Virtualios realybės ergonomikos vertinimų apžvalga 1 dalis

Abstraktus

FONAS:Virtuali realybė (VR) – tai technologijų derinys, leidžiantis vartotojui sąveikauti su imituota aplinka, pasineriant į interaktyvumą ir vaizduotę. Tačiau ergonominės problemos, susijusios su virtualia realybe, turi neigiamą poveikį vartotojų sveikatai ir patirčiai, o tai riboja virtualios realybės technologijų taikymą.

Cistanche gali veikti kaip nuovargio ir ištvermės stipriklis, o eksperimentiniai tyrimai parodė, kad Cistanche tubulosa nuoviras gali veiksmingai apsaugoti kepenų hepatocitus ir endotelio ląsteles, pažeistas plaukiojančiose plaukiojančiose kūno masės, reguliuoti NOS3 ekspresiją ir skatinti glikogeno kiekį kepenyse. sintezė, todėl veikia nuo nuovargio. Cistanche tubulosa ekstraktas, kuriame gausu feniletanoido glikozidų, gali žymiai sumažinti kreatinkinazės, laktato dehidrogenazės ir laktato kiekį serume bei padidinti hemoglobino (HB) ir gliukozės kiekį ICR pelėse, o tai gali atlikti nuovargį mažinantį vaidmenį mažinant raumenų pažeidimus. ir sulėtinti pieno rūgšties sodrinimą pelėms energijos kaupimui. Sudėtinės Cistanche Tubulosa tabletės žymiai pailgino plaukimo laiką plaukiant su svoriu, padidino kepenų glikogeno atsargas ir sumažino karbamido kiekį serume po mankštos pelėms, parodydamos jo nuovargį mažinantį poveikį. Cistanchis nuoviras gali pagerinti sportuojančių pelių ištvermę ir pagreitinti nuovargio pašalinimą, taip pat gali sumažinti kreatinkinazės koncentracijos serume padidėjimą po krūvio ir palaikyti normalią pelių skeleto raumenų ultrastruktūrą po mankštos, o tai rodo, kad jis turi poveikį. stiprinti fizinę jėgą ir kovoti su nuovargiu. Cistanchis taip pat žymiai pailgino nitritais apsinuodijusių pelių išgyvenimo laiką ir padidino toleranciją hipoksijai ir nuovargiui.

Spustelėkite išnaudotą

【Daugiau informacijos:george.deng@wecistanche.com / WhatsApp:8613632399501】

TIKSLAS:Straipsnyje siekiama apžvelgti VR ergonominį vertinimą tolimesniam VR programinės ir techninės įrangos vystymui.

METODAI:Šiame straipsnyje aprašomos ir aptariamos ergonomikos problemos, susijusios su VR programine ir aparatine įranga trimis aspektais: vizualiniu, fiziologiniu ir pažinimo. Straipsnyje taip pat apibendrinami tyrimo metodai ir vertinimo metrika.

REZULTATAI:Buvo atlikta daug bandymų tirti VR ergonomikos problemas, daugiausia įskaitant spaudimą, raumenų nuovargį, šiluminį komfortą, regos nuovargį ir judesio ligą. Ergonomikos studijos labai vertingos su virtualia realybe susijusiems tyrimams. Yra suvestinė lentelė, kurioje pateikiami pagrindiniai vertinimo rodikliai ir metodai.

IŠVADOS:Remiantis dabartiniais tyrimais, šioje apžvalgoje pateikiamos trys rekomendacijos dėl tolesnių VR tyrimų, kurios bus naudingos tolesniems į žmogų orientuotiems tyrimams ir projektavimo darbams VR pramonėje.

