بررسی قابلیت ادراک محیط در سیستم واقعیت مجازی بر اساس مؤلفه‌های ادراک بصری

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار عضو گروه معماری، دانشکده مهندسی معماری و شهرسازی، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی

2 استاد عضو گروه معماری، دانشکده مهندسی معماری و شهرسازی، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی

3 دانشجوی دکترای معماری، دانشکده مهندسی معماری، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی

4 دانشجوی دکترای گروه معماری، دانشکده مهندسی معماری و شهرسازی، دانشگاه شهید رجایی، تهران

چکیده

محیط بصری واقعیت مجازی به‌عنوان یکی از فناوری‌های روز دنیای مجازی که جایگاه ویژه‌ای در علوم مختلف و به‌خصوص معماری یافته است، ﺗﺠﺮﺑﻪ ﺑﺼﺮی واﻗﻌﯽ را در ﻣﻘﺎﺑﻞ ﭼﺸﻢ ﮐﺎرﺑﺮان رقم می‌زند. با توجه به گسترش روزافزون استفاده از فناوری واقعیت مجازی، بررسی ادراک بصری مخاطب به‌عنوان یکی از مباحث کلیدی رابطه انسان-محیط، در این فناوری در راستای شناخت و ارتقای قابلیت‌های آموزشی، پژوهشی و طراحانه آن در حوزه معماری بسیار دارای اهمیت می‌باشد. بر این اساس، هدف این پژوهش، بررسی قابلیت ادراک بصری محیط در سیستم واقعیت مجازی از طریق مقایسه تطبیقی ادراک محیط به دو صورت مستقیم و استفاده از فناوری واقعیت مجازی می‌باشد. روش تحقیق این مقاله، تجربی، با اقدامات شبیه‌سازی و به سیاق پیمایشی با رویکردی کمی می‌باشد؛ به‌طوری‌که مخاطبان به دو صورت الف) مستقیم و ب) با استفاده از عینک‌های واقعیت مجازی در زمان مشخص، فضا را تماشا کرده و سپس مورد پیمایش قرارگرفته‌اند. به همین منظور، ابتدا با مشورت متخصصین، مؤلفه‌های ادراک بصری از طریق بررسی ادبیات موضوع، تبیین شده‌اند. سپس فضایی متناسب با این مؤلفه‌ها و با توجه به دسترسی‌ها و محدودیت‌های پژوهش انتخاب‌شده و از طریق دوربین‌های 360 درجه، فیلم‌برداری شده است. جامعه آماری این پژوهش با توجه به تخصصی بودن مؤلفه‌های ادراک بصری، از بین دانشجویان رشته معماری از دانشکده معماری و شهرسازی دانشگاه تهران و دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی انتخاب‌شده‌اند. پایایی پرسشنامه بر اساس تکنیک آلفای کرومباخ و روایی محتوایی بر اساس نظر متخصصین مورد تأیید قرارگرفته است. درنهایت بر اساس متغیرهای پژوهش و داده‌های پیمایش و بر مبنای سطوح مختلف ادراک، مدل مقایسه‌ای بین ادراک بصری مستقیم و ادراک بصری توسط فناوری واقعیت مجازی توسط نرم‌افزار LISREL تبیین شده است. نتایج حاصل از این مدل می‌تواند نقاط قوت و ضعف ادراک بصری توسط فناوری واقعیت مجازی نسبت به ادراک بصری مستقیم را در ابعاد و سطوح مختلف نشان دهد. یافته‌ها نشان می‌دهد که مخاطب در ادراک از رنگ، حضورپذیری، میزان زیبایی فضا، تصویر ذهنی، جهت‌یابی، انعطاف‌پذیری، تداعی معانی، توقع فرد از فضا، تنوع، پیچیدگی و دلپذیری بصری به‌وسیله واقعیت مجازی نسبت به ادراک مستقیم داده‌های بیشتری را دریافت می‌کند. اما داده‌های دریافتی مخاطب در ابعاد و اندازه‌ها، تناسب تشخیص فضا و خوانایی با واقعیت مجازی کمتر از ادراک مستقیم و بدون واسطه می‌باشد. بر اساس یافته‌ها می‌توان نتیجه‌گیری کرد واقعیت مجازی در سطوح احساسی، تفسیری و ارزش‌گذاری قابل‌اعتماد است و تنها در سطح شناختی نمی‌تواند ادراک حقیقی را شبیه‌سازی مطلوب کند.

