Tunnelsimulationen gegen Monotonie und Angst

Das gegenwärtige Erscheinungsbild vieler Straßentunnel ist für viele Tunnelnutzer wenig zufrieden stellend. Welche Maßnahmen jedoch zu einer ästhetischen Verbesserung und möglicherweise auch zu einer Erhöhung des Wohlbefindens während der Tunnelfahrt führen, lässt sich nicht einfach beantworten. Mit den Möglichkeiten der virtuellen Realität hat man jedoch ein nützliches Instrument zur Hand, mit dem man Tunnel realitätsnah präsentieren und verschiedene Maßnahmen experimentell untersuchen kann. Am Beispiel zweier Projekte soll hier der Nutzen solcher Tunnelsimulationen gezeigt werden. Das erste Projekt beschreibt die Erzeugung eines dreidimensionalen Modells des San-Bernardino-Tunnels und seiner Verwendung bei der Bewertung eines Entwurfs zur Gestaltung der Tunnelwände. Im zweiten Projekt wird der Nutzen von Tunnelsimulationen zu therapeutischen Zwecken untersucht und es wird gezeigt, wie mit virtueller Realität erste Erfolge bei der Behandlung von Tunnelangst erzielt worden sind. Many users are not at all satisfied with the appearance presented by many road tunnels. It is not, however, easy to supply an answer with regard to the measures leading to an aesthetic improvement and possibly also to make people feel more comfortable when driving through tunnels. However, virtual reality provides possibilities to present tunnels close-to-reality so that various measures can be investigated experimentally. The first project describes the creation of a three-dimensional model for the San Bernardino Tunnel and its application to assess a design to construct the tunnel walls. The use of tunnels simulations for therapeutic purposes is examined in the second project and it is displayed how initial successes have been attained in tackling tunnel angst thanks to virtual reality

Human Interaction in Multi-User Virtual Reality

In this paper we will present an immersive multiuser environment for studying joint action and social interaction. Besides the technical challenges of immersing multiple persons into a single virtual environment, additional research questions arise: Which parameters are coordinated during a joint action transportation task? In what way does the visual absence of the interaction partner affect the coordination task? What role does haptic feedback play in a transportation task? To answer these questions and to test the new experimental environment we instructed pairs of subjects to perform a classical joint action transportation task: carrying a stretcher through an obstacle course. With this behavioral experiment we demonstrated that joint action behavior (resulting from the coordination task) is a stable process. Even though visual and haptic information about the interaction partner were reduced, humans quickly compensated for the lack of information. After a short time they did not perform significantly differently from normal joint action behavior

The use of optical flow and splay angle in steering a central path

In the present experiment we investigated the importance of velocity information during a lane-centering task between the walls of a simulated tunnel. We varied both simulated velocity and the spatial frequency content of the walls' surfaces, in order to address the influence of each parameter on steering performance. Further, this performance was compared to the effectiveness of lateral control using lane border information. We found that drivers used both velocity and spatial frequency information to maintain a centered position on a path, and that the presence of lane borders improved accuracy. The results suggest that multiple sources of visual information, rather than mere demarcating lines, are used for lateral control on a straight path

