在混合實境中以反應時間作為存在感的指標：探討分心因素的影響

核心概念

在混合實境中，不一致的分心因素會顯著影響使用者的存在感，進而影響反應時間和認知負荷。

摘要

研究論文摘要

參考文獻： Chandio, Y., Interrante, V., & Anwar, F. M. (2024). Reaction Time as a Proxy for Presence in Mixed Reality with Distraction. arXiv preprint arXiv:2411.05275v1.

研究目標： 本研究旨在探討在混合實境 (MR) 環境中，一致性和不一致性分心因素如何影響使用者的存在感、認知負荷、中斷存在感 (BIP) 和反應時間。

研究方法： 研究人員招募了 54 名參與者，進行了一項主體內研究。參與者被要求在三種不同的分心條件下（無分心、一致性分心和不一致性分心）執行圖像分類任務。在每個條件下，研究人員使用問卷調查（存在感問卷和 Igroup 存在感問卷）和 NASA 工作負荷指數 (NASA-TLX) 分別測量參與者的存在感和認知負荷。此外，研究人員還記錄了參與者在執行圖像分類任務時的反應時間。

主要發現： 研究結果顯示，與無分心條件相比，一致性和不一致性分心條件都會顯著降低使用者的存在感和增加認知負荷。此外，不一致性分心條件比一致性分心條件對存在感和認知負荷的負面影響更大。研究還發現，存在感與反應時間之間存在顯著的負相關關係，即存在感越高，反應時間越快。

主要結論： 研究結果表明，在混合實境環境中，分心因素，特別是不一致性分心因素，會顯著影響使用者的存在感、認知負荷和反應時間。這項研究強調了在設計混合實境應用程式時，盡量減少分心因素的重要性，特別是在需要高度專注力和快速反應時間的任務中。

研究意義： 這項研究為理解混合實境中的分心因素、存在感、認知負荷和反應時間之間的複雜關係提供了寶貴的見解。研究結果對設計更具沉浸感和使用者友善的混合實境應用程式具有重要意義。

研究限制和未來研究方向： 本研究的主要限制之一是樣本量相對較小。未來的研究可以考慮使用更大的樣本量來驗證這些發現。此外，未來的研究還可以探討其他類型的分心因素（例如，社交分心）對混合實境體驗的影響。

統計資料

在無分心條件下，參與者的平均存在感得分最高 (M = 4.65, SD = 0.85)，其次是一致性分心條件 (M = 4.34, SD = 0.97)，最低的是不一致性分心條件 (M = 4.19, SD = 0.88)。
在無分心條件下，參與者的平均認知負荷最低 (M = 1.62, SD = 1.13)，在一致性分心條件下有所增加 (M = 2.92, SD = 1.13)，在不一致性分心條件下最高 (M = 4.03, SD = 1.12)。
在無分心條件下，參與者的平均反應時間最快 (µ = 3.90, σ = 1.45)。
在一致性分心條件下，平均反應時間顯著增加 (µ = 5.50, σ = 2.21)。
在不一致性分心條件下，參與者的反應時間最長 (µ = 7.88, σ = 2.54)。
認知負荷和存在感之間存在顯著的負相關關係 (r = -0.59, p < 0.001)。
存在感和反應時間之間存在顯著的負相關關係 (r = -0.64, p < 0.001)。

引述

"在混合實境 (MR) 環境中，存在感指的是完全沉浸在虛擬環境 (VE) 中的體驗（“身臨其境”）[51, 12]。"
"傳統上，主觀方法（如體驗後問卷調查）一直被用於測量存在感 [49]。然而，這些方法有很大的局限性。它們無法捕捉到存在感實時、每時每刻的波動 [50]，而且容易受到參與者如何回憶或解釋其體驗的偏差的影響 [11]。"
"雖然已經確定了存在感和反應時間之間的相關性，但人們對這種關係如何受到分心的影響知之甚少，尤其是在使用者仍然與現實世界保持聯繫的混合實境環境中。"

