的研究在虚拟竞选Exergames身体健康和享受

文摘

虚拟现实(VR)技术在日常生活中拥有先进的前进,通过身体移动虚拟健身是可能的在现实世界中。Exergame是运动旨在使运动的视频游戏更有趣。VR exergame这些趋势适用于虚拟健身与身临其境的游戏。VR运动在VR旅行,常用在冒险角色扮演游戏(RPG)。虚拟运行可以应用VR exergames运动技术。虚拟的设计运行在VR exergames应考虑作为健身的锻炼和享受。提出了两个基于运动运动技术:ArmSwing和蹲虚拟运行,视为有氧和力量练习。这两个体式被用来研究体力活动如何影响玩家在互动测试场景。可用性、晕动病和享受分析每个姿势的差异进行评估。结果表明,晕动病和享受ArmSwing蹲不不同,而可用性不同,ArmSwing被评为高于蹲。 The results from the interviews suggest that most players preferred aerobic exercise (ArmSwing) more than strength exercise (Squat) for a long period of exercise. However, for a short period of exercise, players preferred strength exercise more than aerobic exercise. The adventure-based RPG for exercise needs a solution design appropriate for virtual running in VR, and our results can be a guideline for developers in order to handle motion-based locomotion for VR exergames.

1。介绍

虚拟现实(VR)技术加强了有更多的角色在我们的日常生活中,包括运动和玩游戏。健身游戏或exergame术语指的是使用视频游戏运动,依靠技术,可以跟踪人体运动(1]。VR浸没式是一个新的趋势exergames因为肢体动作可以检测到虚拟传感器并让用户沉浸的感情(2]。因此,虚拟环境中的运动对应的物理运动,使虚拟现实应用程序适合exergames。

尤其是exergames鼓励用户的使用与内容交互,使得虚拟现实健身的完美集成技术和运动(Yoo、卡特和凯3])。最近,虚拟现实行业增长速度快,和消费者的虚拟现实硬件和软件的市场规模预计将从2019年的62亿美元增加到2022年的超过160亿美元(4]。有高可能性,VR exergames在未来将成为流行。虚拟现实系统有许多可能的优势运动训练,可以精确控制环境和规范的情况。额外的信息可以集成提供操作指南,可以动态地改变和环境来创建不同的竞争情况(5]。虽然这项技术是新的,它显示了有前景的结果在高参与率,更多的乐趣,更多的动机6- - - - - -8),和更多的乐趣比其他形式的锻炼。事实是,大多数人都很无聊,没有纪律的传统运动,这是其中一个主要原因缺乏高水平的活动(9]。因此,沉浸式VR exergaming是一个新的机会,吸引更多的玩家比标准运动和可能分散参与者需要努力和疲劳的感觉。我们可以从各种各样的玩exergames控制台。下面的例子可以显示工具exergames玩耍。

有很多游戏机Xbox等游戏,任天堂。然而,对于exergaming,可能需要额外的配件来身体与控制台交互,而不是仅仅使用手柄上的按钮。虽然也有其他可用的游戏机,我们专注于这三个游戏机,因为他们提供市场上最常见的exergames。从微软Xbox是一个游戏机。为了玩exergames Xbox,它需要Kinect系统,这是一个动作捕捉系统,识别玩家的身体运动和集成在游戏中。Kinect Xbox系统不需要任何配件,使其成为第一个游戏系统在自由的身体运动是可能的。Exergames使用Xbox Kinect有潜力提高平衡训练和更广泛的康复标准相比,运动(10]。从索尼PlayStation (PS)是一个控制台。它包括PlayStation摄像头,一个运动传感器类似于Xbox Kinect的外围。此外,此举有控制器,它是在概念上类似于任天堂的Wii遥控器。这些组合允许自由的身体运动比任天堂但低于Xbox。然而,exergames PS比Xbox[更好的球员11]。任天堂Wii游戏机是流行的运动游戏,旨在开发新游戏健身游戏特许经营这一目标。特别是,Wii遥控器可以用作手持定位设备,可以检测运动在三维空间中。自发布以来,Wii了许多周边设备等exergames Wii平衡板和运动+。Wii Fit是一个流行的Wii exergame使用平衡板与几个活动。它已被用于理疗康复12),采用健身应用程序集中在老年人(13]。新版本称为任天堂开关(NX)是一个混合控制台,可以用作家庭控制台或便携式设备。其无线Joy-Con控制器标准按钮和定向模拟摇杆,运动传感器,触觉反馈,和心率传感器,所有这些对于exergames非常有用。戒指适合冒险是一个受欢迎的NX exergame,这是一个回合制RPG,球员的动作和战斗的行为是基于执行特定的体育活动。

