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迪士尼研究展示了如何利用虚拟现实技术研究人类感知

迪士尼的研究人员利用虚拟现实头显和虚拟现实中跟踪的真实球,来理解接住扔出的物体这个看似简单的行为背后的感知因素。研究人员表示,这项工作为虚拟现实中用户和现实世界物体之间更复杂、意义更深刻的动态互动奠定了基础。
迪士尼研究是华特迪士尼公司的一个部门,进行广泛的研究,该研究涵盖公司的媒体和娱乐业务。作为最早在出门户外领域使用虚拟现实的先导之一,迪士尼继续探索这个领域应该不足为奇。
在一篇迪士尼研究的新论文中,利用高端跟踪系统与虚拟现实头显结合,重新创造了在虚拟现实中接住真实抛出的球的简单体验。但为什么呢?通过在虚拟现实中模拟体验,研究人员可以随意地进行修改,而这在现实生活中很难实现,从而研究接住抛出物体的感知和行为的不同方面。
在这个案例中,研究人员Matthew K.X.J. Pan和Günter Niemeyer首先展示了一个类似真实生活中球飞行的可视化。利用虚拟现实,他们可以在球的路径上添加一个虚拟轨迹线,甚至完全去掉球,以观察用户只依靠轨迹线时会发生什么。本文标题的视频概述了他们所进行的测试。
也许最有趣的是当他们去掉了球和轨迹线,只向用户展示球将着陆的目标时。这样做会导致用户接住球的方法明显不同。
当球和轨迹可视化时,用户会以一种自然的方式接住球,但当只有目标可依赖时,用户会转而采用作者所描述的更“机械化”的方式来使手与球的着陆点对齐,然后等待球的到来。
这表明我们的大脑不仅仅计算出轨迹的终点,然后将手移动到这一点来接住球,就像计算机一样;相反,我们似乎不断感知球的运动,并以某种方式与之同步运动。作者进一步解释道:
其中20个(132个)抛出动作只使用了(可视化的)虚拟球,最接近在物理世界中接球的方式。在这种情况下,95%的球都被接住,表明我们的系统可以可靠地进行接球。视频和屏幕捕捉的记录显示,在接球过程中,用户会通过目视关注球的轨迹,并在接近接球之前不断观察双手。根据此证据,可以推断出用户使用了视觉和深度线索以及位置感来放置双手。
在其他可视化方案中进行接球似乎不会影响接球的行为,除非在虚拟球没有被渲染的情况下:从虚拟现实场景中去除虚拟球似乎可以让接球者的手在接球之前提前很多到达接球位置。这种现象的最明显解释在于用户不得不改变接球策略:接球者必须依靠目标点/轨迹,因此,这个运动任务从一个需要高级大脑功能来估计轨迹的接球任务,变成了一个更简单、通过视觉引导的指点任务,完全不需要估计。
研究人员表示,他们的工作旨在研究人们在虚拟现实中如何与真实物体进行动态互动,这项关于简单任务的首次研究为更复杂的互动奠定了基础:
……将虚拟和实体动态互动结合起来,丰富虚拟现实体验是可行的。……我们相信这项工作提供了有价值的见解,指导了与动态物体互动的方式。在用户沉浸于VR时可以实现对象之间的交互。作为这些初步研究结果的产物,我们发现了更多未来在VR动态对象交互方面进行深入研究的途径。这意味着,”你最好相信我们会进一步研究这个问题!”

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