Om je in een virtueel gebouw ruimtelijk te oriënteren kun je goed op je ogen vertrouwen, zolang er maar herkenningspunten zijn. Wanneer die herkenningspunten verdwijnen, verdwalen mensen.
Delen
Informatie uit de rest van je lichaam helpt slechts een beetje.
Een virtueel bos vol met allemaal precies dezelfde bomen. Probeer daar maar eens driekwart rondje in te draaien. ,,In de echte wereld kunnen mensen op de graad nauwkeurig een hoek van 270 graden draaien, maar in een virtuele wereld gaat het fout”, zegt dr.ir. Niels Bakker. Hij promoveerde vorige week bij de sectie mens-machinesystemen van de faculteit Ontwerp, Constructie en Productie. ,,In de echte wereld kun je je oriënteren op bijvoorbeeld de rechte hoeken van de kamer. Dat blijkt heel belangrijk te zijn.”
Bakker deed voor opdrachtgever TNO experimenten met proefpersonen om te kijken hoe goed deze hun weg kunnen vinden in virtuele omgevingen.
Bakkers proefpersonen kregen twee keer via een bril een virtueel bos zonder herkenningspunten voorgeschoteld. De eerste keer konden ze het bos rond laten draaien via een soort ronde muis. Alleen het computerbeeld voor hun ogen veranderde door de muisbewegingen, zonder dat de proefpersonen zelf met hun hoofd bewogen. Dit leverde een beroerd rondje op. Als ze het bos voor hun ogen 270 graden moesten draaien, dachten de proefpersonen na 150 graden al klaar te zijn.
Zelf met het hele lichaam mogen bewegen, terwijl het computerbeeld zich automatisch aan die beweging aanpast, vergemakkelijkte de opdracht. ,,Je krijgt dan een rijke sensorische terugkoppeling van je lichaam. Zo registreert het evenwichtsorgaan de versnelling van het lichaam en krijg je ook terugkoppeling van je benen over hoe ze bewegen”, stelt Bakker. De afwijking is dan nog maar zo’n dertig graden.
Luchtverkeersleiding
Zonder visuele herkenningspunten hebben proefpersonen een flink voordeel bij informatie uit hun lichaamseigen sensoren, concludeert Bakker. Omdat een omgeving zonder herkenningspunten in de praktijk niet zo vaak voorkomt, liet hij zijn proefpersonen experimenten doen in een omgeving met veel bekende gebruiksvoorwerpen, zoals een lamp, nietapparaat en een bezem. In zo’n situatie bleken mensen juist nauwelijks voordeel van een onderdompelende interface te hebben. Zo noemt Bakker de situatie waarin de proefpersoon zelf beweegt met sensoren op zijn hoofd die zijn beweging registreren en aan de computer doorgeven.
,,In de literatuur wordt geclaimd dat een onderdompelende interface beter is voor het vinden van informatie in een complexe omgeving. Dat zijn voorbarige conclusies.” Makers van driedimensionale interfaces die complexe informatie ruimtelijk weergeven, bijvoorbeeld voor luchtverkeersleiders op een vliegveld of voorprocesoperators in chemische fabrieken, kunnen zich volgens Bakker kosten en moeite besparen.
Bakker liet zijn proefpersonen rondlopen in kamers met unieke posters waaraan ze konden herkennen waar ze waren. Elke minuut testte hij hoe goed een proefpersoon de ruimte in zich had opgenomen. De proefpersoon moest daarvoor gebruiksvoorwerpen elders in het gebouw aanwijzen met een digitale wijzer. ,,Dat lukt je alleen als je goed weet waar je bent en een soort kaart in je hoofd hebt gevormd van de virtuele omgeving.”
Proefpersonen die alleen met een muis konden navigeren slaagden gemiddeld voor de achtste test. Vrijwilligers die met een stoel ook daadwerkelijk naar links of rechts bewogen als ze in de virtuele ruimte een bocht maakten, leerden de omgeving ietsje sneller kennen, in vijf minuten.
