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2013 | OriginalPaper | Buchkapitel

2. Wahrnehmungsaspekte von VR

verfasst von : Prof. Dr. Ralf Dörner, Prof. Dr. Frank Steinicke

Erschienen in: Virtual und Augmented Reality (VR / AR)

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

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Zusammenfassung

Ein wesentliches Potential von VR als Mensch-Maschine-Schnittstelle liegt in der Möglichkeit, dem Nutzer die Illusion der Anwesenheit in der dargestellten Virtuellen Welt zu suggerieren. Ob und wie gut dies gelingt, ist nicht nur ein technisches Problem, sondern beruht auch auf Prozessen der menschlichen Wahrnehmung zur Interpretation der dargebotenen Sinnesreize. Zum besseren Verständnis der damit verbundenen Fragestellungen werden in diesem Kapitel grundlegende Kenntnisse aus dem Bereich der menschlichen Informationsverarbeitung behandelt. Von besonderem Interesse in einer Virtuellen Umgebung sind die Raumwahrnehmung und die Wahrnehmung von Bewegung, auf die spezifisch eingegangen wird. Basierend auf diesen Grundlagen werden VR-typische Phänomene und Probleme diskutiert, wie z. B. das Sehen von Doppelbildern oder Cybersickness. Dabei kann jeweils das Wissen um menschliche Wahrnehmungsprozesse sowohl zur Erklärung dieser Phänomene wie auch zur Ableitung von Lösungsstrategien genutzt werden. Schließlich wird in diesem Kapitel gezeigt, wie sich verschiedene Limitierungen der menschlichen Wahrnehmung ausnutzen lassen, um die Qualität und die Nutzererfahrung während einer VR-Session zu verbessern.

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Fußnoten
1
Das ACM Symposium on Applied Perception (SAP) sowie das Journal Transaction on Applied Perception (TAP) befassen sich mit der multisensorischen Wahrnehmung in Virtuellen Welten.
 
