Dissertação

{en_GB=DOF Separation in Mid-air 3D Object Manipulation} {} EVALUATED

{pt=Manipulação de objetos é uma funcionalidade chave em quase todos os ambientes virtuais. No entanto é difícil manipular objetos de forma precisa em ambientes virtuais imersivos usando gestos no ar que replicam interações no mundo físico, apesar de ser uma abordagem natural e direta. Estudos anteriores concluíram que a separação de graus de liberdade em interfaces táteis levaram a resultados melhorados. Neste trabalho, avaliamos o impacto da separação de 6 DOF explícita em tarefas de manipulação no ar. Implementámos uma técnica baseada em Widgets virtuais que permite o controlo de um DOF de cada vez, e comparámo-la com uma abordagem direta e a técnica PRISM, que ajusta de forma dinâmica o rácio entre o movimento da mão e do objeto. Os resultados sugerem que a separação de DOF beneficia a precisão em manipulações no espaço à custa de tempos mais longos em tarefas complexas. Destes resultados elaborámos alguns pontos para futura orientação em manipulação de objetos no ar. Com base nestes pontos desenvolvemos uma técnica de nome WISDOM, que combina os aspetos positivos das técnicas estudadas anteriormente, dispondo de manipulação direta e movimentos escalados mas mantendo a separação de DOF oferecida pela nossa implementação de Widgets. De forma a validar a nossa proposta, conduzimos outra avaliação com utilizadores de forma a compará-la com 6DOF e Widgets. Apesar do WISDOM não reduzir os tempos de conclusão das tarefas, melhorou o erro na posição e rotação em tarefas que requerem apenas translação ou rotação e em tarefas mais complexas que requerem ambas. , en=Object manipulation is a key feature in almost every virtual environment. However, it is difficult to accurately place an object in immersive virtual environments using mid-air gestures that mimic interactions in the physical world, although being a direct and natural approach. Previous research studied mouse and touch based interfaces concluding that separation of degrees-of-freedom (DOF) led to improved results. In this work, we assess the impact of explicit 6 DOF separation in mid-air manipulation tasks. We implemented a technique based on familiar virtual widgets that allow single DOF control, and compared it against a direct approach and PRISM, which dynamically adjusts the ratio between hand and object motions. Our results suggest that full DOF separation benefits precision in spatial manipulations, at the cost of additional time for complex tasks. From these results we drew some guidelines for object manipulation in mid-air. Based on the guidelines we developed a technique, WISDOM, that combined the positive aspects of the three techniques used before. Our technique provides direct manipulation and scaled movements while maintaining DOF separation offered by our Widgets implementation. In order to validate our proposal we conducted another user evaluation to compare it against 6DOF and Widgets. While WISDOM didn't reduce task time completion, it improved position and rotation error in translation and rotation only tasks and more complex tasks that required both translation and rotation simultaneously compared to the other techniques.}
{pt=3D User Interfaces, Immersive Virtual Environments, Spatial Interactions, Mid-air Object Manipulation, DOF Separation, en=Interfaces de Utilizador 3D, Ambientes Virtuais Imersivos, Interações no Espaço, Manipulação de Objetos no Ar, Separação de Graus de Liberdade}

Novembro 14, 2016, 13:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Alfredo Manuel Dos Santos Ferreira Júnior

Departamento de Engenharia Informática (DEI)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Daniel Filipe Martins Tavares Mendes

INESC-ID

Investigador