Prehľad o ergonomických hodnoteniach virtuálnej reality 1. časť

Abstraktné

POZADIE:Virtuálna realita (VR) je kombináciou technológií, ktoré umožňujú používateľovi interagovať so simulovaným prostredím so zážitkom ponorenia, interaktivity a predstavivosti. Ergonomické problémy súvisiace s virtuálnou realitou však majú nepriaznivý vplyv na zdravie a skúsenosti používateľov, čo obmedzuje aplikáciu technológie virtuálnej reality.

Cistanche môže pôsobiť ako prostriedok proti únave a výdrži a experimentálne štúdie ukázali, že odvar z Cistanche tubulosa by mohol účinne chrániť pečeňové hepatocyty a endotelové bunky poškodené u nosných plávajúcich myší, regulovať expresiu NOS3 a podporovať pečeňový glykogén. syntézy, a tým pôsobí proti únave. Extrakt z Cistanche tubulosa bohatý na fenyletanoidné glykozidy by mohol významne znížiť hladiny kreatínkinázy, laktátdehydrogenázy a laktátu v sére a zvýšiť hladiny hemoglobínu (HB) a glukózy u myší ICR, čo by mohlo hrať úlohu proti únave znížením poškodenia svalov a oneskorenie obohatenia kyselinou mliečnou na ukladanie energie u myší. Compound Cistanche Tubulosa Tablets významne predĺžil čas plávania v záťaži, zvýšil rezervu pečeňového glykogénu a znížil hladinu močoviny v sére po cvičení u myší, čo preukázalo jeho účinok proti únave. Odvar z Cistanchis môže zlepšiť vytrvalosť a urýchliť odstránenie únavy u cvičiacich myší a môže tiež znížiť zvýšenie sérovej kreatínkinázy po záťažovom cvičení a udržať ultraštruktúru kostrového svalstva myší po cvičení normálnu, čo naznačuje, že má účinky na zvýšenie fyzickej sily a proti únave. Cistanchis tiež významne predĺžil čas prežitia myší otrávených dusitanmi a zvýšil toleranciu voči hypoxii a únave.

Kliknite na vyčerpané

【Ďalšie informácie:{1}} / WhatsApp:{0}}】

CIEĽ:Cieľom príspevku je poskytnúť prehľad o hodnotení ergonómie VR pre ďalší vývoj softvéru a hardvéru VR.

METÓDY:Tento článok popisuje a rozoberá problémy ergonómie súvisiace so softvérom a hardvérom VR z troch aspektov: vizuálneho, fyziologického a kognitívneho. V práci sú zhrnuté aj metódy výskumu a metriky hodnotenia.

VÝSLEDKY:Urobilo sa veľa pokusov študovať ergonomické problémy VR, najmä vrátane tlaku, svalovej únavy, tepelného komfortu, zrakovej únavy a kinetózy. Ergonomické štúdie sú veľmi cenné pre výskum súvisiaci s virtuálnou realitou. Existuje súhrnná tabuľka, v ktorej sú uvedené hlavné metriky a metódy hodnotenia.

ZÁVERY:Podľa súčasného výskumu poskytuje táto recenzia tri odporúčania pre ďalší výskum VR, ktoré budú užitočné pre ďalší výskum zameraný na človeka a dizajnérsku prácu v odvetví VR.

Kľúčové slová:Virtuálna realita, head mount display, ergonómia /ľudské faktory, metódy hodnotenia

1. Úvod

Na základe vývoja počítačovej technológie spája virtuálna realita elektronickú informačnú technológiu a simulačnú technológiu na vytvorenie digitálneho prostredia, ktoré je veľmi podobné skutočnému prostrediu, pokiaľ ide o zrak, sluch a dotyk. Používateľ interaguje s objektmi v digitálnom prostredí s potrebným vybavením na vytvorenie pohlcujúceho zážitku. Technológia virtuálnej reality má tri základné charakteristiky: Immersion, Interaction, and Imagination [1]. Tieto tri základné vlastnosti sú označované ako 3I vlastnosti virtuálnej reality.

