基于Fitts定律的虚拟现实小目标选择模型

作者：尤乾; 吕健^*; 李阳; 金昱潼; 赵子健

来源：工程设计学报, 2019, 26(04): 416-422.

• 虚拟现实
• 人机交互
• 小目标
• Fitts定律

为了准确地选择虚拟现实人机交互过程中的小目标,避免因手和控制器抖动导致选择精度较低等情况,提出了一种基于Fitts定律的虚拟情境中有效测算小目标交互时间的方法。首先,类比图形用户界面中的移动距离和目标宽度,明确了虚拟情境中Fitts定律的适用性。其次,设计实验并对虚拟情境下的Fitts公式进行回归分析,得到相关系数R2=0.896 3,说明预测时间与真实时间有偏差。接着,利用MATLAB cftool拟合工具箱对不同目标尺寸进行回归分析,结合方差分析发现拟合直线的截距与目标尺寸之间显著相关,结合虚拟情境的Fitts公式建立了虚拟现实小目标选择模型。然后,对新模型进行多元回归分析,确定相关系数R2=0.976 7,说明新模型能够有效预测捕获小目标的时间;分析了运动方向对交互时间的影响,结果表明新模型在不同运动方向下都具有良好的适用性,能够有效指导虚拟情境交互任务中良好目标尺寸的计算。最后,以某VR(virtual reality,虚拟现实)隧道救援体验系统为例进行实验评估。实验结果表明,利用该模型能够在获取虚拟现实小目标时有效减少用户的交互时间,提供更好的用户体验。研究结果能为相关设计开发人员确定虚拟情境下的界面布局提供有效指导,并一定程度上优化用户的交互体验。

• 单位
  贵州大学