Embodiment of a Raindrop: How sense of embodiment is affected in Virtual Reality

Abstract

Denne rapport undersøger følelsen af krops besiddelse (sense of embodiment) i brugere af en Virtual Reality oplevelse, og hvordan karakteristisk egenskaber som haptisk feedback, interaktion, og tilknytning til virtuelle omgivelser, har en virkning. Dette er opnået ved brug af kommercielle VR produkter som HTC Vive. En VR oplevelse er blevet udviklet. Denne oplevelse går ud på at brugeren oplever et scenarie af en regndråbe, fra regndråben danner sig i en regnsky, til den falder og rammer jorden. Fire versioner blev udviklet med henblik på at undersøge de karakteristiske egenskaber. Kontrol versionen som blev navngivet “interactive” har alle de førnævnte egenskaber implementeret, imens de andre versioner havde hver især frataget en af de nævnte egenskaber. Derfor er de andre version blevet navngivet “non-haptic”, “non-interactive” og “detached”. Eksperimentet blev udført med 17 testpersoner, og testen gjorde brug af “within-subject” designet. Alle testpersoner startede med en tutorial for at mindske hvor meget de lærte indimellem hver test. Derefter prøvede testpersonerne de fire versioner i forskellige rækkefølger. Rækkefølgerne var unikke for hver testperson. Dataen til at evaluere eksperimentet blev indsamlet via spørgeskemaer. Efter hver test skulle testpersonerne svare på spørgeskemaet som bestod af Likert skalaer. På denne måde kunne svarene sammenlignes ved hjælp af Wilcoxon Signed Rank test. Mere data blev samlet af testpersonernes hoved- og håndbevægelser for hver test de udførte. Disse bevægelser kan beskrives som ændring af position og rotation, og ud fra det kunne der samles gennemsnitlig bevægelser vist som meter per sekund og grader per sekund for hoved og hænder. For at analysere dette data blev Welch t-test brugt. Det blev vist at H1: “Interaktion i en VR oplevelse øger brugerens krops besiddelse.” er accepteret. Dette er på baggrund af at versionen “non-interactive” viste nedsat kropsejerskab og dataen gav udtryk for at brugeren også havde nedsat lokationsevne og handlekraft, hvilket betyder at i versionen “interactive” havde brugeren en øgelse af krops besiddelse. H2: “Tilknytning til objekter af virtuelle omgivelser i en VR oplevelse øger brugerens krops besiddelse.” kunne ikke bevises. Grunden til dette er spekuleret til at være designet af interaktionen i “detached” version af VR oplevelsen. Det er svært at udpege hvad i designet der gør forskellen, men dette giver anledning til en videre undersøgelse af interaktionstypen. H3: “Haptisk feedback i en VR oplevelse øger brugerens krops besiddelse.” blev accepteret. Versionen “non-haptic” viste nedsættelse i kropsejerskab og handlekraft. Som konklusion, dette projekt viser at egenskaber som interaktion og haptisk feedback øger brugerens krops besiddelse. Yderligere undersøgelser indenfor dette emne kan gavne udvikling af VR oplevelser som sigter efter forhøjet krops besiddelse.

This report investigates the sense of embodiment users have in a Virtual Reality experience, and how the features haptic feedback, interaction, and attachments to the virtual environment may have an impact. This is done using a commercialised Virtual Reality product, HTC Vive. To investigate this, a VR experience has been developed with four versions. The control version, called interactive, have all the mentioned features implemented, while the other versions have one feature removed each. Thus, the other versions are called non-haptic, non-interactive, and detached. In total, the experiment was conducted with 17 participants. The experiment has been done with a within-subject design approach, having all participants test all four version, but in different order, after having tried a tutorial of the VR experience. Questionnaires and recorded tracking data of the participant’s movement was used to evaluate the experiment. It was found that interaction and haptic feedback increase the user’s sense of embodiment, while attachments to the environment did not.

A master thesis from Aalborg University

Embodiment of a Raindrop: How sense of embodiment is affected in Virtual Reality