Study and development of navigation techniques for virtual reality

Abstract

La navegació en un entorn virtual és actualment una de les tasques més complicades. Real walk (caminar natural) és la millor interfície, però només és possible si l'entorn virtual i l'espai físic son de mides semblants. La majoria de sistemes amb navegació per grans escenaris provoquen marejos o desorientació. Walk in Place (caminar al lloc) és una tècnica en què l'usuari es mou de forma semblant al caminar natural però sense avançar físicament, de forma que es redueix el mareig. Quan el moviment generat pel sistema no és mateix que l'usuari espera, l'usuari es pot frustrar o marejar. Aquest document comença mostrant millores sobre un sistema WiP ja existent. Tot seguit mostra una expansió als sistemes actual permetent un moviment ràpid, anomenat Run in Place (córrer al lloc) i un lent, de forma que es permet interactuar amb l'entorn de noves formes. Després es descriu una fase d'entrenament per tal d'obtenir informació especifica de cada usuari que serveix al sistema per adaptar-se als moviments de l'usuari i poder generar una velocitat de sortida millor ajustada a cada persona. Finalment, s'explica un experiment fet amb diversos usuaris per obtenir informació del moviment dels peus durant WiP amb diferents velocitats de càmera, creant les bases per desenvolupar un nou mètode de WiP.

In Virtual Reality navigating through an environment is currently one of the most challenging problems. Real Walking is the preferred interface, but it is only feasible when the virtual environment is similar to the physical space available. Most systems that allow movement in large scenes cause either motion sickness or disorientation. Walk in Place (WiP) is a technique that reduces motion sickness in a virtual environment by introducing user gestures similar to real walk but that does not result in a physical displacement. When the system generated forward movement does not match the user's expected output, the user can become frustrated or feel dizziness. This document first presents improvements over an existing WiP system. Then presents an expansion to current WiP system by creating a system that allows a fast movement called Running in Place and a slow WiP movement, allowing for different ways to interact with the environment. After that the document explains the design of a training stage that uses user-specific data to prepare the system for the user's inputs in order to better match the expected virtual speeds. It finally lays the groundwork to developing a new WiP method by showing a experiment with different users to collect feet data from performing WiP at different speeds