[논문 리뷰] Exploration of Hands-free Text Entry Techniques For Virtual Reality

Xueshi Lu, Difeng Yu외 5명|arXiv (Cornell University)|2020. 10. 07.

Interactive and Immersive Displays참고 문헌 39인용 수 6

한 줄 요약

이 논문은 가상현실(VR)에서 손을 쓰지 않는 텍스트 입력 기술 세 가지를 평가한다: 블링크타입(눈 깜빡임 기반 선택), 네크타입(목 움직임 기반 선택), 딜레이타입(유인 시간 기반 선택). 36명의 참가자가 참여한 사용자 연구 결과, 블링크타입이 가장 높은 텍스트 입력 속도(13.47 wpm)를 기록했으며, 네크타입(11.18 wpm)과 딜레이타입(11.65 wpm)을 앞서며, 더 나은 사용성과 낮은 피로도로 사용자에게 더 선호되었다.

ABSTRACT

Text entry is a common activity in virtual reality (VR) systems. There is a limited number of available hands-free techniques, which allow users to carry out text entry when users' hands are busy such as holding items or hand-based devices are not available. The most used hands-free text entry technique is DwellType, where a user selects a letter by dwelling over it for a specific period. However, its performance is limited due to the fixed dwell time for each character selection. In this paper, we explore two other hands-free text entry mechanisms in VR: BlinkType and NeckType, which leverage users' eye blinks and neck's forward and backward movements to select letters. With a user study, we compare the performance of the two techniques with DwellType. Results show that users can achieve an average text entry rate of 13.47, 11.18 and 11.65 words per minute with BlinkType, NeckType, and DwellType, respectively. Users' subjective feedback shows BlinkType as the preferred technique for text entry in VR.

연구 동기 및 목표

• 사용자의 손이 바쁘거나 컨트롤러를 사용할 수 없을 때 VR에서 효과적인 손을 쓰지 않는 텍스트 입력 기술의 부족을 해결하기 위해.
• 고정된 유인 시간과 사용자 피로도로 악영향을 미치는 딜레이 기반 기술 외의 다른 손을 쓰지 않는 입력 방식을 탐색하기 위해.
• 딜레이타입과 비교해 블링크타입(눈 깜빡임 기반)과 네크타입(목 움직임 기반)의 성능, 사용성, 사용자 선호도를 평가하기 위해.
• 실증적 평가와 사용자 피드백을 바탕으로 손을 쓰지 않는 VR 텍스트 입력을 위한 설계 권고를 제공하기 위해.

제안 방법

• 블링크타입은 눈 깜빡임을 선택 트리거로 사용하며, 단일 깜빡임으로 현재 강조된 문자를 확인 선택한다.
• 네크타입은 앞뒤로 목을 움직여 문자 선택을 트리거하며, 저비용이고 하드웨어가 필요 없는 대안을 제공한다.
• 딜레이타입은 기준선으로 기능하며, 특정 문자에 400ms의 고정된 유인 시간 동안 시선을 유지해 선택한다.
• 36명의 참가자가 참여한 내부 설계 사용자 연구가 6회 세션 동안 실시되었으며, 텍스트 입력 속도, 시스템 사용성 척도(SUS), 사용자 경험 질문지(UEQ), 시뮬레이터 병명 질문지(SSQ)를 측정하였다.
• 참가자들은 VR 환경에서 가상 키보드를 사용하였으며, 학습 효과를 평가하기 위해 여러 세션 동안 성능이 기록되었다.
• 블링크타입에는 눈 추적 하드웨어를 사용하였고, 목 움직임은 동작 센서로 측정하였다; 모든 기술은 VR 헤드셋에 구현되었다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 VR에서 블링크타입, 네크타입, 딜레이타입의 텍스트 입력 성능(단위: 분당 단어 수)은 어떻게 비교되는가?
• RQ2 세 가지 손을 쓰지 않는 텍스트 입력 기술 간 사용자 경험과 인식된 사용성의 차이는 무엇인가?
• RQ3 사용자 성능은 시간이 지남에 따라 어떻게 변화하는가? 블링크타입과 네크타입에 학습 곡선이 존재하는가?
• RQ4 이 기술들이 시뮬레이터 병명과 사용자 피로도에 미치는 영향은 무엇인가?
• RQ5 사용자가 가장 선호하는 기술은 무엇이며, 이러한 선호도에 영향을 미치는 요인은 무엇인가?

주요 결과

• 블링크타입은 평균 텍스트 입력 속도가 13.47 단어/분으로 가장 높았으며, 딜레이타입(11.65 wpm)과 네크타입(11.18 wpm)을 뚜렷이 앞섰다.
• 사용자들은 블링크타입을 가장 선호했으며, 딜레이타입과 네크타입보다 더 나은 사용성과 낮은 인지된 노력도를 이유로 들었다.
• 블링크타입에서 6회 세션 동안 텍스트 입력 속도가 53.78% 향상되어 강한 학습 효과를 보이며, 훈련을 통해 추가적인 성능 향상 가능성을 보였다.
• 네크타입은 딜레이타입과 유사한 성능과 사용성을 보였지만, 숙련도에 도달하기 위해 약 10분의 더 긴 훈련 기간이 필요했다.
• 딜레이타입은 고정된 유인 시간으로 사용자에게 더 높은 스트레스를 유발했으며, 이는 빠른 키 간 이동을 압박함으로써 피로도를 증가시켰다.
• 눈 추적 하드웨어는 블링크타입의 핵심 기반 기술로 간주되었으며, 현대 VR 헤드셋(예: HTC VIVE Pro Eye, HoloLens 2)에서 점점 더 보편화되고 있어 이 기술의 실현 가능성을 높였다.