Substitutional reality:using the physical environment to design virtual reality experiences

Experiencing Virtual Reality in domestic and other uncontrolled settings is challenging due to the presence of physical objects and furniture that are not usually defined in the Virtual Environment. To address this challenge, we explore the concept of Substitutional Reality in the context of Virtual Reality: a class of Virtual Environments where every physical object surrounding a user is paired, with some degree of discrepancy, to a virtual counterpart. We present a model of potential substitutions and validate it in two user studies. In the first study we investigated factors that affect participants' suspension of disbelief and ease of use. We systematically altered the virtual representation of a physical object and recorded responses from 20 participants. The second study investigated users' levels of engagement as the physical proxy for a virtual object varied. From the results, we derive a set of guidelines for the design of future Substitutional Reality experiences

Efectos de la interacción y la representación visual de mapas inmersivos colaborativos

Una de las principales ventajas de la tecnología de Realidad Virtual (RV) es la capacidad de generar en el usuario la sensación de encontrarse en un entorno virtual interactivo 3D, en el que además puede comunicarse e interactuar con otros usuarios. Esta característica hace que la RV sea una herramienta especialmente prometedora como medio de soporte para la colaboración entre usuarios localizados en distintas ubicaciones geográficas. Sin embargo, se deben considerar algunos desafíos a la hora de abordar el diseño e implementación de herramientas de este tipo. Por una parte, es necesario poner a disposición de los usuarios mecanismos que permitan una interacción fluida o eficiente con las distintas funcionalidades del sistema. Por otra parte, los colaboradores deben disponer de los medios suficientes para comunicarse eficientemente con los otros colaboradores, comprender las acciones que éstos realizan y, en general, lo que sucede en el espacio de trabajo. Este trabajo de investigación tiene como objetivo investigar los efectos de la interacción y la representación visual de mapas inmersivos colaborativos. Para ello se proponen dos estudios de usuario para analizar ambos fenómenos. El primer estudio de usuario realiza un experimento intra-sujetos para comparar el rendimiento y usabilidad de dos estilos de interacción: interacción gestual e interacción usando controles. En la interacción gestual, los participantes usaron sus manos y la orientación de la cabeza para controlar la interfaz de mapa VR. En el caso de interacción usando controles, los usuarios interactuaron con la interfaz utilizando el control Oculus Touch. Treinta y dos participantes realizaron el experimento cuyos resultados sugieren que utilizar controles mejora el rendimiento de la tarea, en términos de tiempo empleado y tasa de error. Adicionalmente, el estudio identificó que los usuarios prefieren utilizar un control para interactuar. Entre las lecciones aprendidas del estudio de usuario sobre estilos de interacción se identificó que el rendimiento y la experiencia de usuario utilizando los estilos de interacción esta condicionado por: la experiencia previa de los usuarios, el esfuerzo físico que deben realizar, la precisión que requiere la interacción y la complejidad que requiere la tarea para interactuar. El segundo estudio de usuario realiza un experimento intra-sujetos para comparar el rendimiento y presencia social de dos formas de representar visualmente un escenario colaborativo virtual con interfaces de mapas en un escenario de intervención de crisis: experiencia compartida y espacio de trabajo compartido. En el caso de la representación visual de experiencia compartida, se intenta reproducir un escenario de colaboración realista incluyendo la mayor cantidad de elementos posible para generar la percepción de que el usuario se encuentra en una sala de crisis. En cambio, en la representación visual de espacio de trabajo compartido, se intenta centrar la escena únicamente en el espacio de trabajo y los elementos que contribuyen a la realización de la tarea colaborativa. En el estudio participaron veinticuatro personas agrupadas en parejas (12 parejas). El estudio consistió en que las parejas realizacen una tarea colaborativa donde cada integrante tenía un rol en una intervención de crisis que use típicamente interfaces de mapas. Los resultados indican que, a pesar de que un escenario de experiencia compartida puede aportar una mejor experiencia personal al usuario en términos de fidelidad, existen evidencias que sugieren que una escenario de espacio de trabajo compartido puede ser una forma más efectiva para representar el escenario y mejorar la colaboración. Las lecciones aprendidas en este estudio de usuario permitió identificar que el rendimiento y la presencia social utilizando las dos representaciones visuales del escenario están condicionadas por: el nivel de fidelidad de la escena, la distribución de elementos del escenario, los canales de comunicación disponibles entre los colaboradores y la percepción del usuario de que no se encuentra solo (o copresencia). Adicionalmente, se realizaron estudios sistemáticos de la literatura de cada fenómeno para identificar potenciales desafíos cuando se implementan los distintos paradigmas estudiados en esta investigación. Estos desafíos y las lecciones aprendidas de cada estudio de usuario permitieron proponer un conjunto de recomendaciones de diseño que sirvan como ayuda al diseño de sistemas similares. Las recomendaciones de diseño propuestas para estilos de interacción son: identificar los perfiles de los usuarios que utilizarán la interfaz, dimensionar la interacción teniendo en cuenta estándares de confort y ergonomía aplicados al ambiente específico de la tarea, identificar el grado de precisión que requiere la tarea, seleccionar los mecanismos, periféricos y técnicas de interacción que se adecuen a la tarea y al perfil de los usuarios. Las recomendaciones de diseño propuestas para representación visual del escenario y conciencia situacional son: identificar los elementos que contribuyan a la tarea y generar conciencia situacional, dimensionar el espacio y la distribución de los elementos en el escenario, identificar los actos comunicacionales en la tarea y que mecanismos de comunicación se pueden utilizar, identificar los apoyos visuales que permitan generar conciencia situacional del espacio de trabajo y copresencia de los colaboradores. Finalmente, el presente documento señala las validaciones y técnicas disponibles en la literatura para validar los criterios de diseño que se utilicen.Programa de Doctorado en Ciencia y Tecnología Informática por la Universidad Carlos III de MadridPresidente: Víctor Amadeo Bañuls Silvera.- Secretario: Andrea Bellucci.- Vocal: José Antonio Piedra Fernánde