從以下內容提煉的關鍵洞見

Reaction Time as a Proxy for Presence in Mixed Reality with Distraction

by Yasra Chandi... 於 arxiv.org 11-11-2024

https://arxiv.org/pdf/2411.05275.pdf

深入探究

除了反應時間和認知負荷之外，還有哪些客觀指標可以用於測量混合實境中的存在感？

除了反應時間和認知負荷，以下客觀指標也可用於測量混合實境（MR）中的存在感：

生理指標: 這些指標測量使用者身體對虛擬環境的生理反應，可用於推斷存在感。常見的生理指標包括：

心率變異性（HRV）: HRV 的變化可以反映認知努力和情緒喚醒，這些都與存在感相關。
皮膚電導反應（GSR）: 也稱為電皮反應（EDR），GSR 測量皮膚電導率的變化，這與情緒喚醒和注意力有關。
瞳孔測量： 瞳孔大小和眨眼率的變化可以反映認知負荷、興趣和注意力，這些因素都會影響存在感。
腦電圖（EEG）： EEG 測量大腦中的電活動，可以提供有關認知過程和情緒狀態的詳細信息，這些信息可以用於推斷存在感。

行為指標: 這些指標基於使用者在虛擬環境中的行為，可用於推斷存在感。常見的行為指標包括：

追蹤精度： 在需要使用者與虛擬對象交互的任務中，追蹤精度可以反映使用者對虛擬環境的參與程度。
空間記憶： 評估使用者在虛擬環境中記住空間信息的能力，可以反映他們對環境的熟悉程度和沉浸感。
錯誤率： 在執行任務時，與存在感較低的使用者相比，存在感較高的使用者犯錯的可能性較小。

運動追蹤： 通過分析使用者的身體運動，例如頭部運動、步態和手勢，可以推斷出他們的注意力焦點和沉浸程度。
需要注意的是，單獨使用任何一種指標都無法完全準確地測量存在感。結合多種生理、行為和運動追蹤指標可以更全面地評估使用者在混合實境中的存在感。

如果使用者在混合實境體驗中積極尋求分心因素，例如在等待加載時間或執行重複性任務時，該怎麼辦？

當使用者在混合實境體驗中積極尋求分心因素時，設計師需要思考如何將這些行為轉化為優化體驗的機會，而非阻礙。以下是一些應對策略：

縮短加載時間： 優化系統性能，盡可能減少加載時間，避免使用者感到無聊而分心。
設計引人入勝的過渡： 在加載時間或任務切換時，提供有趣的視覺效果、簡短的互動遊戲或與體驗相關的信息，讓使用者保持參與。
融入適當的分心元素： 在不影響主要任務的情況下，允許使用者在體驗中加入一些個人化的元素或非必要的互動，例如調整虛擬環境的背景音樂或裝飾。
提供暫停和恢復功能： 讓使用者可以隨時暫停體驗，處理現實世界中的事情，並在方便時無縫銜接回虛擬環境。
利用分心因素作為互動機會： 設計一些可以被使用者主動觸發的分心元素，並將其與主要任務或故事情節巧妙地聯繫起來，例如在虛擬環境中放置一些可以互動的彩蛋，讓使用者在探索過程中獲得驚喜和成就感。
設計師需要仔細分析使用者行為和動機，找到分心行為背後的真正需求，並針對性地調整設計策略，才能創造出讓使用者沉浸其中，並樂在其中的混合實境體驗。

藝術家和設計師如何利用對混合實境中分心因素和存在感的理解來創造更引人入勝和發人深省的體驗？

藝術家和設計師可以利用對混合實境中分心因素和存在感的理解，創造出更引人入勝和發人深省的體驗。以下是一些策略：

控制注意力焦點： 利用視覺、聽覺和觸覺線索引導使用者注意力，突出顯示重要信息，同時避免過度刺激或信息過載，導致使用者分心。
創造層次化的體驗： 設計多層次的體驗，允許使用者在主要敘事線索之外探索額外的內容和互動，滿足不同使用者的需求和探索欲望。
打破虛擬與現實的界限： 巧妙地融合虛擬和現實元素，創造出亦真亦幻的場景，讓使用者沉浸其中，並對虛擬世界產生情感共鳴。
利用環境敘事： 將敘事元素融入虛擬環境的設計中，例如通過環境細節、音效和光影變化，暗示故事背景、人物關係和情感變化，引導使用者主動探索和思考。
設計具有觸發機制的互動： 避免單調重複的互動方式，設計一些需要使用者特定動作或選擇才能觸發的互動，增加體驗的新鮮感和參與度。
引發情感共鳴： 通過精心設計的故事情節、角色和互動，觸動使用者的情感，引發他們對自身、社會和世界的思考。
總之，藝術家和設計師需要將對分心因素和存在感的理解融入到設計的每個環節，才能創造出引人入勝、發人深省，並讓人難以忘懷的混合實境體驗。