Literatur
Zurück zum Zitat Goldstein EB (2010) Sensation and perception (8th edition). Cengage Learning, Belmont – Standardwerk aus der Wahrnehmungspsychologie, das sich nicht nur auf die visuelle Wahrnehmung beschränkt. Sehr anschaulich und mit vielen Beispielen. Goldstein EB (2010) Sensation and perception (8th edition). Cengage Learning, Belmont – Standardwerk aus der Wahrnehmungspsychologie, das sich nicht nur auf die visuelle Wahrnehmung beschränkt. Sehr anschaulich und mit vielen Beispielen.
Zurück zum Zitat Thompson WB, Fleming WF, Creem-Regehr SH, Stefanucci J K (2011) Visual perception from a computer graphics perspective. CRC Press, Boca Raton – Lehrbuch, das auch für VR wesentliche Wahrnehmungsaspekte erläutert und dabei immer den Bezug zur Computergraphik herstellt. Thompson WB, Fleming WF, Creem-Regehr SH, Stefanucci J K (2011) Visual perception from a computer graphics perspective. CRC Press, Boca Raton – Lehrbuch, das auch für VR wesentliche Wahrnehmungsaspekte erläutert und dabei immer den Bezug zur Computergraphik herstellt.
Zurück zum Zitat Barsky BA, Kosloff TJ (2008) Algorithms for rendering depth of field effects in computer graphics. Proc. 12 WSEAS International Conference on Computers, 999–1010 Barsky BA, Kosloff TJ (2008) Algorithms for rendering depth of field effects in computer graphics. Proc. 12 WSEAS International Conference on Computers, 999–1010
Zurück zum Zitat Bruder G, Pusch A, Steinicke F (2012a) Analyzing effects of geometric rendering parameters on size and distance estimation in on-axis stereographic. Proc. ACM Symp. on Applied Perception (SAP 12), 111–118 Bruder G, Pusch A, Steinicke F (2012a) Analyzing effects of geometric rendering parameters on size and distance estimation in on-axis stereographic. Proc. ACM Symp. on Applied Perception (SAP 12), 111–118
Zurück zum Zitat Bruder G, Steinicke F, Wieland P, Lappe M (2012b) Tuning self-motion perception in virtual reality with visual illusions. IEEE Trans Vis and Computer Graphics (TVCG), 18(7):1068–1078 Bruder G, Steinicke F, Wieland P, Lappe M (2012b) Tuning self-motion perception in virtual reality with visual illusions. IEEE Trans Vis and Computer Graphics (TVCG), 18(7):1068–1078
Zurück zum Zitat Cater K, Chalmers A, Ward G (2003) Detail to attention: exploiting visual tasks for visual rendering. Proc. Eurographics WS on rendering, 270–280 Cater K, Chalmers A, Ward G (2003) Detail to attention: exploiting visual tasks for visual rendering. Proc. Eurographics WS on rendering, 270–280
Zurück zum Zitat Card SK, Moran TP, Newell A (1986) The model human processor: an engineering model of human performance. Handbook of Perception and Human Performance. Vol. 2: Cognitive Processes and Performance, 1–35. Card SK, Moran TP, Newell A (1986) The model human processor: an engineering model of human performance. Handbook of Perception and Human Performance. Vol. 2: Cognitive Processes and Performance, 1–35.
Zurück zum Zitat Dahm M (2006) Grundlagen der Mensch-Computer-Interaktion. Pearson Studium, New York Dahm M (2006) Grundlagen der Mensch-Computer-Interaktion. Pearson Studium, New York
Zurück zum Zitat Ernst, MO (2008) Multisensory integration: a late bloomer. Current Biology, 18(12): R519– R521 Ernst, MO (2008) Multisensory integration: a late bloomer. Current Biology, 18(12): R519– R521
Zurück zum Zitat Hagen MA, Elliott HB (1976) An investigation of the relationship between viewing conditions and preference for true and modified perspective with adults. J Experimental Psychology: Human Perception and Performance 5, 479–490. Hagen MA, Elliott HB (1976) An investigation of the relationship between viewing conditions and preference for true and modified perspective with adults. J Experimental Psychology: Human Perception and Performance 5, 479–490.
Zurück zum Zitat Hayward V, Astley OR, Cruz-Hernandez M, Grant D, La-Torre GR-D (2004) Haptic interfaces and devices. Sensor Review 24(1):16–29CrossRef Hayward V, Astley OR, Cruz-Hernandez M, Grant D, La-Torre GR-D (2004) Haptic interfaces and devices. Sensor Review 24(1):16–29CrossRef
Zurück zum Zitat Hendrix C, Barfield W (1996) Presence within virtual environments as a function of visual display parameters. Presence: Teleoperators and Virtual Environments, 5(3):274- 289 Hendrix C, Barfield W (1996) Presence within virtual environments as a function of visual display parameters. Presence: Teleoperators and Virtual Environments, 5(3):274- 289
Zurück zum Zitat Hoffmann DM, Girshick AR, Akeley K, Banks MS (2008) Vergence-accomodation conflicts hinder visual performance and cause visual fatigue. J Vision 8(3):1–30CrossRef Hoffmann DM, Girshick AR, Akeley K, Banks MS (2008) Vergence-accomodation conflicts hinder visual performance and cause visual fatigue. J Vision 8(3):1–30CrossRef