S rozvojom produktivity a neustálym pokrokom technológií je dopyt po technológii virtuálnej reality v rôznych odvetviach čoraz silnejší. Technológia VR je teraz široko používaná v národnej obrane a armáde, vzdelávaní a výcviku, hrách a zábave, zdravotníctve, priemyselnej výrobe a ďalších oblastiach. 5 G, je nová generácia širokopásmovej mobilnej komunikačnej technológie s vysokou rýchlosťou, nízkou latenciou a veľkou konektivitou, je sieťová infraštruktúra na realizáciu vzájomného prepojenia ľudí, strojov a vecí. Zložitosť vznikajúcej architektúry 5G poskytne odborníkom z praxe množstvo príležitostí a otvorí nové vzrušujúce vyhliadky pre výskum [2]. S rozvojom 5G bude budúca aplikácia VR oveľa širšia. Virtuálna realita je v súčasnosti považovaná za jeden z hlavných technologických trendov napredovania digitalizácie všetkých oblastí ľudského života [3].

Užívateľský zážitok z virtuálnej reality však nie je dokonalý kvôli technickým obmedzeniam. Samotné produkty virtuálnej reality trpia nadmernou hmotnosťou zariadenia, vysokým lokálnym tlakom, tepelným nepohodlím, únavou zraku, kinetózou atď., čo spôsobuje, že ľudia sa zdráhajú slúchadlá nosiť dlhší čas. Tieto problémy nielenže nepriaznivo ovplyvňujú zdravie a používanie používateľov, ale obmedzujú aj aplikáciu technológie virtuálnej reality a jej implementáciu medzi verejnosťou. Preto je s čoraz konkurenčnejším prostredím odvetvia VR dôležité vykonávať výskum ergonómie pre virtuálnu realitu. Tento dokument skúma ergonomický výskum súvisiaci s hardvérom a softvérom VR a jeho cieľom je pomôcť pri výskume VR zameranom na človeka a vývoji produktov.

2. Význam výskumu ergonómie pre virtuálnu realitu

Podľa definície IEA (International Ergonomics Association) v roku 2000 [4], „Ergonómia (alebo ľudské faktory) je vedná disciplína zaoberajúca sa chápaním interakcií medzi ľuďmi a inými prvkami systému a profesiou, ktorá sa teória, princípy, údaje a metódy na navrhovanie s cieľom optimalizovať ľudskú pohodu a celkový výkon systému." Technológia virtuálnej reality vytvárajúca pohlcujúce prostredie bude vhodným riešením na zlepšenie ergonómie pracoviska [5, 6].

Technológia virtuálnej reality pritiahla veľkú pozornosť ergonómov. Už v roku 1998 Stanney dospel k záveru, že výskum ľudských faktorov vo virtuálnej realite súvisí s efektívnosťou ľudského výkonu, otázkami zdravia a bezpečnosti a sociálnym dopadom a poukázal na to, že virtuálna realita by mala plne zohľadňovať ľudské faktory [7]. Vedľajšie účinky a následný vplyv účasti vo virtuálnych prostrediach (VE), vhodnosť hardvérových a softvérových rozhraní VR a pochopenie faktorov, ktoré určujú výkon účastníkov, sú v poslednej dobe hlavnými témami ergonomických štúdií VR [8]. V tomto článku zhrnieme ergonomický výskum hardvéru a softvéru VR z troch aspektov, vrátane fyzickej ergonómie, vizuálnej ergonómie a kognitívnej ergonómie, a zhrnieme ergonomické problémy, metódy, indexy a budúce trendy. Tento systematický prehľad bude užitočný pre ďalší dizajn zameraný na človeka v rámci odvetvia VR a môže zvýšiť popularitu VR.

3. Ergonómia virtuálnej reality

3.1. Systémové zloženie VR

Systémy virtuálnej reality sú navrhnuté tak, aby vytvárali interaktívne virtuálne prostredie a zahŕňajú hardvérové ​​aj softvérové ​​komponenty. Hardvér možno rozdeliť na vstupné a výstupné zariadenia. Softvér obsahuje najmä softvér na 3D modelovanie, otvorenú platformu virtuálnej reality a engine virtuálnej reality (obr. 1).