这些游戏机non-VR平台和成功刺激运动的球员。然而,exergames可以进一步结合VR浸超越VR exergames。我们发现exergames VR市场可分为以下几种类型:健身、跳舞、拳击、手臂运动,腿部运动,运动仿真,和竞争。我们可以看到,大多数休闲健身,和虚拟运行仍然缺乏是由于较低的用户兴趣,和虚拟现实设备可能不适合运行在的地方。然而,虚拟运行可以申请adventure-based角色扮演游戏(RPG),它可以激励玩家玩exergames更长一段时间。还有一个缺口的姿势虚拟运行对应的硬件设计。与运动技术在虚拟现实、晕动病在哪里。有评论VR exergame评论(14),应考虑。许多球员状态,图像的质量有特别强烈的影响感知享乐,这可能调用晕动病如果帧率还不够高。此外,玩家不喜欢控制时的游戏太复杂。

在这个研究中,我们提出了exergames到下一个水平与虚拟现实沉浸虚拟运行的设计和开发VR exergames娱乐玩家,刺激运动。下一节介绍了VR耳机趋势展示未来和趋势的虚拟现实设备。然后,部分3描述了虚拟运行及相关工作。部分4提出了虚拟运行的实验的设计和开发。可用性研究相关标准,享受和晕动病。技术用于运行的虚拟实验的设计根据低努力和高发挥不同。部分5显示我们的实验结果和讨论部分6。实验结果可以支持虚拟现实exergame开发人员理解用法和虚拟运行的影响球员,促进RPG exergame设计。最后,部分7描述这项工作的结论和贡献。

2。VR耳机比较和趋势

VR exergame的设计主要是依赖于头部显示器的特点(HMD)设备和控制器。考虑到各种商业VR耳机控制器开发自2017年(表1和2),我们发现眼睛、HTC和Windows混合现实(WMR)创造的先进的产品技术供应商这个市场。蒸汽硬件调查结果(2020年11月15]显示,以下是最受欢迎的活动为虚拟现实设备:眼睛53.34%,宏达电21.89%,WMR 5.82%,其他18.95%。

眼睛会是第一个独立的虚拟现实耳机的眼睛专用显示和移动计算的硬件包括手持控制器使用相对运动跟踪。然而,它是一个nonpositional 3自由度跟踪。眼睛裂谷和眼睛探索5月公布,2019年。眼睛探索提出了一个独立的设备,在裂谷年代仍PC-tethered更多的性能。眼睛洞察技术用于运动跟踪与迭代绑定的控制器,和由内向外技术是虚拟现实的新标准位置跟踪耳机(16,17]。手跟踪眼睛探索的新特性,使用车载摄像头识别手指和手的运动没有手持控制器(18]。

HTC万岁已经推出了自2016年以来,这是实现产品的HTC大型工作区域,高性能显示器,和跟踪精度19]。控制器提供了一种新方法在虚拟现实交互20.]。HTC万岁Pro是一个完整的特性集的PC-tethered铁杆玩家升级他们的分辨率显示和灯塔2.0基站,允许更多的空间10 m 10 m。万岁追踪器集成支持更多的跟踪和交互。HTC万岁焦点+是第一个独立的虚拟现实耳机HTC和由内向外的跟踪技术。控制器使用重新设计的6自由度超声跟踪。万岁波和手跟踪SDK提供开放的接口实现之间的互操作性众多移动虚拟现实耳机和配件,支持主流游戏引擎的跨平台工具来跟踪手的位置和手势识别。HTC万岁宇宙精制由内而外跟踪有六个摄像头传感器。HTC的控制器升级万岁专注精密操纵杆。尽管所有HTC万岁PC-tethered耳机,无线适配器WiGig技术可以改变HTC万岁一个独立的耳机(21,22]。

