6种显示模式在虚拟训练中的对比研究

发布时间：2025-01-14 04:26

　　 目的评估桌面式、液晶式、投影式及头戴式4种显示设备在虚拟训练中的显示效果。方法 12名受试者利用虚拟吊装训练作为实验任务,选取客观绩效、生理特征和主观体验等评估指标,综合对比4种设备共6种显示模式的虚拟训练效能。结果头戴式显示设备在虚拟训练中的综合评估最优,并且在客观绩效、生理特征、主观沉浸感这3项指标中得分最高,但伴随最严重的仿真病症状;液晶式和投影式显示设备的3D显示模式比2D显示模式在虚拟训练中的评估结果更优;显示设备的屏幕尺寸对于虚拟训练的效能影响作用不明显。结论 4种显示设备中头戴式显示设备在虚拟训练中的显示效果最优。

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【部分图文】：

图1 四种显示设备

图1所示依次为桌面式、液晶式、投影式和头戴式4种虚拟显示设备，其中液晶式和投影式均支持2D显示和3D显示2种显示模式，因此，该平台可以提供6种虚拟显示模式。桌面式显示设备采用21英寸显示器，屏幕分辨率设为1980×1080像素，亮度为300cd/m2；液晶式显示设备采用55英寸显....

图2 虚拟训练实验场景

实验在专门的沉浸式虚拟训练实验室内进行，实验环境空间宽敞、温湿度适宜、光照强度可自由调节，无异味且无噪声等外界因素干扰。桌面式显示模式下受试者与显示器屏幕距离约为60cm，液晶式显示模式下受试者与显示器屏幕距离约为150cm，投影式显示模式下受试者与显示器屏幕距离约为300cm，....

图3 6种显示模式的平均吊装用时

图3所示为6种虚拟显示模式下12名受试者的平均吊装用时，可以看出，在头戴式虚拟显示模式下，受试者的平均吊装用时最短，而投影式的平均吊装用时最长。同时可以发现液晶式和投影式的3D显示模式比2D显示模式的平均吊装用时更少，配对t检验结果显示：液晶式（2D)vs液晶式（3D),(t(1....

图4 吊装过程集装箱的重心移动轨迹

吊装轨迹的长度直接反应吊装过程的效率，不同显示设备下虚拟训练的吊装轨迹越短，其显示效果越优。虚拟吊装系统自动记录了每次吊装任务的集装箱重心移动轨迹，如图4红线所示。系统自动生成每次吊装轨迹的长度，计算每种虚拟显示模式下的平均吊装轨迹长度，结果如图5所示。可以看出，在头戴式虚拟显示....

本文编号：4026406