3.1.1. Hardvérové ​​komponenty

Hardvérové ​​komponenty systému virtuálnej reality zahŕňajú vstupné zariadenia a výstupné zariadenia. Medzi vstupné zariadenia patria najmä dátové rukavice, joysticky a sledovače pohybu. Výstupné zariadenia slúžia na prezentáciu prostredia VR používateľovi a poskytovanie spätnej väzby, vrátane vizuálnych, zvukových a haptických zobrazení [9]. Medzi výstupné zariadenia patria najmä náhlavný displej virtuálnej reality (HMD), jaskyňa (Cave Automatic Virtual Environment), okuliare VR a slúchadlá. V porovnaní s tradičným HMD je náhlavná súprava pre virtuálnu realitu All-in-one vybavená nezávislým procesorom, vďaka ktorému je systém bezdrôtový. Ahn a kol. [10] navrhli, že budúce zariadenia virtuálnej reality by mali zvážiť prostredie virtuálnej reality pre viacerých používateľov a problémy s bezdrôtovým pripojením. Verili, že bezdrôtové a bezkontaktné zariadenia virtuálnej reality sú budúcimi trendmi technológie VR.

3.1.2. Softvérové ​​komponenty

Systémový softvér virtuálnej reality pozostáva hlavne zo softvéru na 3D modelovanie, otvorenej platformy virtuálnej reality a motora. Modelovanie virtuálnej reality založené na 2D kresliacom softvéri. 3DS Max®, AutoCAD®, Softimage 3D® a Maya® sú príklady komerčne dostupného bežne používaného softvéru na 3D modelovanie. VR Open Platform má prístupnú súpravu na vývoj softvéru pre virtuálnu realitu (VR SDK). Oculus poskytuje neustále aktualizovanú súpravu SDK na vytváranie prototypov a zapájanie verejnosti do procesu vývoja aplikácií. A motor je univerzálny vývojový a tvorivý nástroj pre virtuálnu realitu. Príkladmi bežných VR motorov sú Unreal Engine 4®, Unity 3D®, Cry ENGINE® a VR Platform®.

3.2. Ergonomické problémy súvisiace s hardvérovými faktormi

HMD sa považuje za najpopulárnejšie zariadenie virtuálnej reality [11]. Je založený na systéme sledovania pohybu v reálnom čase, ktorý prezentuje virtuálny svet v zornom poli používateľa. Preto sa tu diskutované problémy ľudského faktora súvisiace s hardvérovými faktormi VR týkajú hlavne HMD so zameraním na fyzickú ergonómiu aj vizuálnu ergonómiu.

3.2.1. Fyzická ergonómia

3.2.1.1. Tlak.Hmotnosť, rozloženie hmotnosti a štýl nosenia rôznych HMD môžu prinášať rôzne tlaky na nosný bod tváre, čím ovplyvňujú celkové subjektívne nepohodlie používateľa [12]. Výskum tlaku HMD sa zameral na fyzickú záťaž aj kontaktný tlak.

Krútiaci moment krčného kĺbu je dôležitým hodnotiacim indexom zaťaženia tela, výrazne ovplyvnený hmotnosťou a ťažiskom a zvyšuje sa s hmotnosťou HMD [13]. Minimálna poloha ťažiska krútiaceho momentu krčného kĺbu sa mení podľa testovacej polohy a odporúčaný rozsah ťažiska sa určuje podľa držania tela. Hmotnosť a poloha ťažiska majú významný vplyv na subjektívne vnímanie úrovne zaťaženia tela [14]. LeClair a kol. [15] uviedli, že maximálna prípustná hmotnosť prilby je približne 1000 g, takže maximálna hmotnosť displeja namontovaného na hlave by nemala presiahnuť 1000 g.

Kontaktný tlak vzniká hlavne v siedmich hlavných oblastiach kontaktu hlavy a tváre s HMD, vrátane mosta nosa, lícnych kostí, obočia, čela, spánkovej kosti, hornej časti hlavy a zadnej časti hlavy [16]. Kontaktný tlak hlavy a tváre je citlivejší na polohu ťažiska HMD. HMD s ťažiskom vpredu produkovalo výrazne vyšší kontaktný nosový tlak a celkový diskomfort ako ťažisko vzadu [17]. Štúdie ukázali, že celkový a nazálny subjektívny diskomfort úzko súvisel s nosným kontaktným tlakom a ucho bolo najcitlivejšie na diskomfort pre dizajn s ťažiskom na uchu [17]. Lee a spol. [18] zistili, že náhlavné súpravy pre virtuálnu realitu s rôznymi tvarmi kriviek v kontakte s oblasťou tváre vyvíjali rôzne úrovne tlaku na nos. Yan a kol. [19] skúmali vzťah medzi hmotnosťou náhlavnej súpravy pre virtuálnu realitu a subjektívnym nepohodlím hlavy a tlakovým zaťažením a dospeli k záveru, že nižšia hmotnosť môže spôsobiť, že sa používatelia budú cítiť lepšie. Integrovaný headset je zároveň pohodlnejší ako ten s mäkkým pásom.

