混合现实的沉浸式参与可以通过反应时间来衡量

在混合现实的现实世界/数字世界交叉中，用户与程序的沉浸式互动称为临场感。现在，麻省大学阿默斯特分校的研究人员率先将反应时间确定为潜在的存在测量工具。他们的研究结果发表在 IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics上，对于向用户实时校准混合现实具有重要意义。

“在虚拟现实中，用户处于虚拟世界中;他们与周围的物理世界没有任何联系，”电气和计算机工程助理教授、该论文的作者法蒂玛·安瓦尔 (Fatima Anwar)解释道。“混合现实是两者的结合：你可以看到你的物理世界，但最重要的是，你拥有与空间相关的虚拟信息。” 她以将虚拟键盘连接到物理桌子上为例。这类似于增强现实，但更进一步，使数字元素与用户和环境更具交互性。

混合现实的用途在游戏中最为明显，但安瓦尔表示，它正在迅速扩展到其他领域：学术、工业、建筑和医疗保健。

然而，混合现实体验的质量各不相同：“用户是否感觉自己身处该环境中?他们的身临其境感如何?这对它们与环境的相互作用有何影响?” 安瓦尔问道。这就是“存在”的定义。

到目前为止，在用户退出混合现实程序后，通过主观问卷来测量存在感。不幸的是，当事后测量存在感时，很难捕捉用户对整个体验的感受，尤其是在长时间曝光的场景中。(此外，人们在描述自己的感受时不太清楚，这使得他们成为不可靠的数据源。)最终目标是即时测量存在感，以便可以立即调整混合现实模拟以获得最佳存在感。“哦，他们的存在感正在下降。让我们进行干预，”安瓦尔说。

计算机工程博士生兼首席研究作者Yasra Chandio以医疗程序为例说明了这种实时存在校准的重要性：如果外科医生需要毫米级精度，他们可能会使用混合现实作为指导来告诉他们正是他们需要操作的地方。

“例如，如果我们只是将器官展示在他们面前，而不根据外科医生的身高进行调整，那么这可能会延误外科医生的时间，并且可能会给他们带来不准确的结果。”她说。存在感低还会导致晕机症，当用户的身体感知与他们所看到的内容不一致时，身体就会出现头晕或恶心的感觉。然而，如果混合现实系统在内部监视存在，它可以实时进行调整，例如将虚拟器官渲染移近眼睛水平。

混合现实中可以连续被动测量的一个标志是反应时间，或者用户与虚拟元素交互的速度。通过一系列实验，研究人员确定反应时间与存在感相关，反应时间慢表示存在感低，反应时间长表示存在感高，即使数据集较小，预测准确度也可达 80%。

为了测试这一点，研究人员将参与者置于经过修改的“水果忍者”混合现实场景中(没有评分)，调整数字元素的真实程度来操纵存在。

存在感是两个因素的组合：地点错觉和似真性错觉。“首先，虚拟物体应该看起来真实，”安瓦尔说。那是地方错觉。“​​物体应该关注物理事物的外观，第二件事是：它们的行为是否真实?他们在现实世界中的行为遵循物理定律吗?” 这是似是而非的错觉。

在一项实验中，他们调整了位置错觉，水果要么呈现为栩栩如生的水果，要么呈现为抽象的卡通。在另一项实验中，他们通过以正确的直立位置或侧面显示装满咖啡的杯子来调整合理性错觉。

他们发现：人们对栩栩如生的水果的反应比对卡通食物的反应更快。同样的事情也发生在咖啡杯的合理性和难以置信的行为上。

反应时间是衡量存在感的一个很好的指标，因为它可以突出显示虚拟元素是一种工具还是一种干扰。“如果一个人感觉不存在，他们就会调查那个环境并找出答案，”钱迪奥解释道。“他们的感知认知集中在手头任务以外的事情上，因为他们正在弄清楚正在发生什么。”

“有些人会争论，&luo;为什么你不首先创造出最好的场景呢?&ruo; 但这是因为人类非常复杂，”钱迪奥解释道。“对我有用的方法可能对你不起作用，也可能对法蒂玛不起作用，因为我们有不同的身体，我们的双手移动方式不同，我们对世界的看法也不同。我们的看法不同。”

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