Human factors in instructional augmented reality for intravehicular spaceflight activities and How gravity influences the setup of interfaces operated by direct object selection

In human spaceflight, advanced user interfaces are becoming an interesting mean to facilitate human-machine interaction, enhancing and guaranteeing the sequences of intravehicular space operations. The efforts made to ease such operations have shown strong interests in novel human-computer interaction like Augmented Reality (AR). The work presented in this thesis is directed towards a user-driven design for AR-assisted space operations, iteratively solving issues arisen from the problem space, which also includes the consideration of the effect of altered gravity on handling such interfaces.Auch in der bemannten Raumfahrt steigt das Interesse an neuartigen Benutzerschnittstellen, um nicht nur die Mensch-Maschine-Interaktion effektiver zu gestalten, sondern auch um einen korrekten Arbeitsablauf sicherzustellen. In der Vergangenheit wurden wiederholt Anstrengungen unternommen, Innenbordarbeiten mit Hilfe von Augmented Reality (AR) zu erleichtern. Diese Arbeit konzentriert sich auf einen nutzerorientierten AR-Ansatz, welcher zum Ziel hat, die Probleme schrittweise in einem iterativen Designprozess zu lösen. Dies erfordert auch die Berücksichtigung veränderter Schwerkraftbedingungen

Multimodality in {VR}: {A} Survey

Virtual reality has the potential to change the way we create and consume content in our everyday life. Entertainment, training, design and manufacturing, communication, or advertising are all applications that already benefit from this new medium reaching consumer level. VR is inherently different from traditional media: it offers a more immersive experience, and has the ability to elicit a sense of presence through the place and plausibility illusions. It also gives the user unprecedented capabilities to explore their environment, in contrast with traditional media. In VR, like in the real world, users integrate the multimodal sensory information they receive to create a unified perception of the virtual world. Therefore, the sensory cues that are available in a virtual environment can be leveraged to enhance the final experience. This may include increasing realism, or the sense of presence; predicting or guiding the attention of the user through the experience; or increasing their performance if the experience involves the completion of certain tasks. In this state-of-the-art report, we survey the body of work addressing multimodality in virtual reality, its role and benefits in the final user experience. The works here reviewed thus encompass several fields of research, including computer graphics, human computer interaction, or psychology and perception. Additionally, we give an overview of different applications that leverage multimodal input in areas such as medicine, training and education, or entertainment; we include works in which the integration of multiple sensory information yields significant improvements, demonstrating how multimodality can play a fundamental role in the way VR systems are designed, and VR experiences created and consumed

Virtual Reality for the Visually Impaired

This thesis aims to illuminate and describe how there are problems with the development of virtual reality regarding visually impaired people. After discussing the reasons how and why this is a problem, this thesis will provide some possible solutions to develop virtual reality into a more user accessible technology, specifically for the visually impaired. As the popularity of virtual reality increases in digital culture, especially with Facebook announcing their development of Metaverse, there is a need for a future virtual reality environment that everyone can use. And it is in these early stages of development, that the need to address the problem of inaccessibility arises. As virtual reality is a relatively new medium in digital culture, the research on its use by visually impaired people has significant gaps. And as relatively few researchers are exploring this topic, my research will hopefully lead to more activity in this important area. Therefore, my research questions aim to address the current limitations of virtual reality, filling in some of the most significant gaps in this research area. My thesis will do this by conducting interviews and surveys to gather data that can further support and identify the crucial limitations of the visually impaired experience while trying to use virtual reality technology. The findings in this thesis will further address the problem, creating a possible solution and emphasizing the importance of user accessibility for the visually impaired in the future development of virtual reality. If digital companies and developers address this problem now, we can have a future where visually impaired people are treated more equally, with technologies developed specifically for them to experience virtual worlds.Master's Thesis in Digital CultureDIKULT350MAHF-DIKU

物理/バーチャル空間の接続と分離を媒介する可動壁に関する研究

Tohoku University博士（情報科学）thesi

Enhanced Virtuality: Increasing the Usability and Productivity of Virtual Environments