3.2.1.2. Svalová únava.Únava je väčšinou spojená so svalovou aktivitou [20]. Pohyb očí je prirodzený zvyk a svalová únava sa vyskytuje len zriedka, takže zraková únava je inherentne odlišná od bežnej svalovej únavy, ktorá súvisí s činnosťou centrálneho nervového systému [21]. Preto tento článok diskutuje o štúdii vizuálnej únavy HMD oddelene od štúdie svalovej únavy HMD.

Samotná hmotnosť HMD môže spôsobiť únavu. Pridaná hmotnosť na prilbe môže spôsobiť, že sa ťažisko hlavy a prilby posunie dopredu. Zároveň môže zvýšiť aj zotrvačnosť krku [22]. Podľa analýzy Surface EMG je počas každého tréningu úroveň únavy v posledných hodinách výrazne vyššia ako v prvých hodinách po nosení HMD [22].

Rôzne cieľové pozície v interakcii virtuálnej reality môžu tiež ovplyvniť muskuloskeletálnu záťaž a výkon úloh [23]. Pri interakcii VR by sa malo vyhnúť nadbytočným vertikálnym cieľovým pozíciám, aby sa znížilo muskuloskeletálne nepohodlie a riziko zranenia. Nichols [24] naznačil, že na efektívne posúdenie problémov svalovej únavy by sa mali vykonávať dlhodobé experimenty.

Navyše počas interakcie môžu voľné gestikulárne pohyby horných končatín bez opory rúk a predĺžené statické držania viesť k diskomfortu a únave ramena [25]. Opakované a nepretržité držanie rúk počas interakcií môže tiež viesť k únave svalov ramena [26].

3.2.1.3. Tepelná pohoda.Dôležitá je tepelná pohoda HMD. Predchádzajúce štúdie ukázali, že nosenie pokrývky hlavy v teplých podmienkach môže viesť k subjektívnym tepelným poruchám (STD) [27, 28]. HMD izoluje oblasť hlavy a môže spôsobiť tepelný diskomfort, čo následne znižuje zámer používateľa nosiť [29]. Tepelný komfort hlavy užívateľa hrá zásadnú úlohu v celkovom osobnom komforte. Na základe plochy povrchu sa časť telesného tepla odvádza cez hlavu [30, 31]. Okrem toho náhlavné súpravy pre virtuálnu realitu generujú počas prevádzky veľké množstvo tepla, čo znamená, že používateľ sa bude cítiť teplejšie ako pri inej pokrývke hlavy (napríklad prilbe) [32].

Infračervená termografia (IRT) v súčasnosti priťahuje rastúcu pozornosť vo fyziologických štúdiách kvôli jej veľkému potenciálu ľahko a neinvazívne kvantifikovať distribúciu povrchovej teploty a vytvárať zodpovedajúce tepelné snímky [31, 33, 34]. Dotti a spol. [31, 33, 34] porovnávali použitie miniatúrnych záznamníkov údajov a infračervenej termografie (IRT) pri výskume ľudského pohodlia. Wang a kol. [35] študovali tepelné charakteristiky a subjektívne tepelné nepohodlie headsetov pre virtuálnu realitu. Teplotu a relatívnu vlhkosť mikroklímy merali pomocou miniatúrnych záznamníkov údajov a distribúciu teploty medzi tvárou používateľa a kontaktným bodom náhlavnej súpravy pomocou infračervenej termovíznej kamery. Štúdia zistila, že subjektívne tepelné nepohodlie pozitívne korelovalo s časom používania, teplotou mikroklímy, relatívnou vlhkosťou a oblasťou pokrytia displeja. Navrhli, že pri návrhu HMD by sa malo zvážiť zmenšenie oblasti pokrytia displejom na tvári používateľa, najmä oblasti s vysokou mierou potenia.

