Facebook AR/VR团队研究探索基于手臂锚定的3D UI交互

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UI控件布局的设计将会从手周围的空间(手锚定UI)迁移到手臂周围的空间(臂锚定UI)

映维网 2021年05月31日)随着用于增强现实和虚拟现实的商用头戴式显示器的普及,以自我为中心的3D交互技术又重新兴起。其中,一系列的技术允许用户在三维环境中移动,并通过控制器直接操纵虚拟场景中的对象。例如在《Blocks》中,将双面调色板接到用户非支配手的控制器,支配手的控制器则可用于选择。又如,《Tilt Brush》将具有多层UI控件的虚拟棱镜锚定到非主控制器,主控制器则可用于滚动浏览。

各种技术都会提供这种“调色板+笔刷”的范式,允许用户利用自己的本体感在3D空间中定位自己的非支配手,同时无需显式搜索菜单。所以,本体感创造了一个参照系,减少了寻找调色板所需的视觉和心理努力。这种技术利用双手的不对称性来将任务流中断情况降到最低,这样每次选择调色板时,用户的注意力就不会从主要任务转移。

根据这一观察,专注于发明人机交互未来的Chatham Labs和Facebook Reality Labs的研究人员进一步探索了非对称双手交互技术。随着应用程序复杂性的增长和人体追踪技术的成熟,团队设想UI控件布局的设计将会从手周围的空间(手锚定UI)迁移到手臂周围的空间(臂锚定UI)。

团队指出,包裹在非支配臂周围的3D调色板可以为用户提供更大的工作空间,同时允许其利用双手交互和本体感的好处。团队进一步评估了手臂锚定UI控件的好处。在一个跑步场景中,跑步应用程序可以在用户手臂的一侧显示当前进度,而音乐应用程序可以在同一手臂的另一侧显示当前播放列表。这样,用户能够通过旋转前臂来快速浏览不同的应用程序。用户同时可以使用前臂的滑动手势调用函数,如暂停音乐。所述例子展示了利用用户对手臂的本体感而在3D环境中部署手臂锚定UI控件的潜在有用性。

尽管商业应用程序和先前的研究项目已经探索了将控件附加到用户的手、手腕或手臂上,但所述应用程序在很大程度上是2D界面迁移UI设计实践。相比之下,使用用户四肢周围的完整3D空间可能会有机会“以更多样化的布局显示更多项目”。

这带来了各种开放性的研究问题,例如:用户手臂周围的哪些区域可以最快速、最准确地定位?手臂周围的3D UI控件的性能优化布局是什么?用户能否感知并利用各个轴进行交互?

所以,团队在一份名为《Armstrong: An Empirical Examination of Pointing at Non-Dominant Arm-Anchored UIs in Virtual Reality》的论文中探索了手臂锚定UI的适当性和可用性,并针对现有AR设备视场有限的问题而在虚拟现实中进行了一项实验。其中,研究人员测量了用户交互吞吐量并生成热图,同时阐明手臂周围经度、纬度和高度维度的不同组合的有用性。然后,综合定性和定量结果来描述72个位置的能见度,可达性和舒适性。

对于这篇论文,团队研究确定了手臂周围具有不同表现水平和主观偏好的区域,例如靠近皮肤、手腕周围,或者在前臂内侧的目标可以比其他位置的目标更快地进行选择。另外,团队确定了由此产生的独特运动策略,例如将手臂移到视场中心。

更多信息可点击阅读具体的论文《Armstrong: An Empirical Examination of Pointing at Non-Dominant Arm-Anchored UIs in Virtual Reality》

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