Zurück zum Zitat Howard IP (2002) Seeing in depth: Vol.1. Basic Mechanisms. I Porteous, Toronto Howard IP (2002) Seeing in depth: Vol.1. Basic Mechanisms. I Porteous, Toronto
Zurück zum Zitat Interrante V, Anderson L, Ries B (2006) Distance perception in immersive virtual environments, revisited. Proc IEEE Virtual Reality 2006, 3–10. Interrante V, Anderson L, Ries B (2006) Distance perception in immersive virtual environments, revisited. Proc IEEE Virtual Reality 2006, 3–10.
Zurück zum Zitat Itti L, Koch C, Niebur E (1998) A model of saliency-based visual attention for rapid scene analysis. IEEE Trans Pattern Analysis and Machine Intelligence 20:1254–1259 Itti L, Koch C, Niebur E (1998) A model of saliency-based visual attention for rapid scene analysis. IEEE Trans Pattern Analysis and Machine Intelligence 20:1254–1259
Zurück zum Zitat Kennedy RS, Lane NE, Berbaum KS, Lilienthal GS (1993) Simulator sickness questionnaire: an enhanced method for quantifying simulator sickness. Intl J Aviation Psychology, 3(3):203–220CrossRef Kennedy RS, Lane NE, Berbaum KS, Lilienthal GS (1993) Simulator sickness questionnaire: an enhanced method for quantifying simulator sickness. Intl J Aviation Psychology, 3(3):203–220CrossRef
Zurück zum Zitat Kubovy M (1986) The psychology of linear perspective and renaissance art. Cambridge University Press, Cambridge Kubovy M (1986) The psychology of linear perspective and renaissance art. Cambridge University Press, Cambridge
Zurück zum Zitat Kuhl SA, Thompson WB, Creem-Regehr SH (2006) Minification influences spatial judgement in immersive virtual environments. Sym. Applied Perception in Graphics and Visualization, 15–19 Kuhl SA, Thompson WB, Creem-Regehr SH (2006) Minification influences spatial judgement in immersive virtual environments. Sym. Applied Perception in Graphics and Visualization, 15–19
Zurück zum Zitat Lappe M, Jenkin M, Harris LR (2007) Travel distance estimation from visual motion by leaky path integration. Experimental Brain Research 180:35–48CrossRef Lappe M, Jenkin M, Harris LR (2007) Travel distance estimation from visual motion by leaky path integration. Experimental Brain Research 180:35–48CrossRef
Zurück zum Zitat Lee CH, Varshney A, Jacobs DW (2005) Mesh saliency. Proc SIGGRAPH 2005, 659–666 Lee CH, Varshney A, Jacobs DW (2005) Mesh saliency. Proc SIGGRAPH 2005, 659–666
Zurück zum Zitat Le Meur O, Le Callet P, Barba D, Thoreau D (2006) A coherent computational approach to model the bottom-up visual attention. IEEE Trans. Pattern Analysis and Machine Intelligence 28(5): 802–817 Le Meur O, Le Callet P, Barba D, Thoreau D (2006) A coherent computational approach to model the bottom-up visual attention. IEEE Trans. Pattern Analysis and Machine Intelligence 28(5): 802–817
Zurück zum Zitat Loomis JM, Knapp JM (2003) Visual perception of egocentric distance in real and virtual environments. In: Hettinger LJ, Haas MW (eds) Virtual and adaptive environments, Erlbaum, Mahwah Loomis JM, Knapp JM (2003) Visual perception of egocentric distance in real and virtual environments. In: Hettinger LJ, Haas MW (eds) Virtual and adaptive environments, Erlbaum, Mahwah
Zurück zum Zitat Malaka R, Butz A, Hußmann H (2009) Medieninformatik – Eine Einführung. Pearson, München Malaka R, Butz A, Hußmann H (2009) Medieninformatik – Eine Einführung. Pearson, München
Zurück zum Zitat Marr D (1982) Vision: a computational investigation into the human representation and processing of visual information. MIT Press, Cambridge Marr D (1982) Vision: a computational investigation into the human representation and processing of visual information. MIT Press, Cambridge
Zurück zum Zitat McCauley ME, Sharkey TJ (1992) Cybersickness: perception of self-motion in virtual environments. Presence: Teleoperators and Virtual Environments 1(3):311–18 McCauley ME, Sharkey TJ (1992) Cybersickness: perception of self-motion in virtual environments. Presence: Teleoperators and Virtual Environments 1(3):311–18
Zurück zum Zitat Mendiburu B (2009) 3D movie making: stereoscopic digital cinema from script to screen. Focal Press, New York Mendiburu B (2009) 3D movie making: stereoscopic digital cinema from script to screen. Focal Press, New York
Zurück zum Zitat Mon-Williams M, Wann JP (1998) Binocular virtual reality displays: when problems do and don’t occur. Human Factors 40(1):42–49CrossRef Mon-Williams M, Wann JP (1998) Binocular virtual reality displays: when problems do and don’t occur. Human Factors 40(1):42–49CrossRef
Zurück zum Zitat Myszkowski K (2002) Perception-based global illumination, rendering and animation techniques. Spring Conf on Computer Graphics, 13–24 Myszkowski K (2002) Perception-based global illumination, rendering and animation techniques. Spring Conf on Computer Graphics, 13–24
