[논문 리뷰] The Correlations of Scene Complexity, Workload, Presence, and Cybersickness in a Task-Based VR Game

Mohammadamin Sanaei, Stephen B. Gilbert외 4명|arXiv (Cornell University)|2024. 03. 27.

Human-Automation Interaction and Safety인용 수 5

한 줄 요약

이 연구는 작업 기반 VR 게임에서 장면 복잡성, 업무 부하, 존재감, 사이버멀미 간의 관계를 조사하고, 단순한 장면과 복잡한 장면이 작은 한계 내에서 등가성을 나타내며 업무 부하와 cybersickness 간에 부정적 연관이 있음을 발견했다.

ABSTRACT

This investigation examined the relationships among scene complexity, workload, presence, and cybersickness in virtual reality (VR) environments. Numerous factors can influence the overall VR experience, and existing research on this matter is not yet conclusive, warranting further investigation. In this between-subjects experimental setup, 44 participants engaged in the Pendulum Chair game, with half exposed to a simple scene with lower optic flow and lower familiarity, and the remaining half to a complex scene characterized by higher optic flow and greater familiarity. The study measured the dependent variables workload, presence, and cybersickness and analyzed their correlations. Equivalence testing was also used to compare the simple and complex environments. Results revealed that despite the visible differences between the environments, within the 10% boundaries of the maximum possible value for workload and presence, and 13.6% of the maximum SSQ value, a statistically significant equivalence was observed between the simple and complex scenes. Additionally, a moderate, negative correlation emerged between workload and SSQ scores. The findings suggest two key points: (1) the nature of the task can mitigate the impact of scene complexity factors such as optic flow and familiarity, and (2) the correlation between workload and cybersickness may vary, showing either a positive or negative relationship.

연구 동기 및 목표

• VR 환경에서 장면 복잡성, 업무 부하, 존재감, 사이버멀미 간의 관계를 조사한다.
• 작업 설계가 광학 흐름과 친숙도 같은 시각적 복잡성 요인의 영향을 어떻게 조절하는지 결정한다.
• 다른 장면 조건에서 업무 부하, 존재감, 사이버멀미가 상관관계가 있는지 평가한다.

제안 방법

• 피실험자 간 실험 설계로 44명의 참가자를 대상으로.
• 참가자들은 Pendulum Chair VR 게임에 참여했다.
• 두 가지 장면 조건: 낮은 optic flow와 낮은 친숙도를 갖는 단순 장면; 높은 optic flow와 더 큰 친숙도를 갖는 복잡 장면.
• 업무 부하, 존재감, 사이버멀미를 종속 변수로 측정.
• 단순 환경과 복잡 환경을 비교하기 위한 등가성 검정의 사용.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 작업 기반 VR 게임에서 장면 복잡성 요인(광학 흐름, 친숙도)과 업무 부하, 존재감, 사이버멀미 간의 관계는 무엇인가?
• RQ2 장면 복잡성이 사전에 정의된 한계 내에서 업무 부하, 존재감, 사이버멀미의 등가 수준을 만들어내는가?
• RQ3 다른 장면 복잡성에서 업무 부하와 사이버멀미 간의 관계는 어떤가?

주요 결과

• 업무 부하와 존재감에 대해 최대치의 10% 이내에서 단순한 장면과 복잡한 장면 간에 통계적으로 유의한 등가가 있으며, 최대 SSQ 값의 13.6% 이내에서도 등가가 있다.
• 업무 부하와 SSQ 점수 간에 보통의 음의 상관관계가 발견되었다.
• 작업 특성은 광학 흐름 및 친숙도와 같은 장면 복잡성 요인의 사용자 경험에 대한 영향을 완화시킬 수 있다.
• 업무 부하와 사이버멀미 간의 상관관계는 조건에 따라 양의일 수도 음의일 수도 있다.