Colaatje
De experimenten deed Bakker allemaal met ‘naïeve proefpersonen’ uit het proefpersonenbestand van TNO. ,,Sommige volbrengen een opdracht in één minuut, andere kunnen het na vijftien minuten nog niet. Een heel goede proefpersoon bleek bijvoorbeeld taxichauffeur te zijn. Die traint elke dag zijn ruimtelijke oriëntatie”, zegt hij.
Mensen die slecht uit de voeten kunnen met de opdracht waren soms achterdochtig. ,,Die dachten dat ik hen fopte; dat ik de objecten tijdens de opdracht had verplaatst.”
Een virtual-reality-helm kan proefpersonen zo misselijk maken dat ze moesten braken. Het menselijk lichaam houdt er niet van als het misleid wordt. Er zit een tijdvertraging tussen de beweging van je hoofd en de verandering van het computerbeeld en daar kun je bewegingsziekte van krijgen. Een verschil van 80 milliseconden levert al problemen op, omdat de informatie uit je evenwichtsorgaan niet klopt met wat je ziet.
Bakker probeerde misselijkheid te voorkomen door veel pauzes in te lassen. Met een lijst met vragen over symptomen van misselijkheid controleerde hij of de proefpersonen onwel dreigden te worden. ,,Meestal zie je het aankomen. Als mensen bleek wegtrekken, stoppen we en krijgen ze een colaatje. Soms komt het heel onverwacht toch opzetten en moet je dondersnel naar de prullenbak grijpen.”
De problemen met misselijkheid zullen overigens in de toekomst wel afnemen, denkt Bakker, omdat de computers steeds sneller plaatjes kunnen uitrekenen. Maar voor de luchtverkeersleiding of de procesoperators maakt dat niet uit. Die kunnen hun werk net zo goed doen zonder virtual-reality-helm.
Cartoon: Matthijs van Baarsel
Om je in een virtueel gebouw ruimtelijk te oriënteren kun je goed op je ogen vertrouwen, zolang er maar herkenningspunten zijn. Wanneer die herkenningspunten verdwijnen, verdwalen mensen. Informatie uit de rest van je lichaam helpt slechts een beetje.
Een virtueel bos vol met allemaal precies dezelfde bomen. Probeer daar maar eens driekwart rondje in te draaien. ,,In de echte wereld kunnen mensen op de graad nauwkeurig een hoek van 270 graden draaien, maar in een virtuele wereld gaat het fout”, zegt dr.ir. Niels Bakker. Hij promoveerde vorige week bij de sectie mens-machinesystemen van de faculteit Ontwerp, Constructie en Productie. ,,In de echte wereld kun je je oriënteren op bijvoorbeeld de rechte hoeken van de kamer. Dat blijkt heel belangrijk te zijn.”
Bakker deed voor opdrachtgever TNO experimenten met proefpersonen om te kijken hoe goed deze hun weg kunnen vinden in virtuele omgevingen.
Bakkers proefpersonen kregen twee keer via een bril een virtueel bos zonder herkenningspunten voorgeschoteld. De eerste keer konden ze het bos rond laten draaien via een soort ronde muis. Alleen het computerbeeld voor hun ogen veranderde door de muisbewegingen, zonder dat de proefpersonen zelf met hun hoofd bewogen. Dit leverde een beroerd rondje op. Als ze het bos voor hun ogen 270 graden moesten draaien, dachten de proefpersonen na 150 graden al klaar te zijn.
Zelf met het hele lichaam mogen bewegen, terwijl het computerbeeld zich automatisch aan die beweging aanpast, vergemakkelijkte de opdracht. ,,Je krijgt dan een rijke sensorische terugkoppeling van je lichaam. Zo registreert het evenwichtsorgaan de versnelling van het lichaam en krijg je ook terugkoppeling van je benen over hoe ze bewegen”, stelt Bakker. De afwijking is dan nog maar zo’n dertig graden.
