Komfort

Vid naturlig visning förlitar sig det mänskliga visuella systemet på flera informationskällor, eller "tips", för att tolka 3D-former och de relativa positionerna för objekt. Vissa tips förlitar sig bara på ett enda öga eller monolog stackikon, inklusive:

Andra tips förlitar sig på båda ögonen, eller binokära tips, och inkluderar:

  • Vergence – i stort sett de relativa rotationer av ögonen som krävs för att titta på ett objekt
  • Anakisk skillnad – mönstret för skillnaderna mellan scenprojektionerna på baksidan av de två ögonen

För att säkerställa maximal bekvämlighet på huvudmonterade skärmar är det viktigt att skapa och presentera innehåll på ett sätt som efterliknar tips i den naturliga världen. Ur ett fysiskt perspektiv är det också viktigt att utforma innehåll som inte kräver fördunkande rörelser från händerna eller händerna. I den här artikeln går vi igenom viktiga överväganden för att uppnå dessa mål.

Konflikt om vergence-hotell

För att kunna visa objekt på ett tydligt sättmåste människor anpassa ögonens fokus till objektets avstånd. Samtidigt måste rotationen av båda ögonen konvergera till objektets avstånd för att undvika att se dubbla bilder. Vid naturlig visning länkas hörn och hotell. När du visar något nära, till exempel ett hus som är nära din näsa, korsar dina ögon och tar hand om det en närbild. Om du däremot visar något i optisk oändlighet (ungefär 6 m eller längre för normal syn), blir ögonens synlinjer parallella och ögonens objektiv anpassas till oändlighet.

I de flesta huvudmonterade skärmar kommer användarna alltid att anpassa sig till skärmens fokusavstånd för att få en kraftig bild, men konvergera till avståndet för objektet av intresse för att få en enda bild. När användarna tar emot och konvergerar till olika avstånd bryts den naturliga länken mellan de två tipsen, vilket leder till visuella besvär eller utmattning.


Vägledning för holografiska enheter

HoloLens visas är fasta på ett optiskt avstånd cirka 2,0 m från användaren. Användarna måste alltid hantera nära 2,0 m för att ha en tydlig bild på enheten. Apputvecklare kan vägleda var användarnas ögon konvergerar genom att placera innehåll och hologram på olika djup. Du kan undvika eller minimera konflikter som uppstår i konflikt med vergence-hotell genom att se till att innehåll som användarna konvergerar till är så nära 2,0 m som möjligt. I till exempel en scen med mycket djup placerar du intresseområden nära 2,0 m från användaren när det är möjligt. När innehållet inte kan placeras nära 2,0 m blir det som mest risk för konflikter mellan hörn och konflikter när användarens blick växlar fram och tillbaka mellan olika avstånd. Med andra ord är det mycket bekvämare att titta på ett stationärt hologram som är 50 cm bort än att titta på ett hologram 50 cm bort som rör sig mot och bort från dig över tid.

Optimalt avstånd för att placera hologram från användaren.
Optimalt avstånd för att placera hologram från användaren

Metodtips för HoloLens (första generationen) och HoloLens 2

För maximal bekvämlighet är den optimala zonen för hologramplacering mellan 1,25 m och 5 m. I varje fall bör designers försöka strukturera innehållsscener för att uppmuntra användare att interagera 1 m eller längre bort från innehållet (till exempel justera innehållsstorlek och standardplaceringsparametrar).

Även om innehållet ibland kan behöva visas närmare än 1 m rekommenderar vi att du inte visar hologram närmare än 40 cm. Därför rekommenderar vi att du börjar tona ut innehåll på 40 cm och placerar ett renderingsklippplan på 30 cm för att undvika närmare objekt.

Objekt som rör sig på djupet är mer sannolika än stationära objekt för att producera konflikter på grund av konflikter mellan hörn och konflikter. På samma sätt kan en snabb växling mellan nära fokus och långt fokus (till exempel på grund av ett popup-hologram som kräver direkt interaktion) leda till nedsatt syn och utmattning. Du bör vara extra försiktig för att minimera hur ofta användarna är: visa innehåll som rör sig på djupet eller snabbt växla fokus mellan nära och långt hologram.