WMR是一种混合现实平台基于Windows 10操作系统,为混合实境体验提供HMDs兼容从宏碁、戴尔、惠普、联想和华硕(23,24]。大多数WMR设备具有相同的规范PC-tethered和由内向外运动跟踪功能集成。手持运动控制器。此外,所有WMR耳机兼容的Xbox控制器。三星奥德赛+想出Anti-SDE(纱门效应)滤波器应用于显示和还有一个稍微不同的控制器设计,使其不同于其他WMR耳机25),但也与SteamVR平台兼容。阀门指数是一个高端头盔显示器,也兼容SteamVR平台。耳机使用一种改进的版本的灯塔跟踪系统。它有一个120 Hz, 144 Hz的选择权,生产现实甚至移动的头。关节控制器来手指可追踪,这是最有效的虚拟控制器(26]。Pimax HMD设备,由外向内的技术,专注于高分辨率和大范围的显示8 k。新Pimax 8 k +附带一捆组,包括阀指数控制器和SteamVR基站。由内而外的技术跟踪与扩展模块在下一代27]。

从调查中可用的虚拟现实耳机市场和新设备的发展,我们发现,有一种趋势更多的独立的无线设备,由内而外跟踪技术。手指检测控制器是更有效的,支持的开发应用程序和用户交互。然而,将这种技术应用到虚拟运行可能不适合固定运行,因为耳机还重。我们必须等待新技术HMD眼镜变得紧凑的大小。因此,虚拟现实的虚拟运行设计exergames应该身体与运动相一致,这是一个动态的运动技术设计的关注努力通过身体的各个部分。

3所示。虚拟运行及相关工作

虚拟运行直接关系到虚拟现实运动,它有多种形式。动态的运动是最合适的形式,可以应用于运动,因为它必须被用户激活运动。相关研究包括用户的角色转变为运动在虚拟现实中的应用。然而,基于运动运动是UI和UX(以前开发的重点28)而不是运动。

3.1。基于运动运动

动态的运动是一个连续运动通过物理交互用户的虚拟现实空间中的运动(28)和依赖于guardian-based或room-scale-based运动。guardian-based运动聚焦于静止的互动而不是移动与room-scale-based运动。

Cherni et al。29日]探索运动技术在虚拟现实在2012和2019之间。几项研究应用身体运动的空间知觉和运动来增强用户体验,从而增加自己的自动的感觉。有关运动的技术分为以下user-body集中技术:基于倾斜和仿真行走。Leaning-based模拟分离是基于arm、head-based trunk-based模拟。所有技术依赖于身体的一部分,这是指它的名称。Head-based和卡车模拟使用物理倾斜或站或坐的位置倾斜,重点通过姿态控制。

基于arm仿真使用人类的手臂来控制运动,叫做手臂摆动的方法。手臂摆动的一种技术,允许用户移动手臂时前进。这种方法有许多不同的方法。一些研究使用Myo臂章,前臂跟踪装置的各种功能(30.- - - - - -32]。臂章的方向追踪检查用户是否移动他们的手臂,用于运动跟踪。结果(30.,32]表明,这个方法比简单的操纵杆在空间取向和与身体上步行。

停滞不前(在制品)是一种技术来模拟尽可能相似的方式走在现实世界中,在那里脚运动跟踪,然后转换成运动与room-scale-based运动在虚拟环境中。然而,WIP运动技术需要使用额外的硬件,和交互区域受到房间大小(32,33]。有研究结果显示,体育运动表现停滞不前和手臂摆动的空间意识。

手势控制技术是一种动态的虚拟现实技术,使用手势来控制运动。一些虚拟现实耳机没有跟踪系统和需要额外的配件。跳跃运动设备已经被修改,允许用户使用手势,已经定义(34,35]。然而,如今,HMD设备内置摄像头和由内向外技术使手跟踪允许用户与他们的手。