Raktiniai žodžiai:Virtuali realybė, ekranas ant galvos, ergonomika / žmogiškieji veiksniai, vertinimo metodai

1. Įvadas

Remiantis kompiuterinių technologijų plėtra, virtualioji realybė sujungia elektronines informacines technologijas ir modeliavimo technologijas, kad sukurtų skaitmeninę aplinką, kuri regėjimo, klausos ir lytėjimo požiūriu yra labai panaši į realią aplinką. Vartotojas sąveikauja su objektais skaitmeninėje aplinkoje naudodamas reikiamą įrangą, kad sukurtų įtraukiantį potyrį. Virtualios realybės technologija turi tris pagrindines charakteristikas: panardinimą, sąveiką ir vaizduotę [1]. Šios trys pagrindinės savybės vadinamos 3I virtualios realybės ypatybėmis.

Tobulėjant produktyvumui ir nuolat tobulėjant technologijoms, virtualios realybės technologijų paklausa įvairiose pramonės šakose didėja. VR technologija dabar plačiai naudojama krašto apsaugos ir kariuomenės, švietimo ir mokymo, žaidimų ir pramogų, sveikatos priežiūros, pramonės gamybos ir kitose srityse. 5 G yra naujos kartos plačiajuosčio mobiliojo ryšio technologija, pasižyminti dideliu greičiu, mažu vėlavimu ir dideliu ryšiu. Tai tinklo infrastruktūra, skirta žmonių, mašinų ir daiktų tarpusavio ryšiui realizuoti. Besiformuojančios 5 G architektūros sudėtingumas suteiks daug galimybių praktikams ir atvers naujų įdomių perspektyvų tyrimams [2]. Sukūrus 5 G, VR pritaikymas ateityje bus daug platesnis. Šiais laikais virtuali realybė laikoma viena iš pagrindinių technologinių tendencijų, skatinančių visų žmogaus gyvenimo sričių skaitmeninimą [3].

Tačiau virtualios realybės vartotojo patirtis nėra tobula dėl techninių apribojimų. Patys virtualios realybės gaminiai kenčia nuo per didelio įrangos svorio, didelio vietinio slėgio, šiluminio diskomforto, regėjimo nuovargio, judesio ligos ir kt., dėl kurių žmonės nenori ilgai nešioti ausinių. Šios problemos ne tik neigiamai veikia vartotojų sveikatą ir naudojimą, bet ir riboja virtualios realybės technologijų taikymą bei jos diegimą visuomenei. Todėl, didėjant konkurencijai VR pramonės aplinkai, svarbu atlikti virtualios realybės ergonomikos tyrimus. Šiame darbe apžvelgiami ergonominiai tyrimai, susiję su VR aparatine ir programine įranga, ir siekiama padėti atlikti į žmogų orientuotus VR tyrimus ir kurti produktus.

2. Ergonomikos tyrimų svarba virtualiai realybei

Pagal 2000 m. TEA (Tarptautinės ergonomikos asociacijos) [4] pateiktą apibrėžimą, „Ergonomika (arba žmogiškieji veiksniai) yra mokslo disciplina, susijusi su žmonių ir kitų sistemos elementų sąveikos supratimu bei profesija, kuri taikoma. teorija, principai, duomenys ir metodai, skirti optimizuoti žmonių gerovę ir bendrą sistemos veikimą. Virtualios realybės technologija, kurianti svaiginančią aplinką, bus tinkamas sprendimas gerinant darbo vietos ergonomiką [5, 6].

Virtualios realybės technologijos sulaukė didelio ergonomistų dėmesio. Dar 1998 metais Stanney padarė išvadą, kad žmogiškųjų faktorių tyrimai virtualioje realybėje yra susiję su žmogaus veiklos efektyvumu, sveikatos ir saugos problemomis bei socialiniu poveikiu, ir atkreipė dėmesį, kad virtualioje realybėje reikėtų visapusiškai atsižvelgti į žmogiškuosius veiksnius [7]. Šalutinis poveikis ir vėlesnis dalyvavimo virtualioje aplinkoje (VE) poveikis, VR aparatinės ir programinės įrangos sąsajų tinkamumas ir dalyvių našumą lemiančių veiksnių supratimas yra pagrindinės pastarojo meto VR ergonominių tyrimų temos [8]. Šiame darbe apžvelgiame VR aparatinės ir programinės įrangos ergonomikos tyrimus trimis aspektais, įskaitant fizinę ergonomiką, vizualinę ergonomiką ir kognityvinę ergonomiką, ir apibendriname ergonominius klausimus, metodus, rodiklius ir ateities tendencijas. Ši sisteminga peržiūra bus naudinga kuriant į žmogų orientuotą dizainą VR pramonėje ir gali padidinti VR populiarumą.