Andra överväganden för HoloLens 2 och nära interaktionsavstånd

När du utformar innehåll för direkt (nära) interaktion i HoloLens 2 eller i program där innehållet måste placeras närmare än 1 m, bör extra försiktighet vidtas för att säkerställa användarkomfort. Chansen att bli nekad på grund av konflikten mellan hörn och konflikter ökar exponentiellt med ett minskande visningsavstånd. Dessutom kan användarna uppleva ökad suddighet när de visar innehåll på nära interaktionsavstånd, så vi rekommenderar att du testar innehåll som återges både i zonen med optimal hologramplacering och närmare (mindre än 1,0 m ned till cklippplanet) för att säkerställa att det förblir tydligt och bekvämt att visa.

Vi rekommenderar att du skapar en "djupbudget" för appar baserat på hur lång tid en användare förväntas visa innehåll som är nära (mindre än 1,0 m) och rör sig på djupet. Ett exempel är att undvika att placera användaren i sådana situationer mer än 25 % av tiden. Om djupbudgeten överskrids rekommenderar vi noggrann användartestning för att säkerställa att den förblir en bekväm upplevelse.

I allmänhet rekommenderar vi också noggrann testning för att säkerställa att alla interaktionskrav (till exempel hastighet för rörelse, nåbarhet osv.) på nära interaktionsavstånd förblir bekväma för användarna.

Vägledning för integrerande enheter

För integrerande enheter gäller fortfarande vägledningen och bästa praxis för HoloLens, men de specifika värdena för zonen för bekvämlighet flyttas beroende på avståndet till skärmen. I allmänhet är de centrala avstånden till dessa skärmar mellan 1,25 m–2,5 m. Om du är osäker bör du undvika att återge objekt av intresse för nära användarna och i stället försöka hålla det mesta innehållet 1 m eller längre bort.

Interpupillary distance and vertical offset (Interpupillary distance och vertikal offset)

När du visar digitalt innehåll på huvudmonterade skärmar (HMD) är en tittares ögonposition baserat på visningspositionen för digitalt innehåll kritisk. Mer specifikt är både interpupillary distance(IPD)och vertikal offset (VO) viktiga för bekväm visning av digitalt innehåll i HMD:er.

IPD syftar på avståndet mellan elevernas, eller centerns, ögon. VO refererar till den potentiella lodräta förskjutningen av digitalt innehåll som visas för varje öga i förhållande till den vågräta axeln för visningsprogrammets ögon (detta är inte samma sak som vågrät förskjutning, eller en binofil skillnad). Felaktig matchning av antingen eller båda dessa faktorer till en enskild användare kan försämra effekterna av ett problem som orsakas av en konflikt som kan orsaka konflikter mellan hörn och konflikter, men det kan till och med orsaka problem när V-A-konflikten minimeras (till exempel för innehåll som visas på 2,0 m avstånd från HoloLens).

Vägledning för holografiska enheter

HoloLens (första gen)

För HoloLens (1:a gen) beräknas och ställs IPD in under kalibreringen av enheten. För nya användare av en redan konfigurerad enhet måste kalibreringen köras eller så måste IPD anges manuellt. VO är helt beroende av enhetens passning. För att minimera VO måste enheten vila på en användares huvud så att skärmarna är nivå med axeln för hans/hennes ögon.

HoloLens 2

För HoloLens 2 beräknas IPD och anges vid kalibrering av ögon-/enhet. För nya användare av en redan konfigurerad enhet måste kalibreringen köras för att säkerställa att IPD är korrekt inställt. VO redovisas automatiskt i HoloLens 2.

Vägledning för integrerande enheter

Windows Mixed Reality avancerad HMD har ingen automatisk kalibrering för IPD eller VO. IPD kan ställas in manuellt i programvara (under Portalen för Mixad verklighet-inställningar, se kalibrering ),eller vissa HMD:er har ett mekaniskt skjutreglage som gör att användaren kan justera avståndet för objektiven till en bekväm position som ungefär matchar deras IPD.

Renderingshastigheter

Appar för mixad verklighet är unika eftersom användarna kan röra sig fritt i världen och interagera med virtuellt innehåll som om de vore verkliga objekt. För att behålla det här intrycket är det viktigt att rendera hologram så att de ser stabila ut i världen och smidigt animate. Rendering på minst 60 bildrutor per sekund (FP) hjälper till att uppnå det här målet. Det finns vissa Mixed Reality-enheter som stöder rendering vid inramningar som är högre än 60 FP, och för dessa enheter rekommenderar vi att du renderar vid de högre inramningarna för att ge en optimal användarupplevelse.

