При внимательном изучении распределения результатов прохождения теста с использованием очков виртуальной реальности было отмечено, полученное распределение не является нормальным, что опровергает выдвинутую нами гипотезу. При этом можно условно выделить две группы результатов, расположенных относительно компактно. Было выдвинуто две гипотезы: основная гипотеза о том, что причиной является недостаточный объем выборки , и, соответственно, наблюдаемая ситуация является артефактом, а также альтернативная, согласно которой такое распределение является особенностью, характеризующей очки и среду виртуальной реальности в целом. В связи с этим планируется увеличить объем выборки для того, чтобы принять решение в пользу одной из гипотез.
В наше распоряжение попали очки виртуальной реальности, обеспечивающие полную изоляцию от внешнего мира. Поскольку эксперимент со средой с неполным погружением показал отсутствие значимого влияния эффекта присутствия на эффективность работы, а также относительно низкую степень погружения участников эксперимента в предлагаемую среду, целесообразно продолжить изучение влияния присутствия на работу пользователя в виртуальной среде с полным погружением, учитывая, что эксперименты показали частоту проявления побочных эффектов значительно меньше ожидаемой.
В ходе исследования была высказана гипотеза о том, что ощущение полета внутри среды дает дополнительные ощущения и в конечном итоге положительно влияет на возникновение присутствия, хотя потенциально увеличивает риск возникновения побочных эффектов. Эта гипотеза заслуживает отдельной проверки, поскольку полет является одним из самых распространенных способов перемещения внутри среды виртуальной реальности.
Отличная от привычной работа участников эксперимента с мышью приводит к выводу, что с усилением эффекта присутствия качественно меняются требования к устройствам ввода и методам осуществления манипуляции. Дополнительные эксперименты с различными устройствами ввода позволят более четко определить эти требования и сделать выводы о взаимном влиянии манипуляций и присутствия в виртуальных средах.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе нашего исследования для изучения возможностей визуализации с использованием сред виртуальной реальности был разработан программный комплекс, реализующий сразу несколько психологических методик и позволяющий провести количественные и качественные оценки интерфейса, эффективность работы, изучить поведение пользователя в виртуальной среде.
С помощью этого комплекса было спланировано и осуществлено экспериментальное исследование, состоящие из предварительной и основной части, в котором приняло участие 13 человек и 44 человека соответственно.
Полученные экспериментальные данные были проанализированы и интерпретированы, на их основании были сделаны следующие выводы:
Среда виртуальной реальности сама по себе не увеличивает скорость, с которой пользователь способен осуществлять интеллектуальные операции и манипуляции, однако благодаря своим характеристикам позволяет снизить количество совершаемых пользователем ошибок.
Неполное погружение не оказывает какого-либо значимого влияния на эффективность работы пользователя.
Несмотря на то, что в редких случаях возможно возникновение ряда побочных эффектов, при правильной настройке очков виртуальной реальности, ограничении продолжительности непрерывной работы и избегании провоцирующих факторов самочувствие пользователей после работы в очках будет по крайней мере не хуже, чем при работе с традиционным дисплеем.
Чем более привычный интерфейс и манипуляции, тем быстрее он будет освоен пользователями и тем выше будет скорость работы, но! В средах виртуальной реальности интерфейс и манипуляции должны быть максимально естественными и соответствовать выполняемым действиям, что значительно повышает предпочтительность специализированных манипуляторов и систем на базе жестов.
Список литературы
1. Авербух В.Л. К теории компьютерной визуализации // Вычислительные технологии Т. 10, N 4, 2005 , стр 21-51.
2. Averbukh V.L. The Specialized Systems of Scientific Visualization // AIP Conference Proceedings (ZABABAKHIN SCIENTIFIC TALKS - 2005: International Conference on High Energy Density Physics). August 3, 2006. Volume 849, pp. 481-486.
3. Авербух В.Л., Байдалин А.Ю., Васёв П.А., Горбашевский Д.Ю., Исмагилов Д.Р., Казанцев А.Ю., Манаков Д.В., Шинкевич А.Н. Проблемы разработки средств визуализации для супервычислений // Параллельные вычислительные технологии / Труды научной конференции. Челябинск. Издательство ЮУрГУ, 2007. Том 2. Стр. 201-211.