چکیده تصویری

بررسی قابلیت ادراک محیط در سیستم واقعیت مجازی بر اساس مؤلفه‌های ادراک بصری

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The analysis on potential of environmental perception in system of virtual reality based on elements of visual perception

نویسندگان [English]

  • Mohammad Sadegh TaherToloudel 1
  • Esmaeil Zarghami 2
  • Sina Kamali Tabrizi 3
  • omid heydaripour 4
1 Associate professor, Academic board of the department of architecture, faculty of architectural engineering and urbanism, University of ShahidRajaee
2 Full Professor as a Member of Architecture Group, Faculty of Architectural Engineering and Urban Design, Shahid Rajaee Teacher Training University
3 Ph.D student, Department of architecture, faculty of architectural engineering and urbanism, University of ShahidRajaee
4 PhD Student, Faculty of Architectural Engineering and Urban Design, Shahid Rajaee Teacher Training University
چکیده [English]

The technology of virtual reality provides the user by an environment so that he can exercise new experience of presence in the environment by simulation of direct perception. This technology was introduced as an amusement tool into the digital world for the first time. Display monitor of this technology does not result from a simple phenomenon, but it is a monitor equipped with some sensors that operate as tracking devices and send some data about the location of user and also the direction of user’s vision to computer. Individuals experience virtual environments with respect to potentials of platform or hardware, with different appearances. The hardware of virtual environment could be a simple object i.e. a mobile phone and a pair of virtual reality eyeglasses; and or it could be a complex one including cloth-wearing equipment and computer that enables the user to move in thephysical environment. Nowadays, most immersion process in virtual environments is mainly focused on using Head Mounted Display (HMD) that is well-known as virtual reality eyeglasses in the market. A pair of virtual reality eyeglasses include a hood or headwear composing of LCD monitor that places at the front of eyes to present the user a stereoscopic view, produced by computer. The stereoscopic view is related to a process in which two photos are taken from the same object with a slight difference in viewpoint; and then they are seen together which provides an image with depth and stability of the environment The environmental perception is deemed as one of the key topics concerning human-environment relationship at macro and micro levels; and with respect to ever-increasing development for using virtual reality technology, review of addressee's perception by this technology might be vitally important in improving the use of this technology in various sciences and particularly in the architectural field. Accordingly, the present research aims to analyze the potential for environmental perception in virtual reality system by comparative analysis and on environmental perception both directly and through utilization of technology of virtual reality, and also based on the assessment of visual perception components in a process. The methodology of this study is of the empirical-surveying type so that the addressee’s have looked at space and surveyed it by direct technique and wearing of virtual reality eyeglasses at a time. Given the specialized nature of this investigation for analysis of virtual reality elements, the statistical population of this study was selected from students of architectural disciplines. The reliability of the questionnaire was confirmed according to Cronbach alpha coefficient and content validity was also approved by the comments of experts. Finally, based research variables, and according to various levels and dimensions of conception, two comparative models were conceptualized among direct visual perception and visual perception through the technology of virtual reality and also were explained based on surveying data by LISREL software. The findings derived from these two models might indicate the strong and weak points of visual perception through the technology of virtual reality versus direct visual perception at different dimensions and levels.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Virtual Reality
