2020 Kooperationsprojekt

Methoden für die realitätsgetreue visuelle Wahrnehmung durch Eye-Tracking im Head-Mounted Display (ViWaHMD)

Die Bewertung ergonomischer Aspekte eines Produkts ist mit den Methoden der Virtuellen Realität bereits in einer frühen Phase z. B. durch den Einsatz von Head-Mounted Displays möglich. Bei der Wahrnehmung von Größe, Distanz und Form besteht jedoch eine Diskrepanz zwischen dem virtuellen Modell und der realen Umgebung. Dadurch sind Resultate aus virtuellen Studien nur bedingt belastbar.

Fehlwahrnehmung im Head-Mounted Display bei konvergierenden Augen: Der Benutzer nimmt den dargestellten Würfel (orange) verzerrt und verschoben (violett) wahr. (Quelle: M. Fechter, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, KTmfk)

Ziel dieses Forschungsvorhabens war die Entwicklung und beispielhafte Umsetzung von Methoden, die die optisch korrekte Wahrnehmung im Nahbereich verbessern und somit eine höhere Validität der Bewertung eines Betrachters in einer virtuellen Umgebung ermöglichen.

Zu Projektbeginn stand der Aufbau eines Hard- und Softwaresystems im Fokus, mit welchem die optisch korrekte Darstellung der virtuellen Szene unter Berücksichtigung der aktuellen Pupillenposition ermöglicht wird. Die Kombination aus HTC Vive Pro und Pupil-Labs Binocular Add-On zur Verfolgung der Pupillenposition erfüllt die Voraussetzungen und bietet gleichzeitig die Möglichkeit der Erfassung von Augenbewegungen. Zur Verbesserung der Darstellungsgüte wurden Tiefenschärfe und Manipulation der Kameraorientierung implementiert. Weiterhin fand eine Relevanzbewertung der Linsenverzerrung statt. Parallel wurden Nutzertests zur Evaluation des Einflusses des binokularen Sehens auf die Tiefeneinschätzung sowie die Verwendung der Tiefeninformationen bei der Manipulation von Objekten entwickelt. Weitere Studien fokussierten den Einfluss der Konvergenz auf die Tiefenabschätzung und die Nutzerakzeptanz der entwickelten Methoden.

Aufgrund eines reduzierten Blickfeldes war der Einfluss der Linsenverzerrung irrelevant. Durch Integration der Tiefenschärfe konnte eine realistischere Darstellung erreicht werden. Zusätzlich wurde ein starker Einfluss der Disparität auf die Tiefenwahrnehmung identifiziert. Es konnte zudem gezeigt werden, dass die Nutzerakzeptanz für das implementierte System sehr hoch war.

 

Projektfinder
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Forschungsverbünde

In strategisch wichtigen Bereichen werden von der Forschungs­stiftung auch Forschungs­verbünde initiiert und gefördert.

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Projektleitung
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
Lehrstuhl für Konstruktionstechnik
Projektpartner
BMW AG
Dassault Systemes 3DExcite GmbH
Otto-Friedrich-Universität Bamberg
Lehrstuhl für Allgemeine Psychologie und Methodenlehre