Simhopp djupare

För att hologram ska kunna se ut som om de är stabila i den verkliga eller virtuella världen måsteapparna återge bilder från användarens position. Eftersom bildrendering tar tid HoloLens och andra Windows Mixed Reality enheter var en användares huvud kommer att vara när bilderna visas i skärmarna. Den här förutsägelsealgoritmen är en uppskattning. Windows Mixed Reality algoritmer och maskinvara justerar den renderade avbildningen för att ta hänsyn till avvikelsen mellan den förutsagda huvudpositionen och den faktiska huvudpositionen. Den här processen gör att bilden som användaren ser visas som om den renderades från rätt plats och hologram känns stabila. Uppdateringarna fungerar bäst för små ändringar i huvudpositionen och de kan inte helt ta hänsyn till vissa renderade bildskillnader, till exempel de som orsakas av rörelseparalett.

Genom att rendera med en minsta bildfrekvens på 60 FP gör du två saker för att göra stabila hologram:

  1. Minska judder-utseendet, som kännetecknas av ojämna rörelser och dubbla bilder. Snabbare hologram rörelse och lägre renderingshastigheter är associerade med mer uttalad judder. Därför kan du undvika att alltid behålla 60 FP (eller enhetens maximala renderingshastighet) för att undvika judder för att flytta hologram.
  2. Minimera den totala svarstiden. I en motor med en speltråd och en renderingstråd som körs i låssteg, kan körning med 30FPS lägga till 33,3 ms extra svarstid. Genom att minska svarstiden minskar förutsägelsefelet och hologramstabiliteten.

Prestandaanalys

Det finns olika verktyg som kan användas för att prestandatesta programmets bildfrekvens, till exempel:

  • GPUView
  • Visual Studio Grafikfelsökare
  • Profilers inbyggda i 3D-motorer som Frame Debugger i Unity

Självförflyttning och användar-locomotion

Den enda begränsningen är storleken på det fysiska utrymmet. Om du vill tillåta användare att flytta längre i den virtuella miljön än vad de kan i sina verkliga rum, måste en form av helt virtuell rörelse implementeras. Varaktig virtuell rörelse som inte matchar användarens verkliga fysiska rörelse kan dock ofta medföra rörelseförseelse. Det här resultatet beror på att de visuella tipsen för självförsörjning från den virtuella världen står i konflikt med de gebulärikoner för själv rörelse som kommer från den verkliga världen.

Som tur är finns det tips för att implementera användarflyttning som kan hjälpa dig att undvika problemet:

  • Placera alltid användaren i kontroll över sina rörelser; oväntat självförsörjande är problematiskt
  • Människor är känsliga för tyngdriktningen. Därför bör icke-användarinitierade lodräta rörelser undvikas.

Vägledning för holografiska enheter

En metod för att låta användaren flytta till en annan plats i en stor virtuell miljö är att ge intrycket att de flyttar ett litet objekt i scenen. Den här effekten kan uppnås på följande sätt:

  1. Ange ett gränssnitt där användaren kan välja en plats i den virtuella miljö där de vill flytta.
  2. Vid val krymper du scenen till en disk runt önskad plats.
  3. Samtidigt som platsen är markerad kan du låta användaren flytta den som om den vore ett litet objekt. Användaren kan sedan flytta valet nära sina fot.
  4. Återuppta renderingen av hela scenen när du avmarkerar den.

Vägledning för integrerande enheter

Den föregående metoden för holografiska enheter fungerar inte lika bra i en avancerad enhet eftersom den kräver att appen renderar ett stort svart tomrum eller en annan standardmiljö när "disken flyttas". Den här behandlingen stör ens känsla av resning. Ett trick för användar-locomotion i ett integrerande headset är "blinkning"-metoden. Den här implementeringen ger användaren kontroll över sin rörelse och ger ett kort intryck av rörelse, men gör det så kort att det är mindre troligt att användaren känner sig förvirrad av den rent virtuella självförflyttningen:

  1. Ange ett gränssnitt där användaren kan välja en plats i den virtuella miljö där de vill flytta.
  2. Vid val startar du en snabb simulerad (100 m/s) rörelse mot den platsen samtidigt som renderingen snabbt tar slut.
  3. Tona tillbaka renderingen när översättningen är klar.

