Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Прототип Glass на Google I / O в июне 2012 г.
Самостоятельный периферийный головной дисплей: помимо оптического дисплея этот прототип также включает камеру, емкостное сенсорное поле и микроконтроллер.

Периферийная на головку дисплей (PHMD) описывает визуальное отображение ( монокулярный или бинокулярный ) , установленное на голову пользователя , который находится в периферийном от пользователя поля зрения (FOV) / периферийного зрения . При этом фактическое положение крепления (как технология отображения ) считается неактуальным, если оно не покрывает всю область обзора. Хотя PHMD предоставляет дополнительный, всегда доступный канал визуального вывода, он не ограничивает пользователя, выполняющего реальные задачи. [1]

Термин PHMD включает такие устройства, как Google Glass , которые часто ошибочно классифицируются как Head-up display (HUD) [2], если они следуют исходному определению NASA . [3] Хотя НАСА определяло этот термин на протяжении веков исследований космических полетов, [3] на самом деле оно описывает дисплей, который решает проблему отсутствия глаз, избавляя пользователя от необходимости наклонять голову вниз. Кроме того, он предоставляет расширенную информацию в переднем поле зрения пользователя (FOV), которое обычно проецируется на лобовое стекло. В отличие от этого, Head-Down Display (HDD) расположен на панели управления прибором. [3] Кроме того, HUD в основном используется длядобавить дополнительную информацию в реальность , что технически пока невозможно для таких продуктов, как Google Glass (фокусировка линзы на дисплее создает размытую среду - см. рисунок ниже).

Эта таксономия налобных дисплеев основана на свойствах их функциональных возможностей и способности человеческого глаза воспринимать периферийную информацию , а не на технологической зависимости. В этой статье обобщаются человеческие факторы для визуального восприятия , которые важно учитывать при разработке визуальных интерфейсов для PHMD.

Характеристики [ править ]

Эти два изображения иллюстрируют разницу между подробной и периферийной информацией.

Самая важная уникальность заключается в том, что поле зрения пользователя не полностью покрывается, что позволяет пользователю выполнять реальные задачи без ограничений, не имея претензий на повышение или создание погружения , к чему часто стремятся HMD . Для современных технологий отображения при проецировании изображения на глаз зрачок должен сфокусировать экран, чтобы обеспечить четкое считывание с экрана, поэтому окружающая среда становится размытой и не в фокусе. Таким образом, PHMD, такой как Google Glass , способен отображать подробную информацию, когда зрачок фокусирует сам дисплей, поскольку он также позволяет получать периферийную информацию, когда глаз фокусируется на реальном мире. Тем не менее, простотакая информация , как уведомления, воспринимается, если сосредоточиться на реальном мире, а не на дисплее.

Человеческий фактор: визуальное восприятие [ править ]

Исследования показывают, что разработка оптимального визуального вывода для головных дисплеев - сложная задача, поскольку существует несколько человеческих факторов, которые существенно влияют на восприятие пользователями . [4] В исследованиях известны следующие эффекты:

Глубина резкости / резкость [ править ]

Постоянно переключается за счет перефокусировки на объекты, расстояние до которых отличается от пользователя. Дисплей, каким-то образом прикрепленный к глазу пользователя, имеет фиксированное фокусное расстояние. Фокусировка информации, представленной на экране, приводит к изменению глубины резкости . Это вызывает размытие информации, представленной на других уровнях, что особенно ухудшает восприятие информации с высокой пространственной частотой, такой как текст.

Движение глаз [ править ]

На самом деле делаются под определенным углом 10 °. Чтобы сфокусировать объект вне этого угла, автоматически используются движения головы для поддержки. Однако при ношении HMD с движениями глаз, превышающими этот угол, поскольку движения головы не влияют на интерфейс, может возникнуть снижение комфорта из-за усталости глазных мышц .

Поле зрения [ править ]

Описывает FOV. Глаз пользователя имеет угол обзора 94 ° от центра и 62 ° со стороны носа. [5] Вертикальный угол составляет около 60 ° вверх и 75 ° вниз. HMD часто не покрывают все поле зрения, что также является причиной повышенной кибернетики.