Zurück zum Zitat Ooi TL, Wu B, He ZJ (2001) Distance determination by the angular declination below the horizon. Nature 414:197–200CrossRef Ooi TL, Wu B, He ZJ (2001) Distance determination by the angular declination below the horizon. Nature 414:197–200CrossRef
Zurück zum Zitat Proffitt DR, Stefanucci J, Banton T, Epstein W (2003) The role of effort in distance perception. Psychological Science 14:106–112 Proffitt DR, Stefanucci J, Banton T, Epstein W (2003) The role of effort in distance perception. Psychological Science 14:106–112
Zurück zum Zitat Simons DJ, Chabris CF (1999) Gorillas in our midst: sustained inattentional blindness for dynamic events. Perception 28(9):1059–1074CrossRef Simons DJ, Chabris CF (1999) Gorillas in our midst: sustained inattentional blindness for dynamic events. Perception 28(9):1059–1074CrossRef
Zurück zum Zitat Slater M, Usoh M, Steed A (1994) Depth of presence in virtual environments. Presence: Teleoperators and Virtual Environments, 3:130–144 Slater M, Usoh M, Steed A (1994) Depth of presence in virtual environments. Presence: Teleoperators and Virtual Environments, 3:130–144
Zurück zum Zitat Steinicke F, Bruder G, Jerald J, Frenz H, Lappe M (2010a) Estimation of detection thresholds for redirected walking techniques. IEEE Trans on Vis and Computer Graphics 16 (1):17–27 Steinicke F, Bruder G, Jerald J, Frenz H, Lappe M (2010a) Estimation of detection thresholds for redirected walking techniques. IEEE Trans on Vis and Computer Graphics 16 (1):17–27
Zurück zum Zitat Steinicke F, Bruder G, Hinrichs KH, Steed A (2010b) Gradual transitions and their effects on presence and distance estimation. Computers & Graphics 34(1):26–33CrossRef Steinicke F, Bruder G, Hinrichs KH, Steed A (2010b) Gradual transitions and their effects on presence and distance estimation. Computers & Graphics 34(1):26–33CrossRef
Zurück zum Zitat Steinicke F, Bruder G, Kuhl S, Willemsen P, Lappe M, Hinrichs KH (2009) Judgment of natural perspective projections in head-mounted display environments. Proc VRST 2009, 35–42 Steinicke F, Bruder G, Kuhl S, Willemsen P, Lappe M, Hinrichs KH (2009) Judgment of natural perspective projections in head-mounted display environments. Proc VRST 2009, 35–42
Zurück zum Zitat Treisman AM, Gelade G (1980) A feature integration theory of attention. Cognitive Psychology 12(1):97–136CrossRef Treisman AM, Gelade G (1980) A feature integration theory of attention. Cognitive Psychology 12(1):97–136CrossRef
Zurück zum Zitat Vishwanath D, Girshick AR, Banks MS (2005) Why pictures look right when viewed from the wrong place. Nature Neuroscience, 8(10):1401–1410CrossRef Vishwanath D, Girshick AR, Banks MS (2005) Why pictures look right when viewed from the wrong place. Nature Neuroscience, 8(10):1401–1410CrossRef
Zurück zum Zitat Wanger LR, Ferwander JA, Greenberg DA (1992) Perceiving spatial relationships in computer-generated images. IEEE Computer Graphics and Applications 12(3):44–58CrossRef Wanger LR, Ferwander JA, Greenberg DA (1992) Perceiving spatial relationships in computer-generated images. IEEE Computer Graphics and Applications 12(3):44–58CrossRef
Zurück zum Zitat Ware C (2000) Information visualization – perception for design. Morgan Kaufmann, San Francisco Ware C (2000) Information visualization – perception for design. Morgan Kaufmann, San Francisco
Zurück zum Zitat Ware C, Gobrecht C, Paton M (1998) Dynamic adjustment of stereo display parameters. IEEE Trans Systems, Man and Cybernetics 28(1):56–65 Ware C, Gobrecht C, Paton M (1998) Dynamic adjustment of stereo display parameters. IEEE Trans Systems, Man and Cybernetics 28(1):56–65
Zurück zum Zitat Williams SP, Parrish RV (1990) New computational control techniques and increased understanding for 3-D displays. Proc. SPIE Stereoscopic Display Applications, 73–82 Williams SP, Parrish RV (1990) New computational control techniques and increased understanding for 3-D displays. Proc. SPIE Stereoscopic Display Applications, 73–82
Zurück zum Zitat Witmer BG, Singer MJ (1998) Measuring presence in virtual environments: a presence questionnaire. Presence – Teleoperators and virtual environments, 7(3):225–240 Witmer BG, Singer MJ (1998) Measuring presence in virtual environments: a presence questionnaire. Presence – Teleoperators and virtual environments, 7(3):225–240
Zurück zum Zitat Witt JK, Proffitt DR, Epstein W (2004) Perceiving distance: a role of effort and intent. Perception 33:577–590 Witt JK, Proffitt DR, Epstein W (2004) Perceiving distance: a role of effort and intent. Perception 33:577–590
Metadaten
Titel
Wahrnehmungsaspekte von VR
verfasst von
Prof. Dr. Ralf Dörner
Prof. Dr. Frank Steinicke
Copyright-Jahr
2013
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-642-28903-3_2