  • Virtual environment
  • Environmental Perception
  • Visual Perception
  • Visual Environment
  • 360Degree Video Panorama
  • بل  سایمون، (1387)، عناصر طراحی بصری در منظر، ترجمه محمدرضا مثنوی ، چاپ اول، انتشارات دانشگاه تهران.
  • بل سایمون، (1387)،  منظر، الگو، ادراک، فرآیند، ترجمه بهناز امین زاده ،انتشارات دانشگاه تهران، چاپ اول.
  • بنتلی ایین، (1382)، محیط‌های پاسخده، ترجمه مصطفی بهزادفر، مرکز انتشارات دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران.
  • پاکزاد جهانشاه؛ بزرگ حمیده، (1391)، الفبای روانشناسی محیط برای طراحان، چاپ اول، انتشارات آرمان‌شهر.
  • تقدیر، سمانه، (1396)، تبیین مراتب و فرایند ادراک انسان و نقش آن در کیفیت خلق آثار معماری بر اساس مبانی حکمت متعالیه، فصلنامه پژوهش‌های معماری اسلامی، شماره چهاردهم، بهار 1396، سال پنجم.
  • تیبالدز فرانسیس، (1381). شهرسازی شهروندگرا، نوشته‌ی فرانسیس تیبالدز؛ ترجمه‌ی محمد احمدی‌نژاد. اصفهان‌: خاک‌، 1381.
  • حبیب پور گتابی، کرم و صفری شالی، رضا (۱۳۹۵)، راهنمای جامع کاربرد SPSS در تحقیقات پیمایشی. تهران: انتشارات لویه.
  • حیدری  امیر هوشنگ و مونس کشاورز، (1392)، “از موج سوم تافلر تا موج چهارم و پشرآن‌های موقر بر عصر مجازی.” فصلنامه مطالعات آینده‌پژوهی، ص53-76.
  • رضوانی، علی‌رضا، (1395)، روح شهر، بازتعریفی از شهر، فضا، فضای شهری و تعیین شاخص‌های روح‌بخش، فصلنامه معماری سبز، سال دوم، شماره چهار، پاییز 1395.
  • کالن گوردن، (1382)، گزیده منظر شهری،  ترجمه منوچهر طبیبیان، چاپ دوم، انتشارات دانشگاه تهران.
  • کرمونا، متیو همکاران، (1388)، مکان‌های عمومی فضاهای شهری. ترجمه فریبا قرائی و همکاران. تهران :انتشارات دانشگاه هنر.
  • کریمی یزدی اعظم، براتی ناصر، زارعی مجید، (1395). ارزیابی تطبیقی ادراک فضای شهری، از نظرگاه مخاطبین و متخصصین عرصه شهری، باغ نظر، سال سیزدهم، شماره 45، اسفند 1395.
  • مثنوی محمدرضا؛ فتحی مهدی، (1390).  پژوهش تجربی به‌منظور ارتقای توسعه پایدار محیط و منظر بزرگراه شهری با رویکرد سبز راه و بر مبنای ترجیحات بصری استفاده‌کنندگان، مجله آرمان‌شهر، شماره  7، 77-89.
  • مدیری آتوسا، نوراللهی اسکویی نیکو، (1394).  ارزیابی ادراک بصری فضایی میدان امام حسین (ع)، فصلنامه علمی- پژوهشی مطالعات شهری، شماره یازدهم، تابستان 93.
  • یوسف پور کمال، (1385). معماری در فضای سایبر؛ نگاهی به رویکرد نوین معماری در عصر اطلاعات، فصلنامه معماری و ساختمان، شماره نهم.
  • Alcañiz, M., Baños, R., Botella, C., & Rey, B. (2003). The EMMA Project: Emotions as a determinant of presence. PsychNology Journal, 1, 141–150. http://www.academia.edu/download/45675932/PSYCHNOLOGY_JOURNAL_1_2_ALCANIZ.pdf
  • Bakr, A. F., El Sayad, Z. T., & Thomas, S. M. S. (2018). Virtual reality as a tool for children’s participation in kindergarten design process. Alexandria Engineering Journal, 57(4), 3851–3861. https://doi.org/10.1016/j.aej.2018.10.003
  • Biocca, F., & Levy, M. R. (2013). Communication in the age of virtual reality. Routledge. https://doi.org/10.4324/9781410603128
  • Biocca, F., Harms, C., & Burgoon, J.K. (2003). Toward a more robust theory and measure of social presence: Review and suggested criteria. PRESENCE: Teleoperators and Virtual Environments,12, 456–480. https://doi.org/10.1162/105474603322761270
  • Bouchard, S., St-Jacques, J., Robillard, G., & Renaud, P. (2008). Anxiety increases the feeling of presence in virtual reality. PRESENCE: Teleoperators and Virtual Environments, 17, 487–502. https://doi.org/10.1162/pres.17.4.376
  • Çakiroğlu, Ü., & Gökoğlu, S. (2019). Development of fire safety behavioral skills via virtual reality. Computers & Education, 133(May 2019), 56–68. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2019.01.014
  • Chung, J. C., Harris, M. R., Brooks, F. P., Fuchs, H., Kelley, M. T., Hughes, J., ... & Pique, M. (1989, September). Exploring virtual worlds with head-mounted displays. In Three-Dimensional Visualization and Display Technologies (Vol. 1083, pp. 42-52). International Society for Optics and Photonics. https://doi.org/10.1117/12.952870
