Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW

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Projektübersicht
Avatar Konzept
Prototypen

Avatars in collaborative virtual reality (VR)

Zusammenfassung

Avatare für die gemeinsame Besichtigung von Umgebungen in VR.

Schlüsselbegriffe

Unreal Engine, Blender, UX, VR, HTC Vive, Oculus Quest

Zielsetzung

Das Ziel des Projektes ist es bestehende Avatar Konzepte für VR aus der Industrie und Wissenschaft zu überprüfen. Darauf basierend soll eine Galerie/Taxonomie aktueller Avatare erstellt werden. Aus den gewonnenen Erkenntnissen und aus dem Feedback des Kunden (z.B. Esri-Forscher) soll ein neues Avatar Konzept konzipiert und modelliert werden, wobei das Rig des Avatars am Ende in der Unreal Engine funktionieren soll. Das erstellte Avatar Konzept, sowie die Modelle sollen anhand von Nutzerstudien validiert werden.

Ausgangslage

Die erweiterte Realität (Extended Reality, XR) wird als Paradigmenwechsel in der gemeinschaftlichen Arbeit vorgeschlagen. Wenn sich Menschen an entfernten Orten aufhalten und Aufgaben kommunizieren müssen, die einen räumlichen Kontext erfordern, kann dies in der Tat viele Vorteile bieten, die eine 2D-Videokommunikation oder Bildschirmfreigabe nicht bieten kann. In solchen Kontexten werden häufig auch Avatare verwendet, um die Person zu repräsentieren, die eine Nachricht oder eine Aktion übermittelt. Dieses Projekt, das in Zusammenarbeit mit Esri R&D Zürich durchgeführt wird, konzentriert sich auf den aktuellen Stand der Forschung im Bereich Avatar-Design und -Technologie sowie auf Usability-/User-Experience-Perspektiven, vom einfachen Präsenz Gefühl bis hin zu fortgeschritteneren Implementierungen wie Händeschütteln oder Augenkontakt. Ziel ist es, den aktuellen Stand von Avatar-Design, -Technologie und -Nutzung zu ermitteln, Verbesserungspotenziale zu identifizieren und selbst einen Prototyp zu implementieren.

Ergebnisse

Heutzutage werden für die Planung von Umgebungen und Gebäude oft digitale Darstellungen und Programme verwendet. Esri R&D hat unter anderem ein Werkzeug entwickelt, mit welchem es möglich ist, 3D-Landschaften und -Gebäude in der virtuellen Welt (VR) gemeinsam mit anderen Personen zu besichtigen. Dadurch stellt sich die Frage, wie man sich selbst und andere Besichtigungs-Teilnehmende in dieser Welt wahrnimmt, beziehungsweise wie diese am besten dargestellt werden sollen. Ob man die virtuelle Repräsentation der Teilnehmenden, die Avatare, sehr abstrakt oder beinahe fotorealistisch gestaltet, hat einen grossen Einfluss auf das gesamte Erlebnis. Eine zu abstrakte Darstellung der Avatare kann dazu führen, dass die Immersion, das Gefühl in die virtuelle Welt einzutauchen, nicht gelingt. Doch auch eine zu realistische Darstellung kann Probleme mit sich bringen. Es gibt einen Effekt, der als Uncanny Valley bezeichnet wird. Dieser Effekt tritt beispielsweise auf, wenn der Avatar zwar real wirkt, bei dessen Betrachtung jedoch trotzdem ein unwohles Gefühl hervorgerufen wird. Studien haben gezeigt, dass dieser Effekt oft durch die Augen der Avatare ausgelöst wird. Weiter zeigte die Forschung, dass der Effekt unter anderem durch eine höhere Attraktivität des Avatars gemindert werden kann. Auch das Personalisieren des eigenen Avatars kann dazu beitragen, dass dieser Effekt unterdrückt wird.

Um geeignete Avatare für eine virtuelle Besichtigung zu gestalten und zu modellieren, wurde in dieser Arbeit ein iterativer Prozess angewendet. In diesen Iterationen wurden die Erkenntnisse aus der Recherche, der durchgeführten Onlineumfrage sowie der drei User Experience Tests stetig in neue Prototypen eingearbeitet und diese wiederum getestet. So konnte herausgefunden werden, wie eine möglichst hohe Akzeptanz der Avatare erreicht werden kann. Im selben Zug wurde auch die Bedienbarkeit einer solchen virtuellen Besichtigung evaluiert. Der SUS-Score der Bedienung der Standard VR Besichtigung der Unreal Engine erzielte lediglich 55 Punkte, was gerade noch als akzeptabel gilt. Durch die Tests konnte erkannt werden, dass die Kombination verschiedener Fortbewegungsarten wie Gehen, Teleportieren und Fliegen sich durchaus bewähren. Hingegen sollten Menüs und die Anzahl der beinhalteten Werkezuge auf ein Minimum verringert werden. Um noch eine einfachere und intuitivere Bedienung zu bieten, sollte für solche kollaborative Besichtigungen eine Steuerung via Handtracking in Betracht gezogen werden. Dies gibt den Nutzenden auch die Möglichkeit, sich mit ihren Händen besser auszudrücken und die Gespräche in der virtuellen Welt natürlicher wirken zu lassen.

Beim Design der Avatare sollte grundsätzlich zwischen einmaligen und regelmässigen Teilnehmenden unterschieden werden. Einmalige Teilnehmende sind oft mit einem abstrakten Avatar als virtuelle Repräsentation zufrieden, da ihnen dadurch die Zeit der Erstellung eines Avatars erspart wird. Dennoch kann die Immersion gesteigert werden, wenn die einmaligen Teilnehmenden mindestens die Hautfarbe ihrer virtuellen Hände anpassen können. Hingegen empfiehlt sich für die regelmässigen Teilnehmenden ein personalisierter Avatar, um allfällige ethnische Konflikte zu vermeiden, Anzeichen des Uncanny Valley Effekts zu mindern und die Immersion zu steigern. Allerdings wurde auch festgestellt, dass ab einem gewissen Realitätsgrad der Avatar nicht nur real, sondern auch der steuernden Person ähnlichsehen sollte.