Παρουσίαση Διπλωματικής Εργασίας Χρήστου Λουγιάκη
Παρασκευή, 13 Μαρτίου 2020, ώρα 12:00
Αίθουσα Α56, Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών ΕΚΠΑ
Εξεταστής: Ε. Χατζηευθυμιάδης
Επιβλέπουσα: Μ. Ρούσσου
Ακολουθεί περίληψη στα αγγλικά και στα ελληνικά. Η παρουσίαση θα γίνει στα αγγλικά.
Effects of Virtual Hand Representation on Interaction and Embodiment in HMD-based Virtual Environments Using Controllers
Many studies have been conducted in the past few years that focus on interaction and embodiment in the field of Virtual Reality (VR). However, despite the recent widespread use and continuing rise of controller-based head-mounted display (HMD) hardware for VR, there is little research on the use of handheld controllers in this context. To address this shortcoming, we explore the effects of different virtual hand representations on interaction and the user’s sense of embodiment, inspired by the work of Argelaguet et al. in 2016, in this case using controllers. We designed an experiment where users perform the task of selecting and moving a cube from and to specific positions on a table inside an immersive virtual environment. Three representations were selected: the abstract shape of a Sphere, the 3D model of the Controller, which is a one-to-one representation of what the users have in their hands in the physical world, and a human-looking Hand, the most realistic and familiar of the three. For each representation, users were asked to perform the same task with and without obstacles (Brick Wall, Barbed Wire, Electric Current). A total of 39 participants, belonging to various age groups and having different levels of experience in VR, took part in the study. The design and results of the experiment are presented in this thesis, reporting significant differences in the actual performance of the different representations, the perceived sense of ownership, as well as the users’ preferences. Although no significant differences were identified in the sense of agency, the users’ performance with the Sphere was significantly worse compared to the other two. Statistical analysis of the results indicates that it is the Hand that generates the strongest sense of ownership, and it is the favorite representation. This makes it the best solution overall when designing interactive virtual environments with controllers, combining good performance with enhanced sense of ownership, with the exception of cases requiring very precise object manipulation in which the Controller is the best option.
--
Επιδράσεις της Αναπαράστασης Εικονικού Χεριού στην Αλληλεπίδραση και την Ενσωμάτωση σε Εικονικά Περιβάλλοντα Βασισμένα σε HMD με Χρήση Χειριστηρίων
Τα τελευταία χρόνια, έχουν γίνει αρκετές έρευνες που επικεντρώνονται στην αλληλεπίδραση με και την αίσθηση της "ενσωμάτωσης" σε περιβάλλοντα Εικονικής Πραγματικότητας (Virtual Reality - VR). Παρόλα αυτά, σε αντίθεση με την πρόσφατη ευρεία χρήση και συνεχόμενη άνοδο του υλικού εικονικής πραγματικότητας που είναι βασισμένο σε κάσκες (HMDs) και χειριστήρια, η έρευνα σχετικά με την χρήση αυτών των χειριστηρίων είναι περιορισμένη. Για να αντιμετωπίσουμε αυτήν την έλλειψη, διερευνήσαμε τις επιδράσεις που έχουν διαφορετικές αναπαραστάσεις εικονικού χεριού στην αλληλεπίδραση με την χρήση χειριστηρίων και την αίσθηση ενσωμάτωσης των χρηστών, εμπνεόμενοι από τη δουλειά του Argelaguet κ.ά. το 2016, που όμως δεν χρησιμοποίησαν χειριστήρια στα πειράματά τους. Σχεδιάσαμε ένα πείραμα όπου οι χρήστες εκτελούν την εργασία της επιλογής και μετακίνησης ενός κύβου από και προς συγκεκριμένες θέσεις πάνω σε ένα τραπέζι, ενώ βρίσκονται μέσα σε ένα εμβυθιστικό εικονικό περιβάλλον. Τρεις αναπαραστάσεις επιλέχθηκαν: το αφαιρετικό σχήμα μιας Σφαίρας, το τρισδιάστατο μοντέλο του Χειριστηρίου, το οποίο αποτελεί ένα-προς-ένα αναπαράσταση αυτού που οι χρήστες έχουν στα χέρια τους στο φυσικό κόσμο, και ένα ανθρωπόμορφο Χέρι, η πιο ρεαλιστική και οικεία αναπαράσταση από τις τρεις. Για κάθε μια αναπαράσταση, ζητήθηκε από τους χρήστες να εκτελέσουν την ίδια εργασία χωρίς και με εμπόδια (Τούβλινος Τοίχος, Συρματόπλεγμα, Ηλεκτρικό Ρεύμα). Συνολικά 39 συμμετέχοντες, που ανήκουν σε ποικίλες ηλικιακές ομάδες και έχουν διαφορετικά επίπεδα εμπειρίας σε VR, πήραν μέρος στη μελέτη. Η σχεδίαση και τα αποτελέσματα του πειράματος παρουσιάζονται στην παρούσα διπλωματική, αναφέροντας σημαντικές διαφορές στην πραγματική απόδοση των διαφορετικών αναπαραστάσεων, της αντιληπτής αίσθησης ιδιοκτησίας, καθώς επίσης και στις προτιμήσεις των χρηστών. Αν και δεν παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές στην αίσθηση αυτενέργειας, η απόδοση των χρηστών με τη Σφαίρα ήταν σημαντικά χειρότερη σε σύγκριση με τις άλλες δύο αναπαραστάσεις. Η στατιστική ανάλυση των αποτελεσμάτων δείχνει ότι το Χέρι είναι εκείνο που δημιουργεί την ισχυρότερη αίσθηση ιδιοκτησίας, και είναι η προτιμότερη αναπαράσταση. Αυτό την κάνει την καλύτερη συνολική λύση κατά τη σχεδίαση αλληλεπιδραστικών εικονικών περιβαλλόντων με χειριστήρια, συνδυάζοντας καλή απόδοση και αυξημένη αίσθηση ιδιοκτησίας, με εξαίρεση περιπτώσεις που απαιτούν πολύ ακριβείς χειρισμούς αντικειμένων όπου το Χειριστήριο είναι η καλύτερη επιλογή.