3. Virtualios realybės ergonomikos klausimai

3.1. VR sistemos sudėtis

Virtualios realybės sistemos yra skirtos sukurti interaktyvią virtualią aplinką ir apima tiek techninės, tiek programinės įrangos komponentus. Techninę įrangą galima suskirstyti į įvesties ir išvesties įrenginius. Į programinę įrangą daugiausia įtraukta 3D modeliavimo programinė įranga, atvira virtualios realybės platforma ir virtualios realybės variklis (1 pav.).

3.1.1. Aparatūros komponentai

Virtualios realybės sistemos aparatinės įrangos komponentai apima įvesties ir išvesties įrenginius. Įvesties įrenginius daugiausia sudaro duomenų pirštinės, vairasvirtės ir judesio stebėjimo priemonės. Išvesties įrenginiai naudojami VR aplinkai pristatyti vartotojui ir grįžtamajam ryšiui, įskaitant vaizdinius, garsinius ir haptinius ekranus [9]. Išvesties įrenginius daugiausia sudaro virtualios realybės ant galvos montuojamas ekranas (HMD), urvas (automatinė virtuali aplinka), VR akiniai ir ausinės. Palyginti su tradicine HMD, virtualios realybės viskas viename ausinėse yra nepriklausomas procesorius, kad sistema būtų belaidė. Ahn ir kt. [10] pasiūlė, kad būsimi virtualios realybės įrenginiai turėtų apsvarstyti kelių vartotojų virtualios realybės aplinkas ir belaidžio ryšio problemas. Jie tikėjo, kad belaidžiai ir bekontakčiai virtualios realybės įrenginiai yra ateities VR technologijos tendencijos.

3.1.2. Programinės įrangos komponentai

Virtualios realybės sistemos programinė įranga daugiausia susideda iš 3D modeliavimo programinės įrangos, atviros virtualios realybės platformos ir variklio. Virtualios realybės modeliavimas, pagrįstas 2D piešimo programine įranga. 3DS Max®, AutoCAD®, Softimage 3D® ir Maya® yra komerciškai prieinamos dažniausiai naudojamos 3D modeliavimo programinės įrangos pavyzdžiai. VR atviroje platformoje yra prieinamas virtualios realybės programinės įrangos kūrimo rinkinys (VR SDK). „Oculus“ teikia nuolat atnaujinamą SDK, kad būtų galima kurti prototipus ir įtraukti visuomenę į programų kūrimo procesą. O variklis yra universalus virtualios realybės kūrimo ir kūrimo įrankis. Įprastų VR variklių pavyzdžiai yra „Unreal Engine 4®“, „Unity 3D®“, „Cry ENGINE®“ ir „VR Platform®“.

3.2. Ergonomikos problemos, susijusios su aparatūros veiksniais

HMD laikomas populiariausiu virtualios realybės įrenginiu [11]. Jis pagrįstas judesio sekimo realiuoju laiku sistema, kuri pateikia virtualų pasaulį vartotojo matymo lauke. Todėl čia aptariami žmogiškųjų faktorių klausimai, susiję su VR aparatūros veiksniais, daugiausia skirti HMD, daugiausia dėmesio skiriant fizinei ergonomikai ir vizualinei ergonomikai.

3.2.1. Fizinė ergonomika

3.2.1.1. Slėgis.Įvairių HMD svoris, svorio pasiskirstymas ir dėvėjimo stilius gali sukelti skirtingą spaudimą veido atraminiam taškui, taip paveikdami bendrą subjektyvų vartotojo diskomfortą [12]. HMD slėgio tyrimai buvo skirti tiek fiziniam krūviui, tiek kontaktiniam slėgiui.

