實境之意義與應用=The Application of Virtual Reality Technology on Education,資訊科學應用期刊,1:1,121-127。

7. Armbruster. (2008). Depth Perception in Virtual Reality: Distance Estimations in Peri- and Extrapersonal Space.