一项人类行为的虚拟现实研究

博客
由 Dr. Tim Holmes
十一月 8日, 2019年
5 分钟

虚拟现实中使用眼动跟踪技术进行培训和发展，或者研究人类行为和决策过程非常有效，因为视觉注意力与认知和表现之间有很强的相关性。下面由Tim Holmes博士讨论的研究探讨了虚拟现实环境中观察到的行为如何与现实世界中的行为相一致。这验证了将虚拟现实作为辅助专业培训和发展的工具，并扩展与产品设计、路标设置、安全等相关的研究可能性的有效性。

当艺术开始模仿生活

过去14年来，我一直在研究如何最好地利用眼动追踪等技术来理解和预测人们对艺术和设计作品的反应。这是一个具有挑战性的研究领域，因为我们用眼动追踪器捕捉到的行为反应受到观察环境的影响。

例如，我们发现大型艺术作品在小屏幕上观看时的视觉模式与在全尺寸屏幕上观看时大不相同，而且环境因素如照明、与其他艺术品的距离，甚至是否有标题都会改变艺术作品的观看方式。虚拟现实为这一领域的研究提供了独特的机会，因为它允许在受控环境中以适当的观看位置查看作品时收集眼动数据。

当然，虚拟现实不仅可以简单地模仿现实世界的环境，还可以在无需依赖实际环境的情况下促进对真实情景的研究，从而在当下项目中发挥作用，例如由我之前的博士导师Johannes Zanker教授领导的伦敦大学皇家霍洛威进行的项目。这些项目中，VR可以测试设计替代方案，并重新创作不再存在的作品，甚至呈现全新而有时是奇幻的环境。

woman wearing Virtual reality headset in Mondrian human behavior study

你可能已经对画家Piet Mondrian很熟悉了，他以横竖线条形成的填充了白色、灰色、黑色、红色、黄色和蓝色的矩形抽象作品而闻名。

然而，你可能不太熟悉他唯一一次涉足三维建筑设计的作品，这也是有原因的——他为伊达·比纳特设计的一个完整房间都是以同样的风格，但实际上在他有生之年并未实现。导致这一情况的原因有争议，可能包括直角线在三维视角下不再看起来像矩形。当然，这在置身其中时并不是问题，环境中的透视随着移动而变化。

VR是怎样有效引发了真实世界中存在的行为？

一些博物馆在蒙德里安去世后尝试实现他的设计，但这些尝试都遭遇了有限的成功。事实上，基于他原始计划创建一个三维模型需要做出一些困难的决定 - 因为蒙德里安并不是建筑师，他的墙壁并不相连！

更令人惊讶的是，在计划中，每个矩形的相对大小和颜色是清晰的，但红色、黄色和蓝色“油漆”的精确色调却不清楚，而且任何设计师都知道，颜色非常重要。对蒙德里安来说，颜色确实很重要，因为他认为他的设计通过色彩和形状创造了“普遍的和谐”。

在这一点上，虚拟现实的研究真正发挥了自己的作用，因为Unity 3D模型的开发和迭代测试，创造出一个既在内部观察时自然而又忠于蒙德里安美学的最终设计。

Virtual reality research/exhibition set up in a museum

在虚拟环境中学习，在实际中应用

这项研究证实了几个预期的结果，比如：

房间里的红色补丁比其他颜色更引人注目，证实了红色在高度冲击、突出的信息传递和标志上的使用。
参与者很少抬头看天花板，即使他们看了，也不会持续很长时间。一般来说，仰望对人类来说并不舒服，而这样的结果凸显了位置的重要性以及以眼睛高度展示的优势引起注意。
房间里有立体的家具，向房间外突出，这些家具比平面墙壁或房间里透过开着的窗户的“景色”更吸引人。立体物体为本来只有平面墙壁的环境创造了视觉兴趣。它们突出于墙壁之外，也对该空间的移动产生影响，这是一种被广为人知的吸引注意力的方法。

这样的结果确认了我们在更自然环境中（比如超市）观察到的一些行为特征，并突出了艺术和零售行业交叉研究的潜力。

在这个环境中收集到的其他数据证实了一些眼动行为，这些行为在VR之外的环境中已经有了广泛报道，比如在进行有针对性的搜索任务（如数颜色方块）时，凝视时间会减少，而当参与者被允许在蒙德里安房间自由观看时，凝视时间会增加。这些结果为利用VR研究自然行为提供了有力支持，因为在真实世界的研究中可以看到类似的结果。

通过比较德累斯顿的蒙德里安房间的物理结构和VR版本，我们观察到了一个对于那些希望使用VR作为真实世界代理的人来说至关重要的结果。总体观看时间、凝视时间和凝视次数在VR中都略高于真实世界，我们需要进一步研究才能完全理解这一点。这可能是VR本身的一个特点，因为对于大多数参与者来说，VR仍然是一种新奇的技术，所以有一种好奇心四处张望的倾向！对于研究人员来说，这凸显了在开始数据收集之前让参与者熟悉VR的必要性，以便让这些干扰因素最小化。