Luchtverkeersleiding
Zonder visuele herkenningspunten hebben proefpersonen een flink voordeel bij informatie uit hun lichaamseigen sensoren, concludeert Bakker. Omdat een omgeving zonder herkenningspunten in de praktijk niet zo vaak voorkomt, liet hij zijn proefpersonen experimenten doen in een omgeving met veel bekende gebruiksvoorwerpen, zoals een lamp, nietapparaat en een bezem. In zo’n situatie bleken mensen juist nauwelijks voordeel van een onderdompelende interface te hebben. Zo noemt Bakker de situatie waarin de proefpersoon zelf beweegt met sensoren op zijn hoofd die zijn beweging registreren en aan de computer doorgeven.
,,In de literatuur wordt geclaimd dat een onderdompelende interface beter is voor het vinden van informatie in een complexe omgeving. Dat zijn voorbarige conclusies.” Makers van driedimensionale interfaces die complexe informatie ruimtelijk weergeven, bijvoorbeeld voor luchtverkeersleiders op een vliegveld of voorprocesoperators in chemische fabrieken, kunnen zich volgens Bakker kosten en moeite besparen.
Bakker liet zijn proefpersonen rondlopen in kamers met unieke posters waaraan ze konden herkennen waar ze waren. Elke minuut testte hij hoe goed een proefpersoon de ruimte in zich had opgenomen. De proefpersoon moest daarvoor gebruiksvoorwerpen elders in het gebouw aanwijzen met een digitale wijzer. ,,Dat lukt je alleen als je goed weet waar je bent en een soort kaart in je hoofd hebt gevormd van de virtuele omgeving.”
Proefpersonen die alleen met een muis konden navigeren slaagden gemiddeld voor de achtste test. Vrijwilligers die met een stoel ook daadwerkelijk naar links of rechts bewogen als ze in de virtuele ruimte een bocht maakten, leerden de omgeving ietsje sneller kennen, in vijf minuten.
Colaatje
De experimenten deed Bakker allemaal met ‘naïeve proefpersonen’ uit het proefpersonenbestand van TNO. ,,Sommige volbrengen een opdracht in één minuut, andere kunnen het na vijftien minuten nog niet. Een heel goede proefpersoon bleek bijvoorbeeld taxichauffeur te zijn. Die traint elke dag zijn ruimtelijke oriëntatie”, zegt hij.
Mensen die slecht uit de voeten kunnen met de opdracht waren soms achterdochtig. ,,Die dachten dat ik hen fopte; dat ik de objecten tijdens de opdracht had verplaatst.”
Een virtual-reality-helm kan proefpersonen zo misselijk maken dat ze moesten braken. Het menselijk lichaam houdt er niet van als het misleid wordt. Er zit een tijdvertraging tussen de beweging van je hoofd en de verandering van het computerbeeld en daar kun je bewegingsziekte van krijgen. Een verschil van 80 milliseconden levert al problemen op, omdat de informatie uit je evenwichtsorgaan niet klopt met wat je ziet.
Bakker probeerde misselijkheid te voorkomen door veel pauzes in te lassen. Met een lijst met vragen over symptomen van misselijkheid controleerde hij of de proefpersonen onwel dreigden te worden. ,,Meestal zie je het aankomen. Als mensen bleek wegtrekken, stoppen we en krijgen ze een colaatje. Soms komt het heel onverwacht toch opzetten en moet je dondersnel naar de prullenbak grijpen.”
De problemen met misselijkheid zullen overigens in de toekomst wel afnemen, denkt Bakker, omdat de computers steeds sneller plaatjes kunnen uitrekenen. Maar voor de luchtverkeersleiding of de procesoperators maakt dat niet uit. Die kunnen hun werk net zo goed doen zonder virtual-reality-helm.
Cartoon: Matthijs van Baarsel
Comments are closed.