Mit stetig steigender Bildschirmauflösung, genauerem Tracking und fallenden Preisen stehen Virtual Reality (VR) Systeme kurz davor sich erfolgreich am Markt zu etablieren. Verschiedene Werkzeuge helfen Entwicklern bei der Erstellung komplexer Interaktionen mit mehreren Benutzern innerhalb adaptiver virtueller Umgebungen. Allerdings entstehen mit der Verbreitung der VR-Systeme auch zusätzliche Herausforderungen: Diverse Eingabegeräte mit ungewohnten Formen und Tastenlayouts verhindern eine intuitive Interaktion. Darüber hinaus zwingt der eingeschränkte Funktionsumfang bestehender Software die Nutzer dazu, auf herkömmliche PC- oder Touch-basierte Systeme zurückzugreifen. Außerdem birgt die Zusammenarbeit mit anderen Anwendern am gleichen Standort Herausforderungen hinsichtlich der Kalibrierung unterschiedlicher Trackingsysteme und der Kollisionsvermeidung. Beim entfernten Zusammenarbeiten wird die Interaktion durch Latenzzeiten und Verbindungsverluste zusätzlich beeinflusst. Schließlich haben die Benutzer unterschiedliche Anforderungen an die Visualisierung von Inhalten, z.B. Größe, Ausrichtung, Farbe oder Kontrast, innerhalb der virtuellen Welten. Eine strikte Nachbildung von realen Umgebungen in VR verschenkt Potential und wird es nicht ermöglichen, die individuellen Bedürfnisse der Benutzer zu berücksichtigen. Um diese Probleme anzugehen, werden in der vorliegenden Arbeit Lösungen in den Bereichen Eingabe, Zusammenarbeit und Erweiterung von virtuellen Welten und Benutzern vorgestellt, die darauf abzielen, die Benutzerfreundlichkeit und Produktivität von VR zu erhöhen. Zunächst werden PC-basierte Hardware und Software in die virtuelle Welt übertragen, um die Vertrautheit und den Funktionsumfang bestehender Anwendungen in VR zu erhalten. Virtuelle Stellvertreter von physischen Geräten, z.B. Tastatur und Tablet, und ein VR-Modus für Anwendungen ermöglichen es dem Benutzer reale Fähigkeiten in die virtuelle Welt zu übertragen. Des Weiteren wird ein Algorithmus vorgestellt, der die Kalibrierung mehrerer ko-lokaler VR-Geräte mit hoher Genauigkeit und geringen Hardwareanforderungen und geringem Aufwand ermöglicht. Da VR-Headsets die reale Umgebung der Benutzer ausblenden, wird die Relevanz einer Ganzkörper-Avatar-Visualisierung für die Kollisionsvermeidung und das entfernte Zusammenarbeiten nachgewiesen. Darüber hinaus werden personalisierte räumliche oder zeitliche Modifikationen vorgestellt, die es erlauben, die Benutzerfreundlichkeit, Arbeitsleistung und soziale Präsenz von Benutzern zu erhöhen. Diskrepanzen zwischen den virtuellen Welten, die durch persönliche Anpassungen entstehen, werden durch Methoden der Avatar-Umlenkung (engl. redirection) kompensiert. Abschließend werden einige der Methoden und Erkenntnisse in eine beispielhafte Anwendung integriert, um deren praktische Anwendbarkeit zu verdeutlichen. Die vorliegende Arbeit zeigt, dass virtuelle Umgebungen auf realen Fähigkeiten und Erfahrungen aufbauen können, um eine vertraute und einfache Interaktion und Zusammenarbeit von Benutzern zu gewährleisten. Darüber hinaus ermöglichen individuelle Erweiterungen des virtuellen Inhalts und der Avatare Einschränkungen der realen Welt zu überwinden und das Erlebnis von VR-Umgebungen zu steigern

Multimodality in VR: A survey

Virtual reality (VR) is rapidly growing, with the potential to change the way we create and consume content. In VR, users integrate multimodal sensory information they receive, to create a unified perception of the virtual world. In this survey, we review the body of work addressing multimodality in VR, and its role and benefits in user experience, together with different applications that leverage multimodality in many disciplines. These works thus encompass several fields of research, and demonstrate that multimodality plays a fundamental role in VR; enhancing the experience, improving overall performance, and yielding unprecedented abilities in skill and knowledge transfer

Recent Advancements in Augmented Reality for Robotic Applications: A Survey

Robots are expanding from industrial applications to daily life, in areas such as medical robotics, rehabilitative robotics, social robotics, and mobile/aerial robotics systems. In recent years, augmented reality (AR) has been integrated into many robotic applications, including medical, industrial, human–robot interactions, and collaboration scenarios. In this work, AR for both medical and industrial robot applications is reviewed and summarized. For medical robot applications, we investigated the integration of AR in (1) preoperative and surgical task planning; (2) image-guided robotic surgery; (3) surgical training and simulation; and (4) telesurgery. AR for industrial scenarios is reviewed in (1) human–robot interactions and collaborations; (2) path planning and task allocation; (3) training and simulation; and (4) teleoperation control/assistance. In addition, the limitations and challenges are discussed. Overall, this article serves as a valuable resource for working in the field of AR and robotic research, offering insights into the recent state of the art and prospects for improvement