4. Манаков Д.В. Анализ параллельных визуальных технологий // Вычислительные технологии. Том 12, N 1, 2007, Стр. 45-60.
5. Averbukh V., Bakhterev M., Baydalin A., Ismagilov D., Trushenkova P. Interface and Visualization Metaphors // J. Jacko (Ed.): Human-Computer Interaction, Part II, HCII 2007, LNCS 4551, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2007, pp. 13-22.
Averbukh V.L., Bakhterev M.O., Baydalin A.Yu., Gorbashevskiy D. Yu., Ismagilov D.R., Kazantsev A.Yu., Nebogatikova P.V., Popova A.V., Vasev P.A. Searching and Analysis of Interface and Visualization Metaphors // Human-Computer Interaction, New Developments. / Edited by Kikuo Asai. Chapter 3, Vienna, In-teh. ISBN 978-953-7619-14-5, pp. 49-84.
Авербух В.Л., Байдалин А.Ю., Бахтерев М.О., Васёв П.А., Зырянов А.В., Казанцев А.Ю., Манаков Д.В. К обоснованию проекта визуализационной компоненты виртуального испытательного стенда // Параллельные вычислительные технологии (ПаВТ'2010): Труды международной научной конференции (Уфа 29 марта — 2 апреля .). [Электронный ресурс] Челябинск. Издательский центр ЮУрГУ, 2010, с. 378-386.
Авербух В.Л., Васев П.А., Горбашевский Д.Ю., Казанцев А.Ю., Попова А.В., Щербинин А.А. Манипуляция объектами в системах компьютерной визуализации // Тезисы 10-го Международного семинара "Супервычисления и Математическое моделирование", РФЯЦ-ВНИИЭФ, Саров, 2008, с. 17-18.
Авербух Н.В., Щербинин А.А. Феномены присутствия и вовлечённости в средах виртуальной реальности // Дружининские чтения: Материалы 9-й Всерос. науч.-практ. конф., г. Сочи, 6-8 мая . / Федеральное агентсво по образованию РФ; Соч. гос. ун-т туризма и курорт. дела; Соц.-пед. ф-т; Студ. психолог. о-во СПФ СГУТИиКД; Под ред. И.Б. Шуванова, О.А. Михаленко, А.А. Никифоровой, С.С. Новиковой. - Сочи: СГУТиКД, 2010. Стр. 79-82.
Авербух Н.В., Щербинин А.А. Феномен «присутствия» в виртуальной реальности в контексте интеллектуальной деятельности человека // Седьмая международная научно-методическая конференция "Новые образовательные технологии в вузе, (НОТВ - 2010)" Сборник материалов, Часть 2, Екатеринбург, 2010. Стр. 155-157.
Авербух В.Л., Авербух Н.В., Щербинин А.А.. Исследование работы пользователей систем визуализации, построенных на базе сред виртуальной реальности // Параллельные вычислительные технологии (ПаВТ'2009): Труды международной научной конференции (Нижний Новгород, 30 марта - 3 апреля 2009 г.), УДК 004.75 Параллельные вычислительные технологии (ПаВТ'2009): Труды международной научной конференции (Нижний Новгород, 30 марта - 3 апреля 2009 г.). - Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2009. УДК 004.75, ISBN 978-5-696-03854-4. (Электронное издание). Стр. 338-342.
Авербух В.Л., Авербух Н.В., Перевалов Д.С., Топорков Д.Н., Топоркова И.В., Постановка проблемы психологического обоснования моделирования пользователей при разработке специализированных визуальных систем // 15-я Международная конференция по компьютерной графике и ее приложениям ГрафиКон'2005 20-14 июня 2005, Россия, Новосибирск, Академгородок Труды Конференции. Новосибирск Институт Вычислительной математике и математической геофизике. Стр. 329-331.
Sadowski W.Jr., Stanney K. Measuring and Managing Presence in Virtual Environments. In Handbook of Virtual Environments Technology: Design, implementation and applications. Edited by: Stanney KM. Mahwah, NJ, Lawrence Erlbaum Associates; 2002. Chapter 45. pp. 791-806.