3.2。应用基于运动的运动

从文献综述,有许多研究应用虚拟运行或虚拟现实游戏锻炼。总的来说,这些研究集中在常见问题,包括可用性、晕动病、和玩游戏的乐趣。看到他们的研究包括以下研究相关结果和可用于我们的工作是一个依据。

Yoo和凯36]VRun,虚拟运行exergame允许球员慢跑通过虚拟世界。实验测试三个系统:一台笔记本电脑,一个大的显示屏,使用谷歌HMD纸板。SUS的HMD收到最好的可用性得分(规模系统可用性),而最身临其境的系统大的显示屏。结果表明,连续虚拟HMD是有用的。然而,大的显示屏可能更可接受的长运动时间。

接下来,VRmove [3)提出了作为虚拟现实游戏的设计框架。这个框架分析数据的基础上努力和享受。他们展示了使用VRmove框架的通知一个新游戏的设计。结果表明,享受与光努力和多运动。金发女孩效应与VR exergames的设计亮点。exergames平衡应该考虑运用的水平,足以使玩家从通常的感觉疲劳。

实际的评估和运用从虚拟现实游戏37提出了比较游戏和运动。见解的贡献是关于游戏的运用,这强调了提高运动水平的潜在价值。Borg得分是用来比较虚拟现实游戏被认为是运动。水果忍者与行走,而热蹲跑步,和Holopoint跳舞。从这个研究结果指向VR能够提供足够的努力被视为锻炼心血管方面的水平和特定的肌肉群。

有研究应用WIP方法使用位置和姿态跟踪调用jog-in-place [38]。本研究提出了一种识别方法来区分运动并将其转换到虚拟速度。他们的方法并没有认识到蹲运动但包括在制品的步骤。这个运动给用户提供了一个自然的导航体验,可以用来走无限虚拟环境中虚拟现实应用。结果表明,虚拟速度的准确性达99.32%。有一些参与者抱怨头晕,但没有经历过晕车。

RabbitRun [39)是一种严重的游戏与一个身临其境的体验与下腰痛(LBP)患者在虚拟环境和分散他们的痛在执行LBP练习。可用性评价结果表明,RabbitRun比赛是愉快的和可接受的。此外,它是容易学习和玩,大多数参与者愿意在家玩游戏。这个游戏增强病人的康复效果,可以用来激励病人移动和长时间训练。

有一个研究呈现Rift-a-bike [40),一个身临其境的虚拟现实游戏,增强了运动自行车挑战的经验,水平,分、徽章、和奖品支持体育锻炼。他们的研究结果表明,在体育活动游戏化增加了用户的乐趣。他们还提供了游戏化功能申请指南fitmersive游戏。根据相关研究,我们发现,VR exergames对锻炼有很多积极作用[41,42),如激励球员锻炼,吸引玩家锻炼更长时间,提高球员的享受。结果表明,在VR exergames可以比较真实的运动(43]。从先前的研究,HMD装置是用于虚拟运行和增加浸,在大的显示屏在更长时期内的运动。虚拟运行VR exergames使用头盔显示器是一个有趣的点。让用户舒适的和可接受的解决方案是一个问题在我们的研究中。因此,有趣的是研究如何发挥应该短和长运动时间。不同的姿势来虚拟运行的设计提出了轻、重训练调查可用性、晕动病、和享受的用户。

4所示。设计和开发

运动姿态由四个运动类型:有氧运动,力量,灵活性和平衡(44]。有氧运动,如散步、跑步、游泳、骑自行车、跳舞是构建和维护的关键有氧耐力。等强度调节蹲锻炼加强骨骼,肌肉和结缔组织。平衡训练如瑜伽姿势能提高稳定性保持身体直立,包括腿和核心。身体平衡使得移动方便,防止受伤。灵活性是延长和拉伸肌肉的活动或功能的能力,如达到,弯曲,或弯腰。最初,本研究关注体育锻炼姿势来研究运动姿势虚拟运行的影响。有氧和力量努力练习使用超过平衡和灵活性。因此,我们可以使用这两种姿势调查适当的持续时间和体能和用户偏好之间的关系。