Бинокулярное соперничество [ править ]

Описывает явление, которое возникает, когда человеческому глазу предстают несходные изображения. [6] [7] Поскольку два изображения, захваченные каждым глазом, несовместимы для стереообработки, они борются за визуальное преобладание над видом сбоку другого глаза, что приводит к чередованию взглядов двух глаз, где недоминантный вид почти не виден. . Этот эффект часто возникает при ношении монокуляра HMD. В этой установке, исследователи [8] также наблюдаемые объекты , которые полностью исчезают в течение нескольких секунд от пользователя внимания .

Визуальное вмешательство [ править ]

Описывает явление, когда оба глаза воспринимают разные изображения, которые накладываются друг на друга, но мозг не может их различить. Это явление также известно как невозможность визуального разделения.

Фория [ править ]

Описывает состояние мышц глаза, когда глаза не фокусируются на определенной точке. Есть три различных состояния, которые могут быть выделены: эзофория , экзофория , Orthophoria . Когда один глаз закрыт или закрыт дисплеем, может возникнуть фория, которая также может вызвать головокружение и тошноту . [9]

Eye-Dominance [ править ]

Хотя у пользователя два глаза, преимущественно используется один глаз . Другой глаз используется для внесения поправок и предоставления дополнительной пространственной информации. Рекомендуется надевать монокулярный шлем на доминантный глаз. [4]

Периферийное восприятие [ править ]

Картинка описывает зрительное восприятие в поле зрения человека. Он показывает различимые области и ангелов для восприятия движения, цвета, формы и текста.

Хотя большинство из этих факторов, упомянутых выше, становятся проблематичными, когда оба глаза закрыты дисплеями, одиночный дисплей, находящийся в периферийном зрении, можно считать беспроблемным, поскольку он не оказывает постоянного влияния на воспринимаемую картину реального мира.

Как упоминалось ранее, существует два типа информации, воспринимаемой с помощью периферийного дисплея, закрепленного на голове: (1) подробная информация: при сознательном фокусировании на дисплее и (2) периферийная информация: через зрительное восприятие человека, когда фокусируется на «реальном». Мир'. (см. также изображение выше)

Наиболее очевидные изменения - это « движение », которое можно увидеть по всему спектру поля зрения. При меньшем угле изменение цвета также хорошо заметно (см. Рисунок). Напротив, восприятие фигур и чтение текста требует от ученика очень пристального внимания . Однако, когда он очень сосредоточен на конкретной задаче, грубые изменения форм все еще заметны периферийным образом. [10] Даже в области взаимодействия человека и компьютера проводились исследования этого визуального «периферийного канала», такого как периферическое цветовое восприятие с помощью очков. [11]Кроме того, исследователи предложили дополнительно использовать айтрекер для периферийного головного дисплея, чтобы улучшить взаимодействие с пользователем. [5] Также были исследованы наиболее подходящие позиции дисплея. [8] Было обнаружено, что уведомления, представленные в средней и нижней областях нашего человеческого зрения , более заметны. Однако верхняя и средняя позиции меньше отвлекают, более удобны и предпочтительны для пользователей. Было обнаружено, что среди всех позиций средняя правая позиция обеспечивает лучший баланс между заметностью, комфортом и отвлечением.

В то время как большинство HMD сильно страдают от эффектов бинокулярного соперничества , Depth of Field и Phoria, для PHMD все по-другому. Поскольку PHMD не полностью покрывает поле зрения и не дополняет информацию о реальных объектах, на него не влияют известные проблемы, от которых обычно страдают монокулярные HMD, такие как эффект переключения внимания между реальностью и проекцией. Такие проблемы обнаруживались за столетия исследований воздушного пространства и обычно возникают при попытке дополнить реальность . [12] Эти потенциальные опасности при работе в критических ситуациях, например при участии в дорожном движении, менее выражены для PHMD.