Witmer B.G., Singer M. J. Measuring Presence in Virtual Environments: A Presence Questionnaire. Presence, Vol. 7, No. 3, June 1998, 225–240.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Сводная таблица результатов прохождения теста
№
|
О\Э
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
Время решения
|
10
|
Э
|
22,8
|
23,6
|
16,9
|
23,1
|
19,6
|
22,5
|
36,9
|
42,9
|
56,2
|
64,9
|
329,3
|
19
|
Э
|
17,0
|
19,5
|
12,9
|
17,5
|
19,1
|
17,6
|
31,9
|
41,5
|
56,2
|
106,7
|
339,9
|
32
|
О
|
21,0
|
25,8
|
17,7
|
19,6
|
19,4
|
24,1
|
41,7
|
43,8
|
45,6
|
102,9
|
361,7
|
43
|
О
|
18,5
|
24,8
|
21,4
|
24,9
|
21,1
|
33,8
|
45,8
|
49,1
|
67,0
|
75,5
|
382,1
|
14
|
Э
|
24,3
|
20,7
|
24,8
|
23,5
|
22,2
|
31,2
|
46,0
|
88,3
|
62,6
|
81,7
|
425,2
|
30
|
О
|
25,6
|
37,9
|
20,7
|
21,5
|
29,3
|
28,4
|
51,6
|
59,3
|
73,7
|
93,4
|
441,3
|
23
|
О
|
35,3
|
25,6
|
16,8
|
19,4
|
15,3
|
29,6
|
35,0
|
39,8
|
48,4
|
187,2
|
452,2
|
5
|
Э
|
27,1
|
31,9
|
21,1
|
25,9
|
22,5
|
34,6
|
51,7
|
104,5
|
70,9
|
92,0
|
482,3
|
2
|
Э
|
30,0
|
32,7
|
21,9
|
22,2
|
21,0
|
28,3
|
36,9
|
79,2
|
56,8
|
188,6
|
517,6
|
18
|
Э
|
34,5
|
24,9
|
19,8
|
17,3
|
15,0
|
32,6
|
57,0
|
65,0
|
135,2
|
119,1
|
520,3
|
33
|
О
|
37,6
|
31,3
|
21,8
|
24,1
|
21,4
|
31,2
|
62,2
|
75,7
|
69,6
|
158,7
|
533,4
|
16
|
Э
|
20,2
|
49,7
|
21,5
|
30,1
|
21,6
|
30,2
|
43,8
|
53,3
|
47,9
|
233,3
|
551,4
|
37
|
О
|
30,2
|
34,4
|
24,5
|
34,7
|
28,2
|
34,9
|
52,1
|
86,4
|
92,1
|
159,2
|
576,7
|
24
|
О
|
26,7
|
47,4
|
22,3
|
26,7
|
28,6
|
43,2
|
53,2
|
87,2
|
94,0
|
162,1
|
591,3
|
35
|
О
|
34,9
|
33,1
|
25,6
|
26,5
|
23,8
|
66,2
|
52,7
|
104,9
|
92,6
|
140,9
|
601,3
|
27
|
О
|
14,8
|
18,5
|
17,7
|
18,2
|
16,8
|
19,3
|
28,4
|
42,8
|
69,2
|
359,1
|
605,0
|
9
|
Э
|
28,3
|
24,7
|
26,6
|
24,8
|
25,1
|
55,8
|
50,9
|
97,2
|
88,5
|
219,5
|
641,4
|
28
|
О
|
27,3
|
44,0
|
21,9
|
23,8
|
23,3
|
34,7
|
49,2
|
76,3
|
80,5
|
268,2
|
649,3
|
7
|
Э
|
39,0
|
59,6
|
34,3
|
32,0
|
24,0
|
43,8
|
49,4
|
98,8
|
85,6
|
185,0
|
651,5
|
17
|
Э
|
31,9
|
43,3
|
23,6
|
29,0
|
30,9
|
107,6
|
60,9
|
74,3
|
83,6
|
204,3
|
689,5
|
8
|
Э
|
23,2
|
44,7
|
25,2
|
24,7
|
24,6
|
41,5
|
47,0
|
70,8
|
56,0
|
332,7
|
690,3