Heads-up-skärmar

I videospel med första person visar huvudskärmarna (HUD: er) ständigt information som spelarens hälsa, minikartor och lager direkt på skärmen. HUD:s arbete för att hålla spelaren informerad utan att störa spelupplevelsen. I upplevelser med mixad verklighet kan HUD:er orsaka betydande känslor och måste anpassas till den mer fördjupande kontexten. Mer specifikt kommer HUD:er som är fastlåsta för användarens huvudorientering sannolikt att producera exergering. Om en app kräver en HUD rekommenderar vi kroppslåsning i stället för huvudlåsning. Den här behandlingen kan implementeras som en uppsättning skärmar som omedelbart översätts med användaren, men rotera inte med användarens huvud förrän ett tröskelvärde för rotation uppnås. När rotationen har uppnåtts kan HUD ändra riktning för att presentera informationen i användarens visningsfält. Undvik att implementera 1:1 HUD-rotation och översättning baserat på användarens huvud rörelse.

Textens läsbarhet

Optimal textläsning kan hjälpa till att minska ögonbelastningen och upprätthålla användarkompati, särskilt i program eller scenarier som kräver att användarna läser när de använder en HMD. Textens läsbarhet beror på olika faktorer, bland annat:

  • Visa egenskaper som pixeldensitet, ljusstyrka och kontrast.
  • Objektivegenskaper som kromatisk avvikelse
  • Text-/teckensnittsegenskaper som vikt, avstånd, serifs och teckensnitt/bakgrundsfärg.

I allmänhet rekommenderar vi att du testar specifika program för att göra teckensnittsstorlekar så stora som möjligt för en bekväm upplevelse. Du hittar mer detaljerad vägledning för holografiska och integrerande enheter på våra sidor om typografi och text i Unity.

Överväganden för holografisk ram

För upplevelser med mixad verklighet med stora objekt eller många objekt är det viktigt att tänka på hur mycket huvud- och rörelseförflyttning som krävs för att interagera med innehåll. Upplevelser kan delas in i tre kategorier när det gäller huvudförflyttning:

  • Vågrätt (sida-till-sida)
  • Lodrätt (upp och ned)
  • Integrerande (både vågrätt och lodrätt)

När det är möjligt begränsar du de flesta interaktioner till antingen vågräta eller lodräta kategorier, helst med de flesta upplevelser som sker i mitten av den holografiska ramen medan användarens huvud är i en neutral position. Undvik interaktioner som gör att användaren hela tiden flyttar sin vy till en onaturlig huvudposition (till exempel att alltid söka efter åtkomst till en nyckelmenyinteraktion).

Den optimala regionen för innehåll är 0 till 35 grader under horisonten
Optimal region för innehåll är 0 grader till 35 grader under horisonten

Horisontell huvudförflyttning är mer för frekventa interaktioner, medan lodräta rörelser bör reserveras för ovanliga händelser. Till exempel bör en upplevelse med en lång vågrät tidslinje begränsa vertikal huvudförflyttning för interaktioner (till exempel titta nedåt på en meny).

Överväg att uppmuntra full body-rörelse, i stället för bara huvudförflyttning, genom att placera objekt runt användarens utrymme. Upplevelser med att flytta objekt eller stora objekt bör vara särskilt uppmärksam på huvudförflyttning, särskilt när de kräver frekvent förflyttning längs både de vågräta och lodräta axlarna.

Blickriktning

För att undvika problem med ögon och problem bör innehållet utformas så att överdrivna ögon- och rörelseförflyttningar undviks.

  • Undvik blickvinklar som är mer än 10 grader ovanför horisonten (lodrät rörelse)
  • Undvik blickvinklar som är mer än 60 grader under horisonten (lodrät rörelse)
  • Undvik rotationer med rotationer över 45 grader från mitten (horisontell förflyttning)

Den optimala (vilade) blickvinkeln anses vara mellan 10–20 grader under horisonten, eftersom huvudet tenderar att luta nedåt något, särskilt under aktiviteter.

Arm-positioner

Mysutmattning kan ackumuleras när användare förväntas hålla en hand upphöjt under hela en upplevelse. Det kan också vara svårt att kräva att användaren upprepade gånger gör tryckgester under långa tidsperioder. Vi rekommenderar därför att du undviker att kräva konstanta, upprepade gestinmatningar. Det här målet kan uppnås genom att införa korta pauser eller erbjuda en blandning av gester och talindata för att interagera med appen.

Se även