Kaklo sąnario sukimo momentas yra svarbus kūno apkrovos vertinimo indeksas, kurį labai įtakoja svoris ir masės centras, ir jis didėja didėjant HMD masei [13]. Minimali kaklo sąnario sukimo momento masės centro padėtis skiriasi priklausomai nuo bandomosios pozos, o rekomenduojamas masės centro diapazonas nustatomas pagal laikyseną. Svoris ir svorio centro padėtis turi didelę įtaką subjektyviam kūno apkrovos lygio suvokimui [14]. LeClair ir kt. [15] paminėjo, kad didžiausia leistina šalmo masė yra apie 1000 g, todėl ant galvos tvirtinamo ekrano didžiausia masė neturėtų viršyti 1000 g.

Kontaktinis slėgis daugiausia susidaro iš septynių pagrindinių galvos ir veido sąlyčio su HMD sričių, įskaitant nosies tiltelį, skruostikaulius, antakius, kaktą, smilkininį kaulą, viršugalvį ir pakaušį [16]. Galvos ir veido kontaktinis slėgis yra jautresnis HMD svorio centro padėčiai. HMD su į priekį nukreiptu svorio centru sukėlė žymiai didesnį nosies kontakto slėgį ir bendrą diskomfortą nei tas, kurio svorio centras buvo atgal [17]. Tyrimai parodė, kad bendras ir nosies subjektyvus diskomfortas buvo glaudžiai susijęs su nosies kontakto slėgiu, o ausis buvo jautriausia diskomfortui, kai svorio centras buvo ant ausies [17]. Lee ir kt. [18] nustatė, kad virtualios realybės ausinės su skirtingų formų kreiviais, liečiančios veido sritį, darė skirtingą spaudimą nosiai. Yan ir kt. [19] ištyrė ryšį tarp virtualios realybės ausinių svorio ir subjektyvaus galvos diskomforto bei slėgio apkrovos ir padarė išvadą, kad dėl lengvesnio svorio vartotojai gali jaustis geriau. Tuo pačiu metu integruotos ausinės yra patogesnės nei minkštos juostos.

3.2.1.2. Raumenų nuovargis.Nuovargis dažniausiai siejamas su raumenų veikla [20]. Akių judėjimas yra natūralus įprotis, o raumenų nuovargis pasitaiko retai, todėl regos nuovargis iš esmės skiriasi nuo įprasto raumenų nuovargio, kuris yra susijęs su centrinės nervų sistemos veikla [21]. Todėl šiame dokumente HMD regėjimo nuovargio tyrimas aptariamas atskirai nuo HMD raumenų nuovargio tyrimo.

Pačios HMD svoris gali sukelti nuovargį. Dėl papildomo šalmo svorio galvos ir šalmo svorio centras gali judėti į priekį. Tuo pačiu metu tai taip pat gali padidinti kaklo inerciją [22]. Remiantis Surface EMG analize, kiekvienos treniruotės metu pastarųjų kelių valandų nuovargio lygis yra žymiai didesnis nei pirmųjų valandų po HMD nešiojimo [22].

Skirtingos taikinių pozicijos virtualios realybės sąveikoje taip pat gali turėti įtakos raumenų ir kaulų sistemos apkrovai bei užduočių atlikimui [23]. Siekiant sumažinti raumenų ir kaulų sistemos diskomfortą bei sužalojimo riziką, VR sąveikoje reikėtų vengti perteklinių vertikalių taikinių pozicijų. Nicholsas [24] nurodė, kad norint veiksmingai įvertinti raumenų nuovargio problemas, reikia atlikti ilgalaikius eksperimentus.

Be to, sąveikos metu laisvi viršutinių galūnių gestų judesiai be rankų atramos ir užsitęsusios statinės pozos gali sukelti diskomfortą pečiuose ir nuovargį [25]. Pasikartojanti ir nuolatinė rankų laikysena sąveikos metu taip pat gali sukelti pečių raumenų nuovargį [26].

