Международная научно-практическая интернет-конференция «iScience» 2016г.

ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИНТЕРФЕЙСОВ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОЛОГИИ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ

Еще два года назад о технологии виртуальной реальности (ВР) знал только узкий круг специалистов и энтузиастов. Сейчас же виртуальная реальность это тренд вот-вот способный значительно повлиять на многие аспекты нашей жизни. Об этом свидетельствую многочисленные упоминания ВР даже в непрофильных СМИ, а также тот факт, что первую партию шлема виртуальной реальности Oculus Rift распродали за 14 минут (!) после старта предварительных заказов [1].

Технологии виртуальной реальности.

Определений самого понятия «виртуальная реальность» существует множество, но, в контексте существующих технологических решений, наиболее подходящим является: виртуальная реальность – компьютерный интерфейс, который позволяет пользователю, используя органы чувств, взаимодействовать в режиме реального времени с трехмерным пространством, моделируемым компьютером [2, с. 295].

Необходимыми компонентами для ВР, являются [3, с. 140]:

  • имитация визуальных стимулов, по средствам очков, контактных линз и т.п.;
  • регистрация движения пользователя: поворотов головы, движения рук;
  • компьютерное оборудование, способное смоделировать виртуальную среду.

Обращаясь к первому компоненту, стоит отметить, что до 90% информации человек получает от зрения [4, c. 20]. Так как подавляющие большинство технологий погружения в виртуальную реальность взаимодействуют с пользователем посредством зрения, стоит обратить внимание на физиологические особенности восприятия информации и отойти от некоторых паттернов в проектировании интерфейсов.

Обоснование в проектировании HUD-интерфейсов.

  1. Особенности физиологии визуального восприятия человека.

Бинокулярное зрения человека – зрение двумя глазами с единым зрительным восприятием, обеспечивает способность воспринимать глубину и объем окружающего мира. Поле бинокулярного зрения – 114 градусов. Или 130 градусов по вертикали и 150 градусов по горизонтали на каждый глаз (Рис.1).

Поле зрение человеческого глаза

Также поле зрение включает в себя зоны восприятия, обусловленные физиологическими особенностями строения человеческого глаза [5, с. 267]. На рисунке 3 отображены четыре основные зоны (Рис.2):

  • A (0-15 градусов) – центральная зона, в которой четко различаются формы, символы и цвета;
  • B (15-30 градусов) – в этой зоне сложнее разобрать символы, однако сохраняется способность различать формы и все цвета;
  • C (30-60 градусов) – сложнее воспринимать красный и синий цвета, символы не различимы;
  • D (60-110 градусов) – цветовые сигналы не дифференцируются.
  • HUD-интерфейсы.

Зоны восприятия. Бинокулярное зрение

Исходя из этого, следует для начала сразу разделить визуальные интерфейсы на два типа: интерфейсы, представленные на виртуальных объектах (т.е. не меняющие своего положения относительно пользователя) и так называемые HUD-интерфейсы (англ. head-up – предназначенный для просмотра без наклона головы, display – индикатор) – элементы, закрепленные в поле зрения пользователя. Так как приведенные выше данные влияют только на HUD-интерфейсы, в данной работе рассматриваются только этот тип визуализации информации.

Опираясь на особенности физиологии визуального восприятия, при проектировании таких интерфейсов, можно сделать некоторые выводы:

  • если текстовая информация (символы) будет располагаться в зонах C и D, пользователь сможет прочесть ее, только приложив усилия, что повлечет за собой дискомфорт и нарушит иллюзию, создаваемую виртуальной средой;
  • текстовую информацию следует располагать в зонах A и B;
  • если разместить несколько цветовых индикаторов в одном месте в зонах C и D, то пользователь не сможет дифференцировать их.

Эти выводы были проверены нами при проектировании интерфейса для компьютерной игры в жанре Survival Shooter для гарнитур виртуальной реальности Oculus DK 2 и Google Cardboard. Игроку (пользователю) необходимо отбиваться от атак противника, продержавшись максимально возможное количество времени, зарабатывая очки. Из целей игрока следует, что необходимо постоянно отображать минимум три параметра: время (TIME), заработанные очки (SCORE), оставшиеся очки жизней (HEALTH). Классическое расположение этих элементов – группировка в верхнем или нижнем углу экрана [6, с. 171]. Однако в случае с виртуальной реальностью такое расположение элементов скроет их от пользователя (игрок попросту не будет их замечать в процессе игры). Также невозможно расположить эти элементы только в зоне A, так как это затрудняет прицеливание игрока.

В результате нескольких тестирований было решено расположить элементы TIME и SCORE в зоне B справа и слева от центра экрана соответственно, отображая эту информацию в текстовом виде (Рис 3). А элемент HEALTH расположить на границе зоны B выше от центра, отображая информацию в виде пиктограммы, меняющий цвет в зависимости от значения параметра HEALTH (Рис 3).

Расположение элементов интерфейса

Данное решение в проектировании HUD-интерфейса максимально комфортно для игрока, что подтвердилось в работе с фокус-группой.

 

Литература.

  1. По данным сайта vrfocus.com (http://vrfocus.com/archives/27501/oculus-rift-day-one-stock-sells-out-in-14-minutes)
  2. Piovesan S. D., Passerino L. M., Pereira A. S. Virtual reality as a tool in the education. International conference on cognition and exploratory learning in digital age. 2012. c. 295 – 298.
  3. Суворов, К. А. Системы виртуальной реальности и их применение.Технологии информационного общества. №9. 2013. 140 – 143.
  4. Брагина Н. Н., Доброхотова Т. А. Функциональные асимметрии человека. Монография. Москва «Медицина». 1981. 201 с.
  5. Шмидт Р., Тевс Г. Физиология человека. Том 1. Москва «Мир». 1996, 323 с.
  6. Rogers S, Level Up! The guide to Great video game design. John Wiley & Sons. 2014. 514 с.