至于VR耳机趋势回顾,我们可以看到,由内而外跟踪技术用于跟踪控制器是虚拟现实设备的趋势,和眼睛裂谷年代也支持这种技术。因此,交互技术的设计是基于眼睛裂谷年代触摸控制器。我们分离的虚拟运行技术分为两种情况:低努力和高。ArmSwing虚拟运行的表示少努力使用手臂摆动运动,蹲虚拟运行时是一个高努力使用蹲姿态运动的代表。实现使用OVRinput Unity3D(图1)我们的虚拟运行运动技术定义与以下细节:

4.1。ArmSwing虚拟运行

在设计与运行的虚拟手臂摆动,实际行走的生物力学45,46)被认为是使用描述人类行走步态周期模式,可应用于设计。然而,步态周期(47)包含两个主要阶段:(1)和(2)立场摇摆,腿和手臂的姿势,分别。最近,VR耳机设备检查只能检测头和手的位置从头盔显示器和控制器,但是腿的位置不能检测到没有配件的使用。在这个研究中,我们被限制到虚拟现实耳机没有使用其他配件。我们设计使用手臂摆动手臂只有头盔显示器和控制器。因此,我们设计了运动运动,摆动手臂,计算的速度从控制器的距离被大幅摆动,而运动方向计算控制器的位置和方向。生物力学表明步行速度( )一步有关频率( )和步长( )(47在以下方程:

连续的步行或跑步运动的胳膊和腿交替摆动的类似的频率和模式在一个特定的速度值(48]。然后,我们声称,手臂摆动的比率和腿大步距离恒定值和改变了方程(1)使用ArmSwing虚拟运行。步频率( )可以改变帧,和步长( )可以更改为每一帧的手臂摆动的距离。步行速度( )被转换为虚拟运行速度计算每一帧的手臂摆动的距离。

手臂摆动距离计算帧的控制器的距离位置和距离平均在一起。如果该值大于指定的阈值,用户《阿凡达》将从原来的位置前一帧。运动方向的单位向量的计算(左控制器方向)和控制器(右方向)如图2。

从平均移动速度计算控制器距离乘以加速度阈值。因为运动是逐帧计算,结果方面连续运动速度。然而,如果用户停止摆动双臂,但仍按LHandTrigger RHandTrigger按钮,运动的结果根据惯性阈值会逐渐慢下来,直到停止运动。如果用户释放LHandTrigger和RHandTrigger按钮,将立即停止运动。

4.2。蹲虚拟运行

深蹲是一个很好的降低身体的锻炼,这是一个流行的运动,可以不使用任何设备。自本研究需要设计高努力的姿态大于摆动手臂,蹲的姿势被应用到虚拟运行。的人有不同的生理机能,包括股骨的长度的差异,身体,和灵活性49]。每个人都有不同的蹲姿势取决于他们的生理机能。设计,因此,强调连续蹲不必匆忙,但重量必须始终放在两脚(50]。

从方程(1),我们也可以用这个方程使用蹲虚拟运行。步频率( )可以改变帧,和步长( )可以改变上下蹲的距离。然后,步行速度( )可以转换到虚拟运行速度蹲距离的计算每一帧。

蹲的距离计算距离的移动后的HMD位置上下蹲的姿势。因此,只有 - - - - - -轴的距离( )HMD计算的详细图3。如果该值大于指定的蹲阈值,用户《阿凡达》将从原来的位置前一帧。我们添加了视线角阈值,以避免错误的运动当用户弯曲或解除他的脸超过指定的程度。因为运动是逐帧计算,结果是一个连续的运动方向相同的头盔显示器。类似于ArmSwing虚拟运行,如果用户停止摆动双臂,但仍按LHandTrigger RHandTrigger按钮,运动的结果根据惯性阈值会逐渐慢下来,直到停止运动。如果用户释放LHandTrigger和RHandTrigger按钮,将立即停止运动。

5。实验

本研究的目的是评估虚拟竞选运动的性能。我们的实验在大学校园举行,通过社会媒体宣布30名志愿者。方法开始引入,热身,和测试虚拟现实耳机。然后,每个参与者被要求测试虚拟本钱。我们设计了不同姿势的虚拟运行代表不同的努力,其中包括ArmSwing蹲。有氧运动的ArmSwing姿势是一个表示虚拟运行,而蹲的姿势是一个表示强度锻炼。可用性和晕动病ArmSwing和蹲姿势进行评估方面的不同用法。然后,每个姿势的性能方面的时间和心率进行评估。此外,享受在使用评估每个姿势的差异。这两个结果用于分析每个姿势的优缺点。 The final step was an interview to confirm the results of the experiment. This experiment was focused on VR exercises that caused tiredness or fatigue, where participants could stop or continue whenever they desired.