3.2.1.3. Šiluminis komfortas.Svarbus HMD šiluminis komfortas. Ankstesni tyrimai parodė, kad galvos apdangalų nešiojimas šiltomis sąlygomis gali sukelti subjektyvius šiluminius sutrikimus (STD) [27, 28]. HMD izoliuoja galvos sritį ir gali sukelti šiluminį diskomfortą, o tai savo ruožtu sumažina vartotojo ketinimą dėvėti [29]. Naudotojo galvos šiluminis komfortas turi lemiamą reikšmę bendram asmeniniam komfortui. Remiantis paviršiaus plotu, dalis kūno šilumos išsklaido per galvą [30, 31]. Be to, virtualios realybės ausinės veikimo metu išskiria daug šilumos, o tai reiškia, kad vartotojas jausis karščiau nei dėvėdamas kitus galvos apdangalus (pavyzdžiui, šalmą) [32].

Infraraudonųjų spindulių termografija (IRT) šiais laikais sulaukia vis didesnio dėmesio fiziologiniuose tyrimuose dėl didelio potencialo lengvai ir neinvaziškai įvertinti paviršiaus temperatūros pasiskirstymą ir generuoti atitinkamus šiluminius vaizdus [31, 33, 34]. Dotti ir kt. [31, 33, 34] palygino miniatiūrinių duomenų kaupiklių ir infraraudonųjų spindulių termografijos (IRT) taikymą žmogaus komforto tyrimuose. Wang ir kt. [35] tyrė virtualios realybės ausinių šilumines charakteristikas ir subjektyvų šiluminį diskomfortą. Jie matavo mikroklimato temperatūrą ir santykinę drėgmę naudodami miniatiūrinius duomenų kaupiklius, o temperatūros pasiskirstymą tarp vartotojo veido ir ausinių kontaktinio taško, naudodami infraraudonųjų spindulių šiluminio vaizdo kamerą. Tyrimas parodė, kad subjektyvus terminis diskomfortas teigiamai koreliavo su naudojimo trukme, mikroklimato temperatūra, santykine drėgme ir ekrano aprėpties sritimi. Jie pasiūlė, kad HMD dizainas turėtų apsvarstyti galimybę sumažinti vartotojo veido ekrano aprėpties plotą, ypač sritį, kurioje prakaitavimas yra didelis.

3.2.2. Vizuali ergonomika

Vartotojų pasinerimas į VR aplinką labai priklauso nuo jų vizualinės patirties. Dėl to virtualios realybės vizualinės ergonomikos tyrimai yra ypač svarbūs. Vėlavimas reiškia skirtumą tarp laiko, kurio reikia, kad virtualios realybės įrenginys reaguotų į vartotojo įvestą elgsenos signalą, ir laiko, per kurį VR įrenginys pateikia signalą. 2020 m. rugsėjo mėn. IEEE (Elektros ir elektronikos inžinerijos institutas) sukūrė HMD standartą, skirtą virtualios realybės ligoms sumažinti. Jame buvo paminėta, kad virtualios realybės delsa gali turėti įtakos vartotojo įsitraukimui ir sukelti nepatogumų, o tai kelia naujus reikalavimus HMD aparatūrai. Vėlavimas turėtų būti kuo mažesnis, priimtinas 20 ms ar net mažesnis vėlavimas [36]. Kadrų dažnis yra kadrų per sekundę skaičius, kai vaizdas atnaujinamas, o mažas kadrų dažnis gali sukelti mirgėjimą. Kadangi mirgėjimas ir mažas kadrų dažnis jautriems naudotojams gali sukelti tokius simptomus kaip galvos skausmas, akių nuovargis ir traukuliai, VR turinio kadrų dažnis turi būti sinchronizuotas su VR HMD atnaujinimo dažniu. Rekomenduojama, kad minimalus kadrų dažnis būtų ne mažesnis kaip 30 kadrų per sekundę (kadrų per sekundę) vaizdams, 60 kadrų per sekundę – grafikai ir 90 kadrų per sekundę – interaktyvaus turinio. Kuo didesnis VR vaizdo raiškos pikselių colyje (PPI), tuo aiškesnis bus ekrane rodomas turinys.