Visuelle Information für die Kontrolle des Seitenabstandes beim Fahren

Die Orientierung an Seitenlinien oder Fahrbahnrändern gilt als die effizienteste Strategie für die laterale Positionskontrolle auf der Strasse. Darüber hinaus könnte sich ein Fahrer während einer Tunnelfahrt auch an der Geschwindigkeit im optischen Flussfeld orientieren, um seine Fahrzeugposition auf der Strasse zu kontrollieren, da bei konstanter Vorwärtsgeschwindigkeit die Winkelgeschwindigkeit im optischen Flussfeld zunimmt, je näher sich der Beobachter zu den seitlichen Objekten befindet. Während einer simulierten interaktiven Tunnelfahrt auf einer Grossbildleinwand mussten die Fahrer den gleichen Abstand zu beiden Wänden einhalten. Die Geschwindigkeit des optischen Flussfeldes wurde halbseitig erhöht, indem die vertikal gestreifte Textur einer Tunnelwand entgegen der Fahrtrichtung bewegt wurde. Die Grösse und Variabilität des eingenommenen Seitenabstandes wurde mit Bedingungen verglichen, in denen Seitenlinien vorhanden waren. Die Befunde zeigen, dass die Geschwindgkeitsinformation im optischen Fluss genutzt werden kann: Bei halbseitig erhöhter Flussfeldgeschwindigkeit wird der Abstand zu dieser Seite vergrössert. Dies ist auch dann noch zu beobachten, wenn die Position auf der Strasse durch Seitenlinien hinreichend spezifiziert ist

Apparent Speed in the Footstep Illusion is not Totally Contrast Dependent

Recently, the role of luminance contrast on the perception of velocity has been emphasized by the so called “footstep illusion” [1]: when a grey bar drifts steadily across a background of stationary black and white stripes, it appears to stop and start as its contrast to the background changes. When two bars of unequal grey values drift in parallel, an impression of alternating footsteps of a moving person can be elicited. This change in apparent speed has been attributed to the different instantaneous contrasts of the grey bar against the white and black areas of the background (Contrast Ratio explanation, [1]). We report a series of experiments with further variants of the footstep illusion to test the validity of the Contrast Ratio (CR) explanation. In an adjustment task, we presented a standard footstep illusion together with second comparison stimulus. A total of five participants were required to adjust the contrast of the background of the comparison stimulus in order to match the strength of the standard illusion. The moving bars were presented in six luminance levels in the range between 6 and 103 cd/m2 . For each luminance level we computed the CR by the Weber fraction, following the original study. We compared the CR values of the standard and comparison stimulus and expected to obtain comparable CRs within matched illusion pairs. In the first experiment we found a discrepancy between predicted and obtained CR values. The strength of the illusion was matched at an increased CR, i.e. participants set the background stripes to higher contrast in order to obtain the same illusion. In a second experiment the moving bars were rendered transparent, with a transparency of 50, and we obtained basically the same results as in the first experiment. In the last experiment we tested whether the footstep illusion can be elicited with isoluminant red/green patterns. Individual isoluminance levels were identified with flickering stimuli. Subjects rated an apparent velocity change of the isoluminant moving bars again by adjusting the contrast of the standard luminance version. The results show clearly that the footstep illusion occurs also with isoluminant patterns. Furthermore, we found that the adjusted CR was always near the maximal possible value, suggesting that participants matched the isoluminant illusion to the strongest available luminance illusion. The present data suggest that foreground and background stimuli contribute differently to the footstep illusion, a finding which is not predicted by the current Contrast Ratio account. Most notably, the existence of the illusion with isoluminant stimuli shows the clearest limitation of the Contrast Ration explanation. That the strength of the isoluminant footstep illusion was comparable to the luminance version, suggests a crucial role of chromatic input in an adequate explanation of this phenomenon

Neuromotorische Entwicklung im Säuglings- und frühen Kindesalter

Der Erwerb motorischer Fertigkeiten ist ein sehr lang andauernder Entwicklungsprozess. Es vergehen in der Regel mehrere Jahre, bis komplexe Bewegungen vollkommen beherrscht werden. Selbst für elementare Bewegungssequenzen wie das Lächeln, das Greifen, das Sitzen und das Laufen benötigt ein Kind zu Beginn seines Lebens üblicherweise Wochen bis Monate, bis es diese effizient ausführen kann. Die Bewegungen Neugeborener sind ungelenk, sie scheinen unkontrolliert und wenig vorhersagbar zu sein. Beim Vergleich der motorischen Kontrolle von Kindern mit der von Erwachsenen, fallen selbst noch bis ins Jugendalter hinein substantielle Unterschiede in Effizienz und Genauigkeit der Ausführung motorischer Handlungen auf