3.2.2. Vizuálna ergonómia

Ponorenie, ktoré používatelia získajú v prostrediach VR, závisí vo veľkej miere od ich vizuálneho zážitku. V dôsledku toho je výskum vizuálnej ergonómie virtuálnej reality obzvlášť dôležitý. Latencia sa vzťahuje na rozdiel medzi časom potrebným na to, aby zariadenie virtuálnej reality reagovalo na behaviorálny signál zadaný používateľom, a časom, kým zariadenie VR predstaví signál. V septembri 2020 vyvinul IEEE (Inštitút elektrotechnického a elektronického inžinierstva) štandard HMD na zníženie chorôb virtuálnej reality. Spomínalo sa, že latencia virtuálnej reality môže ovplyvniť ponorenie používateľa a spôsobiť nepríjemnosti, čo kladie nové požiadavky na hardvér HMD. Latencia by mala byť čo najnižšia, prijateľná bude latencia 20 ms alebo ešte menej [36]. Snímková frekvencia je počet snímok za sekundu, pri ktorých sa obraz obnoví, a nízka snímková frekvencia môže spôsobiť blikanie. Keďže blikanie a nízka snímková frekvencia môžu u citlivých používateľov spôsobiť príznaky, ako sú bolesti hlavy, únava očí a záchvaty, snímková frekvencia v obsahu VR musí byť synchronizovaná s obnovovacou frekvenciou VR HMD. Odporúča sa, aby minimálna snímková frekvencia nebola nižšia ako 30 fps (snímok za sekundu) pre obrázky, 60 fps pre grafiku a 90 fps pre interaktívny obsah. Čím vyššie je rozlíšenie obrazu VR v pixeloch na palec (PPI), tým jasnejší bude obsah zobrazený na obrazovke.

Problémy vizuálnej ergonómie spôsobené VR sa odrážajú najmä v dvoch aspektoch zrakovej únavy a nevoľnosti z pohybu.

3.2.2.1. Vizuálna únava.HMD môže spôsobiť zrakovú únavu [36]. Sheedy a kol. [37] klasifikovali symptómy namáhania očí na vonkajšie a vnútorné symptómy podľa lokalizácie. Hlavnými vonkajšími príznakmi sú pálenie, podráždenie, slzenie a suchosť. Tieto príznaky sú spôsobené rôznymi faktormi, ako je otváranie očných viečok, uprený pohľad, uprený pohľad, čítanie malých písmen a blikanie v prednej a spodnej časti oka. Vnútorné príznaky sú najmä bolesť, napätie a bolesť hlavy.

Pri analýze príčin zrakovej únavy spôsobenej HMD Peli [38] naznačil, že to bolo spôsobené nesúladom medzi konvergenčnou vzdialenosťou očí a ohniskovou vzdialenosťou. Yano a kol. [39] navrhli, že pri prezeraní stereoskopických obrazov môže rozdiel medzi požiadavkami na kondicionovanie a konvergenciu klásť veľký dôraz na vizuálny systém, čo vedie k únave očí a merateľným zmenám vo funkcii zraku. Bando a spol. [40] pozorovali, že experimenty v prostredí VR boli náchylnejšie na vizuálnu únavu ako experimenty v prostredí LCD, hlavne kvôli skresleniu obrazu alebo presluchu pri stereoskopickom sledovaní a blízkosti medzi zdrojom osvetlenia a očami.

3.2.2.2. Vizuálne vyvolaná kinetóza.Vizuálne vyvolaná pohybová choroba (VIMS) sa môže vyskytnúť počas alebo po vystavení virtuálnemu prostrediu, čo spôsobuje užívateľovi nepohodlie, charakterizované príznakmi ako nevoľnosť, bolesť hlavy a dezorientácia [41]. VIMS je hlavnou prekážkou, ktorú treba prekonať vo virtuálnej realite. Odhaduje sa, že približne 30–80 % ľudí zažije určitý stupeň ochorenia pri používaní virtuálnej reality [42]. Preto sa táto časť zameria na VIMS vo virtuálnom prostredí.