  • De Kort, Y.A.W., & Ijsselsteijn,W.A. (2006). Reality check: The role of realism in stress reduction using media technology. CyberPsychology and Behavior, 9, 230–233. https://doi.org/10.1089/cpb.2006.9.230
  • Evans GW, Smith C, Pezdek K. Cognitive Maps and Urban Form. Journal of American Planning Association 1982;48(2):232-44. https://doi.org/10.1080/01944368208976543
  • Farshid, M., Paschen, J., Eriksson, T., & Kietzmann, J. (2018). Go boldly!: Explore augmented reality (AR), virtual reality (VR), and mixed reality (MR) for business. Business Horizons, 61(5), 657–663. https://doi.org/10.1016/j.bushor.2018.05.009
  • Fox, J., Arena, D., & Bailenson, J. N. (2009). Virtual reality: A survival guide for the social scientist. Journal of Media Psychology, 21(3), 95-113. https://doi.org/10.1027/1864-1105.21.3.95.
  • Fox, J., Bailenson, J.N., & Binney, J. (in press). Virtual experiences, physical behaviors: The effect of presence on imitation of an eating avatar. PRESENCE: Teleoperators and Virtual Environments. https://doi.org/10.1162/pres.18.4.294
  • Furness, T. (1987). Designing in virtual space. In W.B. Rouse & K.R. Boff (Eds.), System design: Behavioral perspectives on designers, tools, & organization (pp. 127–143). New York: North-Holland. https://dl.acm.org/citation.cfm?id=39981
  • Herzog, T. R. (1992). A cognitive analysis of preference for urban spaces. Journal of environmental psychology, 12(3), 237-248. https://doi.org/10.1016/S0272-4944(05)80138-0
  • Ijsselsteijn,W., de Ridder, H., Freeman, J., Avons, S.E., & Bouwhuis, D. (2001). Effects of stereoscopic presentation, image motion, and screen size on subjective and objective corroborative measures of presence. PRESENCE: Teleoperators and Virtual Environments, 10, 298–311. https://doi.org/10.1162/105474601300343621
  • Innocenti, A. (2017). Virtual reality experiments in economics. Journal of Behavioral and Experimental Economics, 69, 71–77. https://doi.org/10.1016/j.socec.2017.06.001
  • Ivory, J.D., & Kalyanaraman, S. (2007). The effects of technological advancement and violent content in videogames on players’ feelings of presence, involvement, physiological arousal, and aggression. Journal of Communication, 57, 532–555. https://doi.org/10.1111/j.1460-2466.2007.00356.x
  • Kaplan, R., & Kaplan, S. (1989). The experience of nature: A psychological perspective. CUP Archive. http://www.naturaepsiche.it/fileadmin/img/R._Kaplan__S._Kaplan_The_Experience_of_Nature__Introduction_.pdf
  • Kaplan, S. (1979). Perception and landscape: conceptions and misconceptions. In In: Elsner, Gary H., and Richard C. Smardon, technical coordinators. https://www.fs.usda.gov/treesearch/pubs/27585
  • Lanier, J. (1992). Virtual reality: The promise of the future. Interactive Learning International, 8, 275–79. https://eric.ed.gov/?id=EJ453272
  • Lee, J., Kim, J., & Choi, J. Y. (2018). The adoption of virtual reality devices: The technology acceptance model integrating enjoyment, social interaction, and strength of the social ties. Telematics and Informatics. https://doi.org/10.1016/j.tele.2018.12.006
  • Lee, K.M. (2004). Presence, explicated. Communication Theory, 14, 27–50. https://doi.org/10.1111/j.1468-2885.2004.tb00302.x
  • Li, Z. B., Meng, X. X., & Xiang, H. (2002). The Research and Implementation of Constructing Complicated Interactive Virtual Scenes [J]. Acta Simulata Systematica Sinica, 9, 018. http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTotal-XTFZ200209018.htm
  • Loomis, J.M. (1992). Distal attribution and presence. PRESENCE: Teleoperators and Virtual Environments, 1, 113–119. https://doi.org/10.1162/pres.1992.1.1.113
  • Lynch, K. (1960). The image of the city (Vol. 11). MIT press. http://openarc.co.za/sites/default/files/Attachments/OA%20Kevin%20Lynch%20rev1.pdf
  • Meyer, K., Applewhite, H.L., & Biocca, F.A. (1992). A survey of position trackers. PRESENCE: Teleoperators and Virtual Environments, 1, 173–200. https://doi.org/10.1162/pres.1992.1.2.173
  • Nasar, J. L. (1990). The evaluative image of the city. Journal of the American Planning Association, 56(1), 41-53. https://doi.org/10.1080/01944369008975742
