[論文レビュー] Text Entry in Immersive Head-Mounted Display-based Virtual Reality using Standard Keyboards

Jens Grubert, Lukas Witzani+4 more|arXiv (Cornell University)|Feb 2, 2018

Interactive and Immersive Displays被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、リアルタイムでの手首およびキーボード追跡を用いて、没入型VR環境におけるデスクトップキーボードとタッチスクリーンキーボードのテキスト入力性能を評価した。ユーザーはVR環境において、デスクトップキーボードの入力速度の約60％を維持し、タッチスクリーンキーボードでは40–45％を維持したが、学習効果は顕著ではなく、キーボードの再配置により性能が向上した。特にタッチスクリーンでは、視覚フィードバックの向上と認知的負荷の低減により、性能向上が顕著であった。

ABSTRACT

We study the performance and user experience of two popular mainstream text entry devices, desktop keyboards and touchscreen keyboards, for use in Virtual Reality (VR) applications. We discuss the limitations arising from limited visual feedback, and examine the efficiency of different strategies of use. We analyze a total of 24 hours of typing data in VR from 24 participants and find that novice users are able to retain about 60% of their typing speed on a desktop keyboard and about 40-45\\% of their typing speed on a touchscreen keyboard. We also find no significant learning effects, indicating that users can transfer their typing skills fast into VR. Besides investigating baseline performances, we study the position in which keyboards and hands are rendered in space. We find that this does not adversely affect performance for desktop keyboard typing and results in a performance trade-off for touchscreen keyboard typing.

研究の動機と目的

• 没立体VR環境における標準的なデスクトップキーボードおよびタッチスクリーンキーボードの性能とユーザーエクスペリエンスを評価すること。
• 視覚フィードバックおよびキーボードの再配置が、VRにおける入力効率と快適性に与える影響を調査すること。
• ユーザーがVRに既存のタイピングスキルを顕著な学習曲線なしに移行できるかどうかを特定すること。
• 手およびキーボードの位置配置が、タイピング性能および体感される没入感に与える影響を調査すること。
• 標準的な物理キーボードが、生産性の高い長時間のタスクにおいても、VR環境で堅牢なテキスト入力ツールとして使用可能かどうかを評価すること。

提案手法

• 24名の参加者を対象に、VR環境で長時間のテキスト入力タスクを実施した制御されたユーザースタディを実施した。
• 高精度な光学追跡システムを用いて、手および指の動きをリアルタイムで捉えた。
• VRシーンに、再配置の有無を含めた仮想的なデスクトップおよびタッチスクリーンキーボードをレンダリングした。
• 視覚フィードバックの向上と認知的負荷の低減を目的に、仮想空間に指先を表示した。
• 入力速度（分あたりの単語数）、文字エラー率、およびユーザーレポートによる快適性と没入感を測定した。
• エラー率の低減とパフォーマンスの向上を図るため、VelociTapデコーダーを用いて自動補正を実施した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 標準的なデスクトップキーボードおよびタッチスクリーンキーボードの、没立体VR環境におけるテキスト入力性能は、どのように比較されるか？
• RQ2 キーボードおよび手の表現をユーザーの視線中心に再配置することで、タイピングパフォーマンスにどのような影響を与えるか？
• RQ3 ユーザーは、顕著な学習効果なしに、既存のタイピングスキルをVRにどの程度移行できるか？
• RQ4 レンダリングされた指の動きによる視覚フィードバックは、タイピングの正確性および認識可能な使いやすさにどのような影響を与えるか？
• RQ5 VR環境における異なるキーボードタイプおよび配置において、パフォーマンス、快適性、没入感のトレードオフは何か？

主な発見

• 初心者ユーザーは、VR環境においてデスクトップキーボードの入力速度の約60％を維持しており、タイピングスキルの強力な移行性を示している。
• ユーザーは、タッチスクリーンキーボードの入力速度をVR環境で40–45％維持しており、時間経過による学習効果は顕著ではなかった。
• キーボードおよび手の再配置が、特にタッチスクリーンキーボードのパフォーマンス向上に顕著な効果を示したが、デスクトップキーボードにはほとんど影響がなかった。
• リアルタイムでの指先レンダリングの使用により、視覚フィードバックが向上し、特にタッチスクリーン入力においてパフォーマンスの低下が軽減された。
• 自動補正により、文字エラー率は2.6–4.0％まで低下し、デコーディングアルゴリズムが入力エラーを是正する有効性が示された。
• キーボードおよび手をユーザーの正面に再配置した場合、ユーザーはより快適で、より高い没入感を体感した。これは、身体統合感の向上と認知的負荷の低減を示唆している。