Sonic Interactions in Virtual Environments

This open access book tackles the design of 3D spatial interactions in an audio-centered and audio-first perspective, providing the fundamental notions related to the creation and evaluation of immersive sonic experiences. The key elements that enhance the sensation of place in a virtual environment (VE) are: Immersive audio: the computational aspects of the acoustical-space properties of Virutal Reality (VR) technologies Sonic interaction: the human-computer interplay through auditory feedback in VE VR systems: naturally support multimodal integration, impacting different application domains Sonic Interactions in Virtual Environments will feature state-of-the-art research on real-time auralization, sonic interaction design in VR, quality of the experience in multimodal scenarios, and applications. Contributors and editors include interdisciplinary experts from the fields of computer science, engineering, acoustics, psychology, design, humanities, and beyond. Their mission is to shape an emerging new field of study at the intersection of sonic interaction design and immersive media, embracing an archipelago of existing research spread in different audio communities and to increase among the VR communities, researchers, and practitioners, the awareness of the importance of sonic elements when designing immersive environments

Arguably augmented reality : relationships between the virtual and the real

This thesis is about augmented reality (AR). AR is commonly considered a technology that integrates virtual images into a user’s view of the real world. Yet, this thesis is not about such technologies. We believe a technology-based notion of AR is incomplete. In this thesis, we challenge the technology-oriented view, provide new perspectives on AR and propose a different understanding. We argue that AR is characterized by the relationships between the virtual and the real and approach AR from a fundamental, experience-focused view. By doing so, we create an unusually broad and diverse image of what AR is, or arguably could be. We discuss the fundamental characteristics of AR and the many possible manifestations it can take and propose new, imaginative AR environments that have no counterpart in a purely physical world. Computer Systems, Imagery and Medi