Impact of Optic Flow Charateristics in Virtual Reality on Vection and Visually Induced Motion Sickness
Diese Studie zeigt, dass der Einfluss des visuellen Sichtfeldes auf Vektion und Bewegungskrankheit in der virtuellen Realität vom räumlichen Referenzrahmen und der individuellen Anfälligkeit abhängt, wobei eine durch die Schwerkraft referenzierte Rahmung die Symptome insbesondere bei hochgradig vektionssensiblen Nutzern effektiv lindert.
Originalarbeit lizenziert unter CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dies ist eine KI-generierte Erklärung eines Preprints, das nicht peer-reviewed wurde. Dies ist kein medizinischer Rat. Treffen Sie keine Gesundheitsentscheidungen auf Grundlage dieses Inhalts. Vollständigen Haftungsausschluss lesen
Stellen Sie sich vor, Sie sitzen auf einem unbeweglichen Stuhl, setzen aber ein Virtual-Reality-Headset (VR) auf. Plötzlich rast die Welt auf Sie zu. Ihr Gehirn wird verwirrt: Ihre Augen sagen „Ich bewege mich“, aber Ihr Innenohr sagt „Ich sitze still“. Dieser Konflikt kann dazu führen, dass Sie das Gefühl haben, sich tatsächlich zu bewegen (eine Empfindung namens Vektion) oder dass Ihnen übel wird (genannt Cybersickness oder VIMS).
Diese Studie, die von Forschern der Stellantis und der Aix Marseille University durchgeführt wurde, stellte eine einfache Frage: Wie gestalten wir die visuelle Welt in VR, damit man das Gefühl hat, sich zu bewegen, ohne dabei übel zu werden?
Sie testeten zwei wesentliche „Regler“ des VR-Designs:
- Wo die Bewegung stattfindet: Füllt das bewegte Bild das gesamte Sichtfeld aus (Peripherie) oder nur das Zentrum des Blicks (Zentral)?
- Worauf die Bewegung verankert ist: Bewegt sich die Welt mit dem Kopf mit (Kopf-referenziert), oder bleibt sie fest an den „Boden“ und die Schwerkraft gebunden, selbst wenn man den Kopf neigt (Gravitations-referenziert)?
Hier ist das, was sie herausgefunden haben, erklärt durch einfache Analogien.
Die zwei Arten von VR-Reisenden
Die Forscher entdeckten, dass Menschen nicht alle gleich sind. Sie teilten die Teilnehmer in zwei Gruppen ein, basierend darauf, wie leicht sie die Empfindung der Bewegung verspürten:
- Die „hochsensiblen“ Reisenden: Diese Menschen spürten die „Phantombewegung“ sehr stark.
- Die „wenig sensiblen“ Reisenden: Diese Menschen spürten kaum, dass sie sich bewegten.
Die Studie ergab, dass die oben genannten „Regler“ diese beiden Gruppen auf völlig unterschiedliche Weise beeinflussen.
1. Die Gruppe der „Hochsensiblen“: Anker retten die Rettung
Für die Menschen, die die Bewegung stark spürten, war der Referenzrahmen (der Anker) der wichtigste Faktor.
- Die Analogie: Stellen Sie sich vor, Sie sind auf einem Boot.
- Kopf-referenziert (Schlecht für sie): Wenn das Boot mit Ihnen mitbewegt und Sie aus dem Fenster schauen, neigt sich die ganze Welt mit Ihrem Kopf. Das ist wie auf einem Boot, das bei jeder Kopfbewegung heftig schwankt. Für diese sensiblen Menschen verursachte dies das stärkste Bewegungsgefühl, aber auch das schnellste Aufkommen von Übelkeit.
- Gravitations-referenziert (Gut für sie): Wenn das Boot eben zum Horizont bleibt, selbst wenn Sie den Kopf drehen, ist das wie ein stabiler Anker. Die Forscher fanden heraus, dass, wenn die virtuelle Welt fest an der „Gravitation“ (dem Horizont) blieb, diese sensiblen Menschen weniger krank wurden, obwohl sie die Bewegung immer noch spürten.
