Haptic feedback in room-scale VR

Abstract

Virtuelle Realität ( VR ) wird im Moment zu einem verbreiteten Medium. Aktuelle Systeme wie die HTC Vive bieten ein genaues Tracking des HMD und der Controller. Dies ermöglicht extrem immersive Interaktionen mit der virtuellen Umgebung. Diese Interaktionen können durch Feedback weiter verbessert werden. Zum Beispiel kann ein Controller vibrieren, wenn er in der Nähe eines aufnehmbaren Balles ist. Wir haben eine Nutzerstudie durchgeführt, um Folgendes zu analysieren: 1. Das Aufnehmen und Werfen mit Controllern in einem einfachen Basketball-Spiel. 2. Den Einfluss von haptischen und optischen Feedback auf Leistung, Präsenz, Benutzerfreundlichkeit und Arbeitsbelastung. 3. Die Vorteile von Punktwolken-Bearbeitung in VR gegenüber Punktwolken-Bearbeitung am Computer. Durch die Entwicklung den Punktwolken Editors für VR sind einige neue Verfahren entstanden. Unsere neue Betrachtungsmethode, die beidhändige Zwick-Geste, erweitert die Handgriff-Metapher, um Punktwolken in VR effizient zu bewegen, drehen und skalieren. Unsere neue Renderingtechnik nutzt den Geometry Shader, um dünn besetzte Punktwolken schnell zu zeichnen. Selektionvolumen am Controller sind unsere neue Methode, um Punkte in der Punktwolke effizient zu selektieren. Die sich ergebende Selektion kann in Echtzeit dargestellt werden. Die Ergebnisse der Nutzerstudie zeigen, dass: 1. das Aufnehmen mit einem Controllerknopf intuitiv ist, das Werfen aber nicht. Den Knopf loszulassen ist eine schlechte Metapher für das Loslassen eines virtuellen Objekts, um es zu werfen. 2. das Hinzufügen von haptischen, optischen oder beiden Feedbacktypen zum Aufnehmen die Leistung der Nutzer und die Präsenz verbessert. Allerdings sind nur Teilbereiche wie Genauigkeit und Vorhersagbarkeit signifikant verbessert. Das Feedback hat fast keinen Einfluss auf Benutzerfreundlichkeit und Arbeitsbelastung. 3. das Editieren von Punktwolken in VR mit der beidhändigen Zwick-Geste und den Selektionsvolumen ist signifikant besser als am Computer mit Orbitkamera und Lasso-Selektionen.

Virtual reality (VR) is now becoming a mainstream medium. Current systems like the HTC Vive offer accurate tracking of the HMD and controllers, which allows for highly immersive interactions with the virtual environment. The interactions can be further enhanced by adding feedback. As an example, a controller can vibrate when it is close to a grabbable ball. As such interactions are not exhaustingly researched, we conducted a user study. Specifically, we examine: 1. grabbing and throwing with controllers in a simple basketball game. 2. the influence of haptic and optical feedback on performance, presence, task load, and usability. 3. the advantages of VR over desktop for point-cloud editing. Several new techniques emerged from the point-cloud editor for VR. The bi-manual pinch gesture, which extends the handlebar metaphor, is a novel viewing method used to translate, rotate, and scale the point-cloud. Our new rendering technique uses the geometry shader to draw sparse point clouds quickly. The selection volumes at the controllers are our new technique to efficiently select points in point clouds. The resulting selection is visualized in real time. The results of the user study show that: 1. grabbing with a controller button is intuitive but throwing is not. Releasing a button is a bad metaphor for releasing a grabbed virtual object in order to throw it. 2. any feedback is better than none. Adding haptic, optical, or both feedback types to the grabbing improves the user performance and presence. However, only sub-scores like accuracy and predictability are significantly improved. Usability and task load are mostly unaffected by feedback. 3. the point-cloud editing is significantly better in VR with the bi-manual pinch gesture and selection volumes than on the desktop with the orbiting camera and lasso selections.