文档名：虚拟现实中眼动交互频率对视觉疲劳影响的研究
摘要：为探究虚拟现实(VR)中眼动交互频率的高低是否会引起用户视觉疲劳,本文选取了25名被试者,在VR房间进行了视觉疲劳实验,在0.2～1.6Hz范围内设置8个交互频率,每位被试者分别在每个频率下进行了20min的实验.使用头戴式显示器(HMD)内置的眼动仪采集瞳孔直径数据和眨眼数据,将采集的数据进行线性插值处理和降噪处理.首先,使用五级疲劳量表记录被试者的主观评价,利用瞳孔直径的相对变化率反映疲劳程度.然后,使用Spearman相关性分析来探究视觉舒适度评分和眨眼频率之间的联系,再进行Kruskal-Wallis检验分析眨眼频率与交互频率的关系.最后,以VR中FAST馈源拆装机器人数字孪生系统为例验证该方法的可行性.实验结果表明,0.6Hz的瞳孔直径变化率最小,在-1.86%～2.26%之间浮动,是相对舒适的交互频率;视觉疲劳等级最高时的眨眼频率为52次/分;在频率范围为0.2～0.6Hz之间时,随着交互频率的减少,被试者的视觉疲劳程度在增加,在0.8～1.6Hz之间时,被试者的视觉疲劳程度随着交互频率的增加而增加,0.6Hz时的眨眼频率最低;合适的眼动交互频率能够降低视觉疲劳的程度.
Abstract：Toinvestigatewhetherthefrequencyofeyemovementinteractioninvirtualreality(VR)causesvisualfatigueinusers,25participantswereselectedforavisualfatigueexperimentinaVRroom.Eightinteractionfrequenciesweresetwithintherangeof0.2to1.6Hz,andeachparticipantunderwenta20-minuteexperimentateachfrequency.Dataonpupildiameterandblinkfrequencywerecapturedusingthebuilt-ineyetrackerinthehead-mounteddisplay(HMD)andwerethensubjectedtolinearinterpolationandnoisereductionprocessing.Firstly,subjectiveevaluationsoftheparticipantswererecordedusingafive-levelfatiguescale,andtherelativechangerateinpupildiameterwasutilizedtoreflectthedegreeoffatigue.Then,Spearmancorrelationanalysiswasemployedtoexploretherelationshipbetweensubjectivecomfortratingsandblinkfrequency.Additionally,Kruskal-Wallistestswereconductedtoanalyzetherelationshipbetweenblinkfrequencyandinteractionfrequency.Finally,theproposedmethodwasvalidatedusingtheFASTdisassemblyandassemblyrobotdigitaltwinsysteminVR.Theexperimentalresultsdemonstratedthatthepupildiametervariationratewasminimalat0.6Hz,rangingfrom-1.86%to2.26%,indicatingarelativelycomfortableinteractionfrequency.Thehighestblinkfrequencywas52blinksperminute,withthehighestlevelofvisualfatigue.Withinthefrequencyrangeof0.2to0.6Hz,theparticipants'visualfatigueincreasedastheinteractionfrequencydecreased.However,withintherangeof0.8to1.6Hz,thevisualfatigueincreasedwiththeincreaseinfrequency,withthelowestblinkfrequencyobservedat0.6Hz.Thus,appropriateeyemovementinteractionfrequenciescanreducethedegreeofvisualfatigue.
作者：严家豪 吕健 侯宇康 莫心祝Author：YANJiahao LVJian HOUYukang MOXinzhu
作者单位：贵州大学现代制造技术教育部重点实验室,贵州贵阳550025
刊名：图学学报 ISTICPKU
Journal：JournalofGraphics
年，卷(期)：2024, 45(3)
分类号：TP391.9
关键词：虚拟现实 视觉疲劳 眼动交互 瞳孔直径 眨眼频率
Keywords：virtualreality visualfatigue eyemovementinteraction pupildiameter blinkingfrequency
机标分类号：TG457.1U260.32R917
在线出版日期：2024年6月19日
基金项目：虚拟现实中眼动交互频率对视觉疲劳影响的研究[
期刊论文] 图学学报--2024, 45(3)严家豪 吕健 侯宇康 莫心祝为探究虚拟现实(VR)中眼动交互频率的高低是否会引起用户视觉疲劳,本文选取了25名被试者,在VR房间进行了视觉疲劳实验,在0.2～1.6Hz范围内设置8个交互频率,每位被试者分别在每个频率下进行了20min的实验.使用头...参考文献和引证文献
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