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 binofila 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 fördröjande rörelser från händerna eller händerna. I den här artikeln går vi igenom viktiga saker att tänka på för att uppnå dessa mål.
Konflikt om vergence-konflikt
För att kunna visa objekt tydligt måste människorhantera , eller justera 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 ligger 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 synlinjerna parallella och ögonens objektiv får 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 det intressanta objektet för att få en enda bild. När användare tar hänsyn till och konvergerar till olika avstånd bryts den naturliga länken mellan de två tipsen, vilket leder till visuellt uppshetsning eller sviktande.
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 användarnas ögon genom att placera innehåll och hologram på olika djup. Du kan undvika eller minimera konflikter mellan hörn och konflikter genom att hålla innehåll som användarna konvergerar till så nära 2,0 m som möjligt. I en scen med mycket djup placerar du till exempel 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
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 vid 40 cm och placerar ett renderingsklippningsplan på 30 cm för att undvika eventuella närmare objekt.
Objekt som rör sig på djupet är mer sannolika än stationära objekt för att producera otåliga objekt på grund av konflikter mellan hörn och konflikter. På samma sätt kan krav på att användarna snabbt växlar mellan nära fokus och långt fokus (till exempel på grund av ett popup-hologram som kräver direkt interaktion) orsaka en visuell skada och en svaghet. 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 konflikt ökar exponentiellt med ett minskat 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 närmre (mindre än 1,0 m ned till urklippsplanet) så 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 alla interaktionskrav (till exempel hastighet för förflyttning, nåbarhet osv.) på nära interaktionsavstånd är fortfarande bekväma för användarna.
Vägledning för integrerande enheter
För integrerande enheter gäller fortfarande vägledningen och metodtipsen för HoloLens, men de specifika värdena för Zon för bekvämlighet flyttas beroende på avståndet till skärmen. I allmänhet är fokusavståndet till dessa skärmar mellan 1,25 m–2,5 m. Om du är tveksam 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 (Interpupillary distance) och vertikal offset (lodrät 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 pupiller, eller center, för en individs ögon. VO refererar till den potentiella lodräta förskjutningen av digitalt innehåll som visas för varje öga i förhållande till den vågräta axeln i användarens ögon (särskilt är detta INTE samma som vågrät förskjutning eller binofila skillnader). 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 i HoloLens:s 2,0 m avstånd).
Vägledning för holografiska enheter
HoloLens (första generationen)
För HoloLens (första generationen) beräknas och ställs IPD in under kalibreringen av enheten. För nya användare till en redan konfigurerad enhet måste kalibreringen köras eller så måste IPD anges manuellt. VO är helt beroende av enhetens passning. Mer specifikt, 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 OCH anges IPD vid kalibrering av ögon-/enhet. För nya användare till en redan konfigurerad enhet måste kalibreringen köras för att säkerställa att IPD är korrekt inställd. 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 användare 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 kan animera smidigt. 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 inramning som är högre än 60 FP, och för dessa enheter rekommenderar vi att de återges vid högre inramning för att ge en optimal användarupplevelse.
Simhopp djupare
För att rita hologram för att se ut, som om de är stabila i den verkliga eller virtuella världen,måste apparna återge bilder från användarens position. Eftersom bildåtergivningen tar tid HoloLens och 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 och maskinvara justerar den renderade avbildningen för att ta hänsyn till avvikelsen mellan den förväntade 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 skillnader i renderade bilder, 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:
- 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 judder för att flytta hologram genom att alltid underhålla 60 FP (eller enhetens högsta renderingshastighet).
- Minimera den totala svarstiden. I en motor med en speltråd och en renderingstråd som körs i låssteg kan 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 Graphics Debugger
- Profilerare som är 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 de kan i sina verkliga rum, måste en form av rent virtuell rörelse implementeras. Varaktig virtuell rörelse som inte matchar användarens verkliga, fysiska rörelse kan dock ofta medföra rörelseförlamning. 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 användaråtgärder 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:
- Ange ett gränssnitt där användaren kan välja en plats i den virtuella miljö där de vill flytta.
- Vid val krymper du scenen som återges till en disk runt önskad plats.
- Låt användaren flytta den samtidigt som om den vore ett litet objekt. Användaren kan sedan flytta valet nära sina fot.
- Vid avmarkerande återupptar du renderingen av hela scenen.
Vägledning för integrerande enheter
Den föregående metoden med holografiska enheter fungerar inte lika bra i en integrerande enhet eftersom den kräver att appen återger ett stort svart tomrum eller en annan standardmiljö när "disken flyttas". Den här behandlingen stör ens känsla av resning. Ett trick för användarens 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 användaren inte känner sig desorienterad av den rent virtuella självförflyttningen:
- Ange ett gränssnitt där användaren kan välja en plats i den virtuella miljö där de vill flytta.
- När du väljer det här alternativet startar du en snabb simulerad (100 m/s) rörelse mot den platsen och tar snabbt bort renderingen.
- Tona tillbaka renderingen när översättningen är klar.
Visning av krona upp
I videospel med första person visar huvudskärmarna (HUD: er) beständig information som spelarens hälsa, minikartor och inventeringar direkt på skärmen. HUD:s arbete är bra 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 är HUD:er som är strikt låsta till användarens huvudorientering sannolikt att producera matvaror. 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 har nåtts. När rotationen är uppnådd kan HUD ändra orientering för att presentera informationen i användarens visningsfält. Undvik att implementera 1:1 HUD-rotation och översättning baserat på användarens huvudrörelser.
Textbarhet
Optimal textläsning kan 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 färgatisk avvikelse
- Text-/teckensnittsegenskaper som vikt, avstånd, serifs och teckensnitt/bakgrundsfärg.
I allmänhet rekommenderar vi att du testar specifika program för att göra teckensnittsstorlekarna 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 rörelsemönster som krävs för att interagera med innehåll. Upplevelser kan delas in i tre kategorier när det gäller huvudförflyttning:
- Vågrät (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 ett neutralt läge. 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).
Optimal region för innehåll är 0 grader till 35 grader under sperioden
Vågrät 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 lodrät huvudförflyttning för interaktioner (som att 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 ögon- och ögonförseningar bör innehållet utformas så att överdrivna ögon- och ögonförflyttningar undviks.
- Undvik blickvinklar som är mer än 10 grader ovanför planet (lodrät rörelse)
- Undvik blickvinklar som är mer än 60 grader under planet (lodrät rörelse)
- Undvik rotationer med rotationer över 45 grader från mitten (vågrät förflyttning)
Den optimala (vilobaserade) blickvinkeln anses vara mellan 10–20 grader under bladet, eftersom huvudet tenderar att luta nedåt något, särskilt under aktiviteter.
Arm-positioner
Det kan ackumuleras mynning när användarna förväntas hålla en hand upphöjt under hela upplevelsen. Det kan också vara svårt att kräva att användaren upprepade gånger gör tryckgester i luften under långa tidsperioder. Därför rekommenderar vi att du undviker att kräva konstanta, upprepade gestinmatningar. Det här målet kan uppnås genom att införliva korta pauser eller erbjuda en blandning av gest- och talinmatning för att interagera med appen.