Predchádzajúce teórie naznačujú, že kinetóza pramení z mechanizmu reakcie tela na otravu jedlom – keď sa toxíny zistia v jedle, mozog spustí poruchu vnímania, ktorá núti telo zvracať toxické jedlo. Samozrejme, takéto tvrdenia je ťažké podložiť a súčasné všeobecné teórie sa zameriavajú najmä na zámenu vizuálnych pohybových signálov. Medzi hlavné príčiny kinetózy patria konflikty medzi vizuálnymi informáciami a informáciami o pohybe končatín, konflikty v regulácii zrakovej vergencie, nadmerná binokulárna paralaxa a diskontinuálne zmeny paralaxy [43]. Teória zmyslových konfliktov predpokladá, že kinetóza nastáva, keď zmyslové signály, najmä signály súvisiace s vlastným pohybom, z rôznych zmyslových systémov (napr. zrakový systém, vestibulárny systém, proprioceptory) sú buď vo vzájomnom konflikte, alebo silne porušujú očakávania založené na predchádzajúcich skúsenosti [44]. Preto je nevyhnutné obmedziť konflikty, aby sa predišlo kinetóze [45]. Na zníženie kinetózy Mizukoshi a spol. [45] vyvinuli metódu škálovania pre systémy diaľkového ovládania master-slave založenú na pohybe pohľadu hlavy smerom k objektu alebo od neho.

VIMS ovplyvňujú individuálne faktory [46]. Tieto faktory zahŕňajú vek (mladší jedinci sú náchylnejší ako starší jedinci), pohlavie (ženy sú náchylnejšie ako muži) a osobnostné faktory (jedinci s nízkou extraverziou, s vysokým neurotizmom a/alebo s vysokou úzkosťou sú všetci náchylnejší) [41, 47].

Mnohé z faktorov, ktoré vyvolávajú pohybovú nevoľnosť, súvisia s hardvérom a displejmi simulátora VR [44]. Štúdie o faktoroch súvisiacich s hardvérom HMD vedúcich k kinetóze zahŕňajú najmä typy zobrazovacích zariadení (obrazovka, monitor a displej prilby) [48–50], zorné pole (FoV) [51, 52], časové oneskorenie [53], snímková frekvencia [54] a blikanie [55]. Zorné pole sa vzťahuje na veľkosť oblasti, ktorú môže používateľ pozorovať. Malé FoV označuje úzku pozorovaciu oblasť a používateľ musí často pohybovať obrazovkou. Zatiaľ čo malé FoV je charakterizované zníženým ponorením do obrazu a vizuálnym poznaním, veľké FoV môže viesť k skresleniu obrazovky, čo spôsobuje, že používatelia pociťujú závraty alebo nepohodlie [56].

Latencia VR môže rozptyľovať používateľov, čo ovplyvňuje ich pohodlie a intenzitu kinetózy [57]. Lee a spol. použili metodiku Delphi na vyhodnotenie účinku HMD na kinetózu a zistili, že latencia bola najkritickejším faktorom pre komfort zobrazenia prilby [56]. Hromadenie blikania spúšťa u používateľa nevoľnosť z pohybu.

Hodnotenie VIMS sa delí najmä na subjektívne hodnotenie a objektívne hodnotenie. Subjektívne hodnotenie je v podstate štúdiom názorov väčšiny predmetnej skupiny a môže priamo odrážať pocity používateľov. Bežne používaným dotazníkom na hodnotenie kinetózy je Simulator Sickness Questionnaire (SSQ), ktorý navrhol Kennedy v roku 1993 [41]. SSQ hodnotí kinetózu celkovým skóre na základe troch faktorov: nevoľnosť, okulomotorika a dezorientácia.

SSQ sa široko používa na meranie príznakov a symptómov spojených s vojenskými simulátormi virtuálnej reality [41, 58]. Niektoré položky v SSQ však majú malú koreláciu s meraním pohybovej choroby v prostrediach virtuálnej reality [59]. SSQ sa v posledných rokoch neustále zlepšuje, Kim a kol. [60] tvrdili, že niektoré položky v SSQ nie sú relevantné pre symptómy v prostrediach VR a navrhli dotazník o chorobe virtuálnej reality (VRSQ). VRSQ sa skladá z dvoch častí: očný diskomfort a porucha orientácie, ktorá vylučuje nevoľnosť, keďže nevoľnosť má malý vplyv na kinetózu v prostredí VR.

Subjektívne hodnotenie je pohodlné a široko používané. Podlieha však individuálnym vplyvom a môže dosiahnuť len hrubé zmeny. Naproti tomu objektívne hodnotenie má výhody menšej chyby merania a priameho merania odozvy ľudského tela. Má však aj obmedzenia používania zariadenia a neintuitívne údaje. Výskumníci preto často využívajú metódu kombinácie subjektívneho hodnotenia s objektívnym meraním.