VR sukeliamos vizualinės ergonomikos problemos daugiausia atsispindi dviem aspektais – regos nuovargiu ir judesio liga.

3.2.2.1. Regėjimo nuovargis.HMD gali sukelti regėjimo nuovargį [36]. Sheedy ir kt. [37] suskirstė akių įtempimo simptomus į išorinius ir vidinius simptomus pagal vietą. Pagrindiniai išoriniai simptomai yra deginimas, dirginimas, ašarojimas ir sausumas. Šiuos simptomus sukelia įvairūs veiksniai, pvz., vokų atsivėrimas, žvilgsnis, žiūrėjimas į viršų, skaitymas smulkiu šriftu ir mirgėjimas akies priekyje ir apačioje. Vidiniai simptomai dažniausiai yra skausmas, įtampa ir galvos skausmas.

Analizuodamas HMD sukelto regėjimo nuovargio priežastis, Peli [38] teigė, kad jį sukėlė akių konvergencijos atstumo ir židinio nuotolio neatitikimas. Yano ir kt. [39] pasiūlė, kad žiūrint stereoskopinius vaizdus, ​​skirtumas tarp kondicionavimo ir konvergencijos reikalavimų gali sukelti didelį įtampą regos sistemai, o tai gali sukelti akių nuovargį ir išmatuojamus regėjimo funkcijos pokyčius. Bando ir kt. [40] pastebėjo, kad eksperimentai VR aplinkoje buvo labiau linkę į regėjimo nuovargį nei eksperimentai LCD aplinkoje, daugiausia dėl vaizdo iškraipymo ar skersinio pokalbio žiūrint stereoskopiškai ir dėl artumo tarp apšvietimo šaltinio ir akių.

3.2.2.2. Vizualiai sukelta judesio liga.Vizualiai sukelta judesio liga (VIMS) gali pasireikšti virtualioje aplinkoje arba po jos, sukelianti diskomfortą vartotojui, kuriam būdingi tokie simptomai kaip pykinimas, galvos skausmas ir dezorientacija [41]. VIMS yra pagrindinė kliūtis, kurią reikia įveikti virtualioje realybėje. Apskaičiuota, kad naudodamiesi virtualia realybe apie 30–80% žmonių susirgs tam tikru laipsniu [42]. Todėl šiame skyriuje daugiausia dėmesio bus skiriama VIMS virtualioje aplinkoje.

Ankstesnės teorijos teigia, kad judesio liga kyla dėl organizmo reakcijos į apsinuodijimą maistu mechanizmo – kai maiste aptinkami toksinai, smegenys sukelia suvokimo sutrikimą, dėl kurio organizmas verčia išvemti toksišką maistą. Žinoma, tokius teiginius sunku pagrįsti, o dabartinėse bendrosiose teorijose daugiausia dėmesio skiriama regos judesio signalų supainiojimui. Pagrindinės judesio ligos priežastys yra vaizdinės informacijos ir galūnių judėjimo informacijos konfliktai, regos vergencijos reguliavimo konfliktai, per didelis binokulinis paralaksas ir nenutrūkstami paralakso pokyčiai [43]. Juslinio konflikto teorija teigia, kad judesio liga pasireiškia tada, kai jutimo signalai, ypač signalai, susiję su savęs judėjimu, iš įvairių jutimo sistemų (pvz., regos sistemos, vestibuliarinės sistemos, proprioreceptorių) prieštarauja vienas kitam arba stipriai pažeidžia lūkesčius, pagrįstus ankstesniais. patirtis [44]. Todėl norint išvengti judesio ligos, būtina sumažinti konfliktus [45]. Norėdami sumažinti judesio ligą, Mizukoshi ir kt. [45] sukūrė mastelio keitimo metodą pagrindinio ir pavaldaus nuotolinio valdymo sistemoms, pagrįstu galvos žvilgsniu į objektą arba nuo jo.