Wichtigstes Ergebnis: Für Menschen, denen bei Bewegung leicht übel wird, wirkt es, die virtuelle Horizontlinie stabil zu halten (Gravitations-referenziert), wie ein Rettungsring, der die Übelkeit erheblich reduziert.
2. Die Gruppe der „wenig Sensiblen“: Die periphere Sicht ist das Problem
Für die Menschen, die die Bewegung nicht so stark spürten, spielte der Referenzrahmen kaum eine Rolle. Es war ihnen egal, ob die Welt mit dem Kopf oder der Gravitation verankert war.
- Die Analogie: Stellen Sie sich vor, Sie blicken auf eine belebte Straße.
- Zentrales Sichtfeld: Wenn Sie nur geradeaus auf ein Auto schauen, sind Sie in Ordnung.
- Peripheres Sichtfeld: Wenn Sie geradeaus schauen, aber die Autos, die in Ihrem Seitenblick (peripher) vorbeirasen, sehr schnell sind, wird Ihnen schwindelig.
- Wichtigstes Ergebnis: Für diese weniger sensiblen Menschen war das Einzige, was sie leicht unangenehm werden ließ, wenn die bewegten Bilder ihr peripheres Sichtfeld (die Seiten) ausfüllten. Wenn die Bewegung auf das Zentrum ihres Sichtfeldes beschränkt war, waren sie in Ordnung.
Die „Cross-Over“-Überraschung
Eine der interessantesten Entdeckungen war ein „Cross-Over“-Effekt bezüglich der Stärke des Bewegungsgefühls:
- Wenn die Welt mit dem Kopf mitbewegt: Spürt man die stärkste Bewegung, wenn die Bewegung das periphere Sichtfeld (die ganze Sicht) ausfüllt.
- Wenn die Welt fest zur Gravitation steht: Spürt man die stärkste Bewegung, wenn die Bewegung im zentralen Sichtfeld (genau in der Mitte) stattfindet.
Es ist, als ob das Gehirn entscheidet, welchem Teil der Augen es vertraut, um zu sagen: „Wir bewegen uns“, je nachdem, ob der Hintergrund stabil ist oder sich mit dem Kopf mitbewegt.
Der Zusammenhang zwischen „Es fühlen“ und „Dort sein“
Die Studie untersuchte auch die Präsenz (das Gefühl, dass „ich wirklich dort bin“).
- Generell gilt: Je mehr man das Gefühl hatte, sich zu bewegen, desto präsenter fühlte man sich.
- Dieser Zusammenhang brach jedoch in einem spezifischen Szenario zusammen: Wenn die Welt an der Gravitation fixiert war und die Bewegung nur im Zentrum des Sichtfeldes stattfand. In diesem Fall fühlte man sich nicht wirklich bewegt und fühlte sich auch nicht besonders „präsent“. Es war, als würde man einen Film anschauen, anstatt Teil der Szene zu sein.
Zusammenfassung: Was funktioniert für wen?
Das Paper kommt zu dem Schluss, dass es keine „Einheitslösung“ für das VR-Design gibt:
- Wenn Sie zu starken Bewegungsgefühlen neigen (Hochsensibel): Der beste Weg, um Sie vor Übelkeit zu bewahren, ist es, die virtuelle Welt an der Gravitation zu verankern. Halten Sie den Horizont stabil, selbst wenn man den Kopf dreht. Dies dient als Stabilisator.
- Wenn Sie weniger empfindlich gegenüber Bewegung sind (Wenig Sensibel): Sie benötigen keine komplexen Verankerungen. Beschränken Sie die Bewegung einfach auf das Zentrum Ihres Sichtfeldes. Lassen Sie die bewegten Bilder nicht in Ihr peripheres (seitliches) Sichtfeld hineinrasen, sonst könnten Sie sich etwas unwohl fühlen.
Die Forscher schlagen vor, dass zukünftige VR-Systeme diese Erkenntnisse nutzen könnten, um „adaptiv“ zu sein – indem sie erkennen, wie sensibel ein Nutzer ist, und die visuelle Welt automatisch anpasst, um ihn komfortabel zu halten.
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