  • Persky, S., & Blascovich, J. (2008). Immersive virtual videogame play and presence: Influences on aggressive feelings and behavior. PRESENCE: Teleoperators and Virtual Environments,17, 57–72. https://doi.org/10.1162/pres.17.1.57
  • Price, M., & Anderson, P. (2007). The role of presence in virtual reality exposure therapy. Journal of Anxiety Disorders, 21, 742–751. https://doi.org/10.1016/j.janxdis.2006.11.002
  • Rapoport, A. (1982). The Meaning of the Built Environment (Beverly Hills, CA, Sage Publications)..
  • Rapoport, A. (1992). On cultural landscapes. Traditional Dwellings and Settlements Review, 33-47. https://www.jstor.org/stable/41757142
  • Ratan, R., Santa Cruz, M., & Vorderer, P. (2007). Multitasking, presence, and self-presence on the Wii. In Proceedings of the 10th Annual International Workshop on Presence (pp. 167-190). Starlab Barcelona SL. https://astro.temple.edu/~lombard/ISPR/Proceedings/2007/Ratan,%20Santa%20Cruz,%20and%20Vorderer.pdf
  • Riva, G., Davide, F., & Ijsselsteijn, W.A. (Eds.). (2003). Being there: Concepts, effects, and measurement of user presence in synthetic environments. Amsterdam: Ios Press. https://psycnet.apa.org/record/2003-07184-000
  • Riva, G., Mantovani, F., Capideville, C.S., Preziosa, A., Morganti, F., Villani, D. et al. (2007). Affective interactions using virtual reality: The link between presence and emotions. CyberPsychology and Behavior, 10, 45–56. https://doi.org/10.1089/cpb.2006.9993
  • Sacau, A., Laarni, J., & Hartmann, T. (2008). Influence of individual factors on presence. Computers in Human Behavior, 24, 2255–2273. https://doi.org/10.1016/j.chb.2007.11.001
  • Sitte, C. (1986). City planning according to artistic principles (pp. 129-332). https://www.bcin.ca/bcin/detail.app?id=88706
  • Slater, M., & Steed, A. (2000). A virtual presence counter. PRESENCE: Teleoperators and Virtual Environments, 9, 413–434. https://doi.org/10.1162/105474600566925
  • Smith, A. D. (2005). The problem of perception. Motilal Banarsidass Publishe. http://www.hup.harvard.edu/catalog.php?isbn=9780674008410
  • Steuer, J. (1992). Defining virtual reality: Dimensions determining telepresence. Journal of Communication, 42, 73–93. https://doi.org/10.1111/j.1460-2466.1992.tb00812.x
  • Sutherland, I.E. (1968). A head mounted three dimensional display. Proceedings of the Fall Joint Computer Conference, 33, 757–764. https://doi.org/10.1145/1476589.1476686
  • Sveistrup, H. (2004). Motor rehabilitation using virtual reality. Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation, 1(10), 1–8. https://doi.org/10.1186/1743-0003- 1-10
  • Villani, D., Riva, F., & Riva, G. (2007). New technologies for relaxation: The role of presence. International Journal of Stress Management, 14, 260–274. http://dx.doi.org/10.1037/1072-5245.14.3.260
  • Welch, G.F. (2009). History: The use of the Kalman filter for human motion tracking in virtual reality. PRESENCE: Teleoperators and Virtual Environments, 18, 72–91. https://doi.org/10.1162/pres.18.1.72
  • Wirth, W., Hartmann, T., Böcking, S., Vorderer, P., Klimmt, C., Schramm, H. et al. (2007). A process model of the formation of spatial presence experiences. Media Psychology, 9, 493–525. https://doi.org/10.1080/15213260701283079
  • Witmer, B. G., & Singer, M. J. (1998). Measuring presence in virtual environments: A presence questionnaire. Presence, 7(3), 225-240. https://doi.org/10.1162/105474698565686
  • Yu, G. (2017). Understanding the Self Through the Use of Digitally Constructed Realities. In Boundaries of Self and Reality Online: Implications of Digitally Constructed Realities (pp. 27–39). Elsevier Inc. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-804157-4.00002-5
  • Zhang, M., Zhang, Z., Chang, Y., Aziz, E. S., Esche, S., & Chassapis, C. (2018). Recent developments in game-based virtual reality educational laboratories using the microsoft kinect. International Journal of Emerging Technologies in Learning, 13(1), 138–159. https://doi.org/10.3991/ijet.v13i01.7773
  • Zucker, Paul, 1959, Town and Square: From the Agora to the Village Green New York: Columbia University Preu. https://trid.trb.org/view/521239