VIMS veikia individualūs veiksniai [46]. Šie veiksniai apima amžių (jaunesni asmenys jautresni nei vyresni), lytį (moterys jautresnės nei vyrai) ir asmenybės veiksnius (asmenys, kuriems būdingas mažas ekstraversiškumas, didelis neurotiškumas ir (arba) didelis nerimas, visi yra jautresni) [41, 47].

Daugelis veiksnių, sukeliančių judesio ligą, yra susiję su VR simuliatoriaus aparatine įranga ir ekranais [44]. Su HMD aparatine įranga susijusių veiksnių, sukeliančių judesio ligą, tyrimai daugiausia apima rodymo įrenginių tipus (ekraną, monitorių ir šalmo ekraną) [48–50], matymo lauką (FoV) [51, 52], laiko delsą [53], kadrų dažnis [54] ir mirgėjimas [55]. Matymo laukas reiškia srities, kurią vartotojas gali stebėti, dydį. Mažas FoV rodo siaurą žiūrėjimo sritį ir vartotojas turi dažnai judinti ekraną. Nors mažam FoV būdingas mažesnis vaizdo panardinimas ir vizualinis pažinimas, didelis FoV gali sukelti ekrano iškraipymą, todėl naudotojai gali svaigti arba jaustis nepatogiai [56].

VR delsa gali atitraukti vartotojų dėmesį, o tai gali turėti įtakos jų patogumui ir judesio ligos intensyvumui [57]. Lee ir kt. naudojo Delphi metodiką, kad įvertintų HMD poveikį judesio ligai ir nustatė, kad delsa buvo svarbiausias veiksnys šalmo rodymo patogumui [56]. Mirgėjimo kaupimasis sukelia naudotojo judesio ligą.

VIMS vertinimas daugiausia skirstomas į subjektyvų ir objektyvų vertinimą. Subjektyvus vertinimas iš esmės yra daugumos tiriamosios grupės nuomonių tyrimas ir gali tiesiogiai atspindėti vartotojo jausmus. Dažniausiai naudojamas klausimynas judesio ligai įvertinti yra Simulator Sickness Questionnaire (SSQ), kurį pasiūlė Kennedy 1993 m. [41]. SSQ įvertina judesio ligą pagal bendrą balą, pagrįstą trimis veiksniais: pykinimu, akių motorine ir dezorientacija.

SSQ buvo plačiai naudojamas požymiams ir simptomams, susijusiems su kariniais virtualios realybės simuliatoriais, matuoti [41, 58]. Tačiau kai kurie SSQ elementai mažai koreliuoja su judesio ligos matavimu virtualiosios realybės aplinkoje [59]. SSQ pastaraisiais metais buvo nuolat tobulinamas, Kim ir kt. [60] teigė, kad kai kurie SSQ elementai nėra svarbūs VR aplinkos simptomams, ir pasiūlė virtualios realybės ligos klausimyną (VRSQ). VRSQ susideda iš dviejų dalių: diskomforto akyse ir orientacijos sutrikimo, kuris neįtraukia pykinimo, nes pykinimas turi nedidelį poveikį judesio ligai VR aplinkoje.

Subjektyvus vertinimas yra patogus ir plačiai naudojamas. Tačiau jis priklauso nuo individualios įtakos ir gali pasikeisti tik apytiksliai. Priešingai, objektyvus įvertinimas turi mažesnę matavimo paklaidą ir tiesioginį žmogaus kūno atsako matavimą. Tačiau jis taip pat turi įrenginio naudojimo apribojimus ir neintuityvius duomenis. Todėl mokslininkai dažnai naudoja subjektyvaus vertinimo derinimo su objektyviu matavimo metodą.

