弗吉尼亚理工团队开发PRIMO技术实现VR多尺度缺陷检测
结果表明，非结构化导航可以比结构化导航快，只显示选中的部分可以比显示整个对象快。然而，使用显示一切模式可以支持更好的位置感知和对象理解。
（映维网Nweon 2025年05月29日）在虚拟现实中，在大而密集的物体中定位小特征是一个重大的交互挑战。尽管现有的多尺度技术支持不同级别尺度之间的转换，但它们并不专注于处理具有隐藏特征的密集、同构对象。
在一项研究中，美国弗吉尼亚理工大学和劳伦斯利弗莫尔国家实验室团队提出了一种新颖的方法，将渐进式细化的概念应用于VR导航，并实现集中检查。
他们进行了一项用户研究，在设计中改变了两个独立的变量，以更好地了解它们对多尺度导航的效率和意识的影响。结果表明，非结构化导航可以比结构化导航快，只显示选中的部分可以比显示整个对象快。然而，使用显示一切模式可以支持更好的位置感知和对象理解。
增材制造能够制造具有复杂内部几何形状的物体。尽管物体的尺寸可以以米为单位，但组件容易受到毫米级缺陷的影响，并可能影响结构完整性。尽管特定缺陷可以通过视觉检测到，并且特定压力测试可以应用于物理部分，但较小的缺陷只能通过CT扫描可视化，并对扫描生成的每层进行手动检查，而这在规模上是不切实际的。
扫描可以在3D中可视化，但是在检查过程中，比例差异可能会成为一个挑战，因为很难在比必须视觉验证的缺陷大一个或多个数量级的对象中导航。
另外，这种物体的致密结构意味着缺陷通常会存在遮挡。挑战的一个后果是，目前没有标准的程序来验证产品是否根据规范创建。
团队研究了虚拟现实技术的使用，以检查制造组件的数字孪生（由CT扫描或其他复制过程生成的几何网格），使操作员能够及时准确地发现和评估缺陷，同时提高他们对多个缺陷如何相互关联并在整个对象中传播的理解。
这种检查可以描述为在密集、同质物体中的多尺度导航任务。现有的技术提出了多种方法来实现VR中的多尺度导航，可以是连续的，或可以是离散的。然而，相关技术主要关注具有明确层次意义的结构或发生在开放区域。它们没有考虑到检查致密、均匀物体的细微差别，这意味着缺陷区域可能难以看到，难以触达，并且减少了支持位置感知的landmark。
尽管研究关注的是制造零件的具体问题，但这种检测可以应用于其他领域，如土壤的地质分析，检查复合材料的内部缺陷，评估雕塑或建筑结构的内部缺陷，检查机械内部的缺陷或磨损，以及检查神经网络或细胞等生物结构。
具体来说，团队通过将渐进式细化的概念应用于多尺度导航来解决这个问题。渐进式细化主要提出用于杂乱环境中的选择目的，其中初始选择将包括多个对象，然后根据它们的接近程度逐步细分为组，直到可以选择单个对象。
尽管传统的导航技术定义了如何在环境中移动用户，但团队的渐进式优化导航是以对象为中心，用户可以保持自己的位置，对象根据他们想要关注的位置进行缩放和重新定位。
尽管多尺度转换会引起模拟器眩晕和定向障碍，但所提出方法允许用户以快速、系统和有效的方式选择他们想要关注的区域。研究人员设计了一种称为多尺度物体检测的渐进细化方法（PRIMO），并确定了PRIMO设计的两个关键特征：导航风格（结构化或非结构化）和显示模式（选择vs一切）。
用户研究调查了它们对效率的影响，导航过程中的位置意识，以及对制造对象缺陷的总体理解。结果表明，当用户选择任意区域而只显示焦点子区域时，可以减少导航时间。团队同时发现，显示整个物体可以帮助提高位置意识和整体物体的理解。
总的来说，团队探索了VR多尺度导航技术在密集、均匀物体中的设计空间，同时使用渐进细化的概念。他们提出了PRIMO。这是一种允许用户遍历对象的方法，以检查标记为潜在缺陷的小区域。通过一项用户研究，团队改变了交互设计的两个独立变量以理解权衡，并获得可以推广的指导方针。
结果表明，通过允许用户选择对象内的任意区域并仅显示当前聚焦的子体积，可以最大限度地减少导航时间。他们同时发现，有证据表明，非结构化导航可以比结构化导航更好地理解整体对象。另外，显示所有一切可能有助于位置意识和整体对象理解。基于结果，并给予空间意识比速度更多的权重，研究人员建议最佳混合技术将使用非结构化导航，并在默认情况下仅显示选定的子区域，但能够切换显示所有内容。
