A Review of How Space Affords Socio-Cognitive Processes during Collaboration

This paper reviews the literature about social and cognitive functions of spatial features used when collaborating in both physical and virtual settings. Those concepts come from various fields like social, cognitive as well as environmental psychology or CSCW (Computer Supported Collaborative Work). We briefly summarize the social and cognitive affordances of spatial features like distance, proxemics, co-presence, visibility or activity in the context of physical and virtual space. This review aims at grounding in an explicit framework the way human beings use space to support social interactions. This can be use as a starting point design efficient applications that take spatial context into account

Socio-cognitive functions of space in collaborative settings : a literature review about Space, Cognition and Collaboration

This document reports on a brief literature review about social and cognitive functions of spatial features used when collaborating in both physical and virtual settings. Those concepts come from various fields like social, cognitive as well as environmental psychology or CSCW (Computer Supported Collaborative Work). I briefly summarize the social and cognitive affordances of spatial features like distance, proxemics, co-presence, visibility or activity in the context of physical and virtual space. The way human beings employ those features finally allows to give insights about potential avenues of research

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

Collaboration à distance : étude de la compréhension mutuelle dans les environnements virtuels collaboratifs immersifs : le cas de la communication spatiale

Remote collaborative situations in industry involve new constraints for workers. In the context of using immersive virtual environments to collaborate, we set up a series of experiments focusing on the mutual comprehension, and more specifically on the process of sharing spatial information. Results of the first experiment showed the influence of one collaborator’s role on spatial statements. Guides and manipulators both used statements preferentially centered on manipulator’s action, which supports the least collaborative effort principle. Results of two experiments about spatial statements production allowed to point out that mental workload is modulated by the target position relative to the addressee. According to the target location, the speaker must operate or not cognitively costly mental transformations to take the addressee perspective. However this workload could be lowered by means of visual cues. The last experiment focused on the understanding of spatial statements. It showed that statements centered on the addressee are the easiest to understand when the task is also centered on the addressee. Some exocentered statements could also induce a lower mental workload but only in some conditions. Results are discussed in relation to the least collaborative effort principle and the spatial frames of reference theory. This work opens new leads to facilitate remote collaboration through virtual environments.Les situations de collaboration à distance dans l’industrie induisent de nouvelles contraintes pour les opérateurs. Dans le contexte de l’utilisation d’environnements virtuels collaboratifs immersifs, nous avons mis en place une série d’études portant sur la compréhension mutuelle, et plus particulièrement au partage d’information de nature spatiale. Les résultats de la première étude ont permis de mettre en évidence l’influence du rôle des participants, guides ou manipulateurs, sur les énoncés spatialisés. Les énoncés étaient centrés préférentiellement sur l’action du manipulateur, suggérant la recherche d’un moindre effort collaboratif. Les résultats de deux études sur la production d’énoncés spatialisés ont permis d’identifier que l’exigence mentale pour la production d’énoncés est modulée notamment par la position de la cible à décrire par rapport au destinataire. En effet, selon la position de la cible, le locuteur doit opérer ou non des transformations mentales coûteuses pour prendre la perspective du destinataire. Cet effort peut être amoindri en présence d’indices visuels distaux. La dernière étude, portant sur la compréhension d’énoncés spatialisés, a permis de mettre en évidence que les énoncés centrés sur le destinataire sont les plus simples à comprendre pour une tâche de nature égocentrée. Certains énoncés exocentrés induisent également une moindre exigence mentale, mais uniquement selon certaines conditions. Les résultats sont discutés selon le principe du moindre effort collaboratif et la théorie des cadres de référence. Ce travail a permis de proposer des pistes de développement pour faciliter la collaboration à distance dans les environnements virtuels

Collaboration à distance : étude de la compréhension mutuelle dans les environnements virtuels collaboratifs immersifs : le cas de la communication spatiale

Remote collaborative situations in industry involve new constraints for workers. In the context of using immersive virtual environments to collaborate, we set up a series of experiments focusing on the mutual comprehension, and more specifically on the process of sharing spatial information. Results of the first experiment showed the influence of one collaborator’s role on spatial statements. Guides and manipulators both used statements preferentially centered on manipulator’s action, which supports the least collaborative effort principle. Results of two experiments about spatial statements production allowed to point out that mental workload is modulated by the target position relative to the addressee. According to the target location, the speaker must operate or not cognitively costly mental transformations to take the addressee perspective. However this workload could be lowered by means of visual cues. The last experiment focused on the understanding of spatial statements. It showed that statements centered on the addressee are the easiest to understand when the task is also centered on the addressee. Some exocentered statements could also induce a lower mental workload but only in some conditions. Results are discussed in relation to the least collaborative effort principle and the spatial frames of reference theory. This work opens new leads to facilitate remote collaboration through virtual environments.Les situations de collaboration à distance dans l’industrie induisent de nouvelles contraintes pour les opérateurs. Dans le contexte de l’utilisation d’environnements virtuels collaboratifs immersifs, nous avons mis en place une série d’études portant sur la compréhension mutuelle, et plus particulièrement au partage d’information de nature spatiale. Les résultats de la première étude ont permis de mettre en évidence l’influence du rôle des participants, guides ou manipulateurs, sur les énoncés spatialisés. Les énoncés étaient centrés préférentiellement sur l’action du manipulateur, suggérant la recherche d’un moindre effort collaboratif. Les résultats de deux études sur la production d’énoncés spatialisés ont permis d’identifier que l’exigence mentale pour la production d’énoncés est modulée notamment par la position de la cible à décrire par rapport au destinataire. En effet, selon la position de la cible, le locuteur doit opérer ou non des transformations mentales coûteuses pour prendre la perspective du destinataire. Cet effort peut être amoindri en présence d’indices visuels distaux. La dernière étude, portant sur la compréhension d’énoncés spatialisés, a permis de mettre en évidence que les énoncés centrés sur le destinataire sont les plus simples à comprendre pour une tâche de nature égocentrée. Certains énoncés exocentrés induisent également une moindre exigence mentale, mais uniquement selon certaines conditions. Les résultats sont discutés selon le principe du moindre effort collaboratif et la théorie des cadres de référence. Ce travail a permis de proposer des pistes de développement pour faciliter la collaboration à distance dans les environnements virtuels