Posturálna nestabilita bola identifikovaná ako kľúčový prediktor kinetózy [61]. Meranie posturálnej nestability zahŕňa dva typy metód: metódu posúdenia ťažiska a metódu posúdenia dráhy. Pri metóde zisťovania ťažiska možno pomocou silovej platne otestovať nestabilitu držania tela v stoji [62]. Zmeny polohy stredu tlaku v predo-zadnej (AP) a mediálno-laterálnej (ML) osi sa zaznamenávajú pri frekvencii 50 Hz. Účinky zrakovej úlohy a kinetózy sa sústreďujú hlavne v predo-zadnej osi. V metóde určovania dráhy sa magnetický senzor používa na zaznamenávanie údajov o polohe subjektu a ich fixovanie do stredu chrbta účastníka [63], pričom zbiera údaje o dráhe na osiach X a Y pri frekvencii 120 Hz. Časová zložitosť nestability pozície sa študuje pomocou entropie vzorky a normalizovanej dĺžky dráhy a veľkosť nestability pozície sa študuje pomocou eliptickej plochy a dĺžky dráhy.

Ďalšie objektívne fyziologické údaje ako elektrookulogram (EEG), elektrokardiogram (EKG), elektroencefalogram (EOG), galvanická kožná odpoveď (GSR) a fotopletyzmogram (PPG), krvný tlak (BP), srdcová frekvencia (HR), pulzová frekvencia, frekvencia žmurkania možno použiť aj ako objektívne hodnotiace ukazovatele kinetózy [43, 64, 65].

3.3. Ergonomické problémy súvisiace so softvérovými faktormi

Softvérový obsah virtuálnej reality má malý vplyv na fyzické ergonomické aspekty a nebude sa tu rozoberať. Problémy s vnímaním a vizuálna únava pokračujú a dokonca sa rozširujú pri používaní HMD s integrovanými displejmi na blízko [66]. Preto sa o otázkach ergonómie súvisiacich so softvérovými faktormi diskutuje hlavne v dvoch dimenziách: vizuálna ergonómia a kognitívna ergonómia.

3.3.1. Vizuálna ergonómia

3.3.1.1. Vizuálna únava:Obsah VR môže tiež ovplyvniť vizuálny komfort a spôsobiť zrakovú únavu. Choy a kol. [67] preukázali, že účastníci, ktorí si pozerali stereoskopické 3D (S3D) pomocou zariadenia virtuálnej reality, vykazovali vyššie skóre SSQ ako účastníci používajúci iné zariadenia. Kooi a Toet [68] skúmali vplyv defektov binokulárneho obrazu na zrakovú únavu systému stereo videnia. Zistili, že takmer všetky asymetrie binokulárneho obrazu výrazne znižujú vizuálny komfort.

3.3.1.2. VIMS:Okrem individuálnych rozdielov a hardvérových faktorov HMD, faktory, ktoré môžu spôsobiť kinetózu, sú zvuk a obsah [69]. Výskyt pohybovej nevoľnosti vyvolanej virtuálnou realitou preto koreluje s návrhom obsahu softvéru. Štandard IEEE [36] uvádza, že neprirodzené a náhle pohyby virtuálnych kamier a asynchrónne správanie, ktoré nezodpovedajú vizuálnemu zážitku z obsahu VR, môžu používateľovi spôsobiť závraty a nepohodlie, a navrhuje, že snímková frekvencia v obsahu VR musí byť synchronizovaná s obnovovacou frekvenciou HMD. V prípade obsahu VR s vysokou zložitosťou obrazu sú používatelia nútení rozpoznať veľké množstvo vizuálnych informácií, čo môže tiež viesť k chorobe VR. Dynamické scény sú preto náchylné spôsobiť symptómy kinetózy, čo vedie k tomu, že používatelia opúšťajú hodnotenie [70], zatiaľ čo v statických scénach je hlásených len málo významných nepríjemností [71].

Keshavarz a Hecht [72] zistili, že príjemné zvuky v prostredí simulátora môžu znížiť nevoľnosť z pohybu, najmä keď príjemné zvuky spôsobujú, že sa účastníci cítia uvoľnene. Smer zvuku by však mal byť určený polohou hlavy používateľa a nesúlad medzi zdrojom zvuku a skutočným prehrávaním zvuku môže tiež viesť k ochoreniu virtuálnej reality [36].

【Ďalšie informácie:{1}} / WhatsApp:{0}}】