Nustatyta, kad laikysenos nestabilumas yra pagrindinis judesio ligos pranašas [61]. Laikysenos nestabilumo matavimas apima dviejų tipų metodus: svorio centro vertinimo metodą ir kelio vertinimo metodą. Taikant svorio centro nustatymo metodą, jėgos plokšte galima patikrinti kūno laikysenos nestabilumą stovint [62]. Slėgio centro padėties pokyčiai priekinėje-užpakalinėje (AP) ir medialinėje-šoninėje (ML) ašyse registruojami 50 Hz dažniu. Vizualinės užduoties ir judesio ligos pasekmės daugiausia sutelktos priekinėje-užpakalinėje ašyje. Taikant kelio sprendimo metodą, magnetinis jutiklis naudojamas subjekto laikysenos duomenims įrašyti ir pritvirtinti prie dalyvio nugaros centro [63], renkant kelio duomenis X ir Y ašyse 120 Hz dažniu. Pozos nestabilumo laikinasis sudėtingumas tiriamas naudojant imties entropiją ir normalizuotą kelio ilgį, o pozos nestabilumo dydis tiriamas naudojant elipsinį plotą ir kelio ilgį.

Kiti objektyvūs fiziologiniai duomenys, tokie kaip elektrookulograma (EEG), elektrokardiograma (EKG), elektroencefalograma (EOG), galvaninė odos reakcija (GSR) ir fotopletizmograma (PPG), kraujospūdis (BP), širdies susitraukimų dažnis (HR), pulso dažnis, mirksėjimo dažnis taip pat gali būti naudojami kaip objektyvūs judesio ligos vertinimo rodikliai [43, 64, 65].

3.3. Ergonomikos problemos, susijusios su programinės įrangos veiksniais

Virtualios realybės programinės įrangos turinys turi mažai įtakos fiziniams ergonominiams aspektams ir čia nebus aptariamas. Suvokimo problemos ir regos nuovargis tęsiasi ir netgi didėja naudojant HMD su įtaisytais ekranais prie akies [66]. Todėl ergonomikos klausimai, susiję su programinės įrangos veiksniais, daugiausia aptariami dviem aspektais: vizualinė ergonomika ir kognityvinė ergonomika.

3.3.1. Vizuali ergonomika

3.3.1.1. Regėjimo nuovargis:VR turinys taip pat gali paveikti regėjimo komfortą ir sukelti regėjimo nuovargį. Choy ir kt. [67] parodė, kad dalyviai, žiūrintys stereoskopinį 3D (S3D) naudodami virtualiosios realybės įrenginį, turėjo aukštesnius SSQ balus nei kiti įrenginiai. Kooi ir Toet [68] tyrė žiūrono vaizdo defektų poveikį stereo regėjimo sistemos regos nuovargiui. Jie nustatė, kad beveik visos žiūronų vaizdo asimetrijos labai sumažino regėjimo komfortą.

3.3.1.2. VIMS:Be individualių skirtumų ir HMD aparatūros veiksnių, judesio ligą gali sukelti pagrįsti ir turiningi veiksniai [69]. Todėl virtualios realybės sukeltos judesio ligos atsiradimas yra susijęs su programinės įrangos turinio dizainu. IEEE standartas [36] teigia, kad nenatūralūs ir staigūs virtualios kameros judesiai ir asinchroninis elgesys, neatitinkantis VR turinio vizualinės patirties, gali sukelti vartotojui galvos svaigimą ir diskomfortą, ir siūlo, kad VR turinio kadrų dažnis turi būti sinchronizuotas su vaizdo įrašo atnaujinimo dažniu. HMD. Jei VR turinys yra labai sudėtingas, vartotojai yra priversti atpažinti daug vaizdinės informacijos, o tai taip pat gali sukelti VR ligą. Todėl dinamiškos scenos gali sukelti judesio ligos simptomus, todėl naudotojai atsisako vertinimo [70], o statinėse scenose pranešama apie keletą reikšmingų nepatogumų [71].

Keshavarz ir Hecht [72] nustatė, kad malonūs garsai simuliatoriaus aplinkoje gali sumažinti judesio ligą, ypač kai malonūs garsai verčia dalyvius jaustis atsipalaidavę. Tačiau garso kryptis turėtų būti nustatoma pagal vartotojo galvos padėtį, o garso šaltinio ir tikrojo garso atkūrimo neatitikimai taip pat gali sukelti virtualios realybės ligą [36].

【Daugiau informacijos:george.deng@wecistanche.com / WhatsApp:8613632399501】