- Social-Wayfinding-Strategien zur Exploration immersiver virtueller Umgebungen
Bönsch, Andrea; Kuhlen, Torsten (Thesis advisor); Olivier, Anne-Hélène (Thesis advisor)
Aachen : RWTH Aachen University (2024)
Doktorarbeit
Dissertation, RWTH Aachen University, 2024
Kurzfassung
Für eine Realisierung glaubwürdiger urbaner Umgebungen in der Virtuellen Realität (VR) werden neben architektonischen Rekonstruktionen auch virtuelle Agenten (VAs) zur realistischen Belebung der Szene benötigt. Diese computergesteuerten, anthropomorphen Charaktere können dabei entweder als direkte Interaktionspartner eingebettet werden oder die Szene, beispielsweise als Fußgänger, passiv beleben. Unabhängig von der Rolle der VAs liegt der Fokus für VR-Nutzer aber zuerst auf der Exploration einer zunächst unbekannten Szene, die später dann eine zielgerichtete Navigation und Interaktion ermöglicht. Der damit verbundene Wayfinding-Prozess umfasst das Verständnis der Umgebung, die Routenplanung sowie die Entscheidungsfindung. Zudem ist dieser Prozess sozial kontextualisiert, da die Anwesenheit und das Verhalten Anderer, in unserem Fall der eingebetteten VAs, den Nutzer beeinflussen. In dieser Dissertation untersuchen und verbessern wir das Verständnis von Wayfinding-Prozessen als soziale Interaktion in VR-Anwendungen. Hierzu optimieren wir in einem dreiteiligen Ansatz die Explorationsunterstützung mittels einer strategischen Integration von VAs als inhärente Komponenten von urbanen Umgebungen. Erstens entwickeln wir als theoretischen Ansatz eine nutzerzentrierte Taxonomie, die verschiedene VR-Wayfinding-Strategien kategorisiert. Wir führen VAs dabei explizit als Wayfinding-Unterstützung ein, wobei wir zwischen starkem (direkte Führung durch VAs) und schwachem Social Wayfinding (subtiler VA-Einfluss auf Navigationsentscheidungen) differenzieren. Dieser konzeptionelle Rahmen ermöglicht ein tieferes Verständnis der Nutzerinteraktion. Zweitens optimieren wir das räumliche Verhalten von VAs während der gemeinsamen Navigation. Über systematische Studien identifizieren wir nuancierte Präferenzen der Nutzer in Bezug auf zwischenmenschliche Distanzen, das VA-Verhalten in interaktionsfreien Zeiten, und sinnvolle VA-Reaktionen auf Nutzerabsichten. Aus den Resultaten leiten wir Richtlinien für ein sozialverträgliches, reaktionsfreudiges VA-Verhalten zur Förderung einer positiven Nutzererfahrung ab. Drittens ermöglichen wir die effiziente Nutzung von VAs als Social-Wayfinding-Unterstützung. Durch VR-basierte Nutzerstudien verfeinern wir das Verhalten virtueller Guides, indem wir die Führung durch den VA und die autonome Exploration des Nutzers effektiv ausbalancieren und so eine optimale Nutzer-Agenten-Interaktion bei starkem Social Wayfinding fördern. Zusätzlich schlagen wir ein empirisch validiertes VA-Design für ein schwaches Social Wayfinding vor, dass Nutzer durch Fußgängerströme auf subtile Weise lenkt. Eine vergleichende Analyse beider Ansätze hinsichtlich Nutzererfahrung und Wissensgewinn vertieft zudem unser Verständnis einer effektiven VA-Nutzung. Zusammenfassend trägt unsere Forschung zur Weiterentwicklung von VAs als fortschrittliche Mensch-Computer-Schnittstellen bei, welche die Benutzerakzeptanz und ‑freundlichkeit sowie die wahrgenommene soziale Präsenz in VR-Umgebungen fördern.
Einrichtungen
- Fachgruppe Informatik [120000]
- Lehr- und Forschungsgebiet Virtuelle Realität und Immersive Visualisierung [124620]