Периферийное взаимодействие [ править ]

Поскольку PHMD находится на периферии поля зрения пользователя, он имеет высокую доступность и может быть быстро востребован путем его фокусировки. Более того, значительные изменения - в зависимости от стимулов - содержимого экрана по-прежнему воспринимаются без фокусировки дисплея . [11] Этот эффект можно использовать для разработки периферийной информации (например, таких как визуальные уведомления о входящих электронных письмах, приближающихся встречах, предупреждениях). Эффективный ответ на такую ​​воспринимаемую информацию может быть достигнут при быстром периферийном вводе , таком как быстрое движение руки. Таким образом, пользователь не будет сильно отвлекаться при выполнении реальных задач. В человеко-компьютерном взаимодействииисследование это также обозначается как периферийное взаимодействие [13]

Тем не менее, подходящие способы ввода для PHMD, которые не являются социально неудобными, еще предстоит обнаружить. Отрицательные или положительные социальные эффекты от ношения PHMD и сосредоточения внимания на экране во время разговора могут присутствовать, но еще не доказаны. Кроме того, участие в дорожном движении с одновременным сосредоточением внимания на модальности визуального ввода может привести к значительному снижению внимания к дороге (см. Также Семантическая память и мультимодальное взаимодействие ). Однако, по сравнению с смартфоном взаимодействия, возможно быстрое переключение на реальные задачи, так как нет необходимости доставать устройство из кармана или сумки. Кроме того, PHMD не нужно держать руками пользователя, что обеспечивает взаимодействие без помощи рук. Поскольку он всегда доступен, он может предоставлять периферийную визуальную информацию в любое время, в то время как периферийная информация на смартфоне в кармане вообще не воспринимается или почти не воспринимается (например, в клубе / дискотеке, во время прогулки).

Ссылки [ править ]

  1. ^ Matthies, DJC, Haescher, М., Альм, Р., & Urban, В. (2015). Свойства периферийного головного дисплея (phmd). В Международной конференции по взаимодействию человека и компьютера (стр. 208-213). Springer.
  2. ^ Старнер, Т. (2013). Стекло проекта: продолжение личности. В области повсеместных вычислений, IEEE, 12 (2), 14-16.
  3. ^ a b c Prinzel, L., & Risser, M. Отображение на лобовом стекле и привлечение внимания. В Техническом меморандуме НАСА , 213000. 2004.
  4. ^ а б Ларами, RS, & Уэр, C. (2002). Соперничество и вмешательство с наголовным дисплеем. В транзакциях ACM о взаимодействии компьютера и человека, 9 (3), 238-251
  5. ^ a b Исигуро, Ю., & Рекимото, Дж. (2011). Аннотация периферийного зрения: метод представления информации без помех для мобильной дополненной реальности. В материалах 2-й Международной конференции по дополненному человечеству. ACM, 8-11.
  6. ^ Alais Д., и Блейк, R. (1999). Группировка визуальных признаков во время бинокулярного соперничества. В исследовании Vision, 39 (26), 4341-4353.
  7. Перейти ↑ Collins, JF, & Blackwell, LK (1974). Влияние доминирования глаз и расстояния сетчатки на бинокулярное соперничество. В перцепционных и моторных навыках, 39 (2), 747-754.
  8. ^ а б Пели, Э. (1999). Оптометрические и перцепционные проблемы с налобными дисплеями. В визуальных приборах: оптический дизайн и инженерные принципы, 205-276.
  9. ^ Z-Health Performance Solutions (2011). http://www.zhealth.net/articles/the-eyes-have-it
  10. ^ Хау Чуа, С., Перро С., Маттис, Д., Чжао, С. (2015). Позиционирующее стекло: исследование положения дисплея монокулярного оптического прозрачного головного дисплея.
  11. ^ a b Костанца, Э., Инверсо, С.А., Павлов, Э., Аллен, Р., и Маес, П. (2006). eye-q: периферийный дисплей для очков для тонких интимных уведомлений. В материалах 8-й конференции «Человеко-компьютерное взаимодействие с мобильными устройствами и сервисами». ACM, 211-218.
  12. Перейти ↑ Rash, CE, Verona, RW, & Crowley, JS (1990). Человеческий фактор и соображения безопасности полетов систем ночного видения с использованием тепловизионных систем. В Международном обществе оптики и фотоники, Орландо, 16-20, 142-164.
  13. Перейти ↑ Hausen, D. (2013). Периферийное взаимодействие - исследование пространства дизайна, докторская диссертация, факультет математики, информатики и статистики, Мюнхенский университет.