Interaktive Lokomotionbenutzerschnittstellen zum Realen Gehen durch Virtuelle Welten - Von der Wahrnehmung zur Anwendung

• Antragsteller: Professor Dr. Markus Lappe; Professor Dr. Frank Steinicke
• Fachliche Zuordnung: Arbeitswissenschaft, Ergonomie, Mensch-Maschine-Systeme
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 137297816

Im Rahmen des iLUI-Projekts sollen Benutzer beliebige virtuelle Umgebungen immersiv durch uneingeschränktes, natürliches Gehen explorieren können. Die realen Welt schränkt die Bewegungsfreiheit der Benutzer ein. Somit ist eine naive Realisierung von realem Gehen in der virtuellen nur sehr eingeschränkt möglich. Das geplante Projekt iLUI wird auf den Ergebnissen unseres vorangegangenen LOCUI-Projekts aufbauen. Durch die Evaluation der verschiedenen Ansätze, die wir im LOCUI-Projekt entwickelt haben, sind wichtige Herausforderungen sowie das Potenzial für die Erforschung neuer, perzeptuell-inspirierter Methoden zur Umsetzung natürlichen Gehens in virtuellen Umgebungen identifiziert worden. iLUI setzt den Benutzer unter spezieller Berücksichtigung seiner Fähigkeit zur Adaptation an die immersive virtuelle Umgebung ins Zentrum der Entwicklung. Das iLUI-Projekt wird insbesondere folgende Punkte adressieren: 1. Analyse von Adaptation zur Vergrößerung des Bereichs anwendbarer Gain-Manipulationen für Redirected Walking und Minimierung der Sensitivität für Manipulationen durch entsprechende Techniken. Wir werden die Zeitspanne und Magnitude von Adaptationseffekten bestimmen, die Möglichkeit evaluieren, Benutzer an einen spezifischen Gain-Bereich zu adaptieren, sowie Übertragseffekte von Adaptation über mehrere Sessions prüfen. 2. Entwicklung von blickrichtungsbasierten Redirected Walking-Techniken durch Kombination von periphären, visuellen Filtern mit der gemessenen Blickrichtung des Benutzers und Evaluation von neuen blickrichtungsbasierten Manipulationen z.B. auf Basis von sakkadischer Suppression, Bewegungsunschärfe und Tiefenschärfe. Durch diese Ansätze werden Wahrnehmungsschwellen zusätzlich erweitert, so dass Benutzer unmerklich auf physikalischen Bahnen geleitet werden können, obwohl unterschiedliche sensorische und motorische Signale im Vergleich zu visuellen Stimuli produziert werden. 3. Entwicklung von Fuß-basierten Redirected Walking-Techniken mit dem Ziel der Maskierung visueller Konflikte bei Gain-Manipulationen, bei denen der Körper des Benutzers nicht berücksichtigt wird. Durch das Aufkommen neuer Head-Mounted Displays mit großem Sichtbereich werden derartige Konflikte zwischen dem Fußboden und den Füßen des Benutzers stärker sichtbar als bei traditionellen Displays mit kleinem Sichtbereich. Wir werden Ansätze evaluieren zur Maskierung von visuellen Unterschieden beim Körperfeedback durch Manipulation der virtuellen Position und/oder dem Darstellungsbereich um die kritischen Körperbereiche. 4. Implementation adaptiver Kontrollalgorithmen für Redirected Walking zur Integration der neuen Ansätze im iLUI-Projekt, sowie Entwicklung von Simulationssoftware zur Unterstützung bim Testen und Vergleichen der verschiedenen Algorithmen. Diese Erweiterungen werden integriert in die V-R-GO-Bibliothek, welche im Rahmen des LOCUI-Projekts entwickelt wurde.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: China (Hongkong), Frankreich, USA
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professor Eric Hodgson, Ph.D.; Professorin Dr. Victoria Interrante; Dr. Anatole Lecuyer; Professorin Dr. Li Li; Professorin Dr. Tabitha Peck; Professorin Mary Whitton
• Mitverantwortliche: Professor Dr. Gerd Bruder; Professor Dr. Volker Franz; Dr. Harald Frenz