|
1
|
Э
|
24,2
|
34,0
|
28,5
|
31,8
|
27,9
|
59,4
|
46,8
|
104,6
|
121,7
|
216,2
|
695,0
|
6
|
Э
|
39,1
|
40,5
|
23,8
|
36,2
|
25,9
|
27,4
|
45,2
|
87,4
|
64,7
|
318,0
|
708,0
|
15
|
Э
|
22,2
|
34,6
|
22,9
|
24,5
|
23,3
|
29,8
|
50,0
|
106,2
|
111,5
|
299,8
|
724,8
|
11
|
Э
|
35,9
|
42,8
|
23,6
|
29,6
|
29,4
|
45,0
|
66,8
|
116,1
|
82,7
|
260,9
|
732,9
|
25
|
О
|
23,8
|
54,2
|
34,8
|
36,9
|
22,4
|
29,2
|
46,3
|
80,2
|
67,5
|
439,1
|
834,3
|
29
|
О
|
23,8
|
34,3
|
27,8
|
27,7
|
21,9
|
47,2
|
51,9
|
86,9
|
80,9
|
462,8
|
865,2
|
3
|
Э
|
47,9
|
39,1
|
27,8
|
33,2
|
27,9
|
42,0
|
87,5
|
212,9
|
130,3
|
217,2
|
865,8
|
13
|
Э
|
36,8
|
52,2
|
38,1
|
54,6
|
28,5
|
46,0
|
96,4
|
101,6
|
120,4
|
297,2
|
871,8
|
34
|
О
|
35,2
|
36,4
|
26,5
|
24,8
|
26,8
|
39,4
|
60,0
|
93,8
|
148,4
|
394,3
|
885,7
|
44
|
О
|
47,6
|
50,2
|
29,3
|
31,9
|
34,8
|
77,0
|
87,7
|
117,1
|
145,1
|
343,8
|
964,4
|
31
|
О
|
37,0
|
54,3
|
32,1
|
34,5
|
36,6
|
76,1
|
96,3
|
148,8
|
116,0
|
345,2
|
977,0
|
38
|
О
|
18,4
|
34,0
|
17,9
|
22,3
|
17,4
|
61,5
|
34,5
|
285,3
|
69,5
|
454,5
|
1015,3
|
20
|
Э
|
34,0
|
39,0
|
29,0
|
27,6
|
28,4
|
111,2
|
59,6
|
143,5
|
143,3
|
403,3
|
1019,0
|
36
|
О
|
36,6
|
56,5
|
29,8
|
33,7
|
29,4
|
78,8
|
81,3
|
114,0
|
275,8
|
295,0
|
1030,9
|
21
|
Э
|
27,9
|
53,6
|
28,0
|
47,9
|
27,8
|
43,8
|
63,2
|
212,9
|
151,6
|
469,4
|
1126,1
|
12
|
Э
|
96,0
|
48,8
|
19,5
|
29,9
|
18,7
|
34,0
|
49,2
|
376,5
|
87,4
|
383,3
|
1143,2
|
4
|
Э
|
74,5
|
204,8
|
26,6
|
21,3
|
21,2
|
41,1
|
39,0
|
79,7
|
73,8
|
562,6
|
1144,5
|
39
|
О
|
27,5
|
226,7
|
39,5
|
56,6
|
35,2
|
108,9
|
68,4
|
182,7
|
117,8
|
331,1
|
1194,2
|
26
|
О
|
48,4
|
48,4
|
49,7
|
80,6
|
67,6
|
79,9
|
132,6
|
117,3
|
119,1
|
455,6
|
1199,3
|
40
|
О
|
154,0
|
164,9
|
50,5
|
63,2
|
23,6
|
49,6
|
58,0
|
105,6
|
93,8
|
475,8
|
1239,1
|
41
|
О
|
45,7
|
125,3
|
28,1
|
32,5
|
19,7
|
200,9
|
50,3
|
183,2
|
183,4
|
429,4
|
1298,5
|
42
|
О
|
40,9
|
117,1
|
63,8
|
50,3
|
31,8
|
53,8
|
83,8
|
236,2
|
159,5
|
656,2
|
1493,3
|
22
|
Э
|
82,0
|
178,3
|
79,1
|
57,3
|
39,7
|
89,7
|
102,9
|
373,7
|
206,3
|
673,3
|
1882,1
|
Примечание:
|
- ошибка
|
|
- отказ от решения;
|
|
- тестирование на экране
|
|