5.1。虚拟环境

在我们的实验中,现场设计评估虚拟运行技术,其中包括ArmSwing蹲。现场是一个赛道上装饰着周围的气氛。实验中使用的虚拟环境可以免费下载游戏引擎资产存储的统一。资产和虚拟环境的适应和调整虚拟运行测试。参与者被要求运行的虚拟运动,从开始到结束历时约1 - 2分钟。所有的参与者在指定区域使用相同的路线,这样每个人都跑相同的距离。

5.2。评价

测试后,参与者被测量的心率。然后,他们被允许带一些休息和回答三个问卷调查。心率测量检查每个姿势的用户疲劳为了确认运行的虚拟设计的运用。ArmSwing姿态设计低发挥虚拟运行。它会导致心率低于蹲的姿势,设计高运用虚拟运行。当参加者正在休息,他们有三个问卷对晕动病、系统可用性和用户享受体育活动。完成实验后,有一个采访关于他们偏好的比较两个不同的虚拟跑步姿势。

5.3。问卷调查和访谈

有三个问卷调查在我们的实验。第一个问卷是关于晕车,模拟器病是用来评估症状的用户在使用头盔显示器(眼睛裂谷年代)。第二个问卷是关于系统的可用性,这是用来评估的设计虚拟跑步姿势。最后的调查问卷是关于身体活动评估用户享受享受在使用虚拟跑步姿势。最后,实验结束时,有一个面试,比较两个虚拟运行用户首选项的姿势。

模拟器相关疾病问卷(SSQ)是一种晕动病中经验丰富的培训。模拟运动之间的差异的意识在虚拟环境和用户的动作可能发生并导致模拟器病(51,52]。SSQ症状表明三种结构的模拟疾病、恶心、眼球运动的,迷失方向。这些症状可以减少虚拟运行的效率,导致系统的影响,如降低模拟器使用和安全,从而影响用户的偏好。用户1至5分告诉了多少他们觉得每个症状。“1点”强烈严重,“两点”严重,“3分”是温和,“4分”是轻微的,“5分”是没有症状。SSQ问卷分为不同的分量表如下:(我)舒适的。用户在使用期间的整体感觉(2)恶心。症状,比如唾液分泌增加,出汗,胃意识,和打嗝(3)眼球运动的。症状,如疲劳、头痛、眼睛疲劳、聚焦和困难(iv)定向障碍。症状,如头晕、眩晕、视力模糊

系统可用性量表(SUS)开发工具中使用可用性工程(53,54)提供一个粗略的估计系统的易用性。这个问卷是李克特量表问卷,从这个试验定量结果。这个SUS问卷包含10项用户速率。用户1至5分了告诉他们同意每个项目多少。“1点”是强烈反对,“5分”强烈同意。SUS的问卷是描述如下:(我)我认为我想经常使用这个系统(2)我发现系统不必要的复杂(3)我认为系统是易于使用(iv)我认为我需要一个技术人员的支持能够使用这个系统(v)我发现这个系统的各种功能集成(vi)我认为有太多矛盾在这个系统(七)我想,大多数人会很快学会使用这个系统(八)我发现系统使用起来非常麻烦(第九)我感到非常自信的使用该系统(x)之前,我需要学习很多东西可以使用这个系统

SUS分数两个虚拟的跑步姿势评估性能的效率,效率,和整体易用性。每个参与者评级0 - 100通过计算答案的公式如下:(我)X =和- 5所有奇数点的问题(2)Y = 25 -点的总和所有偶数编号的问题(3)

SUS平均分数是68,这意味着系统是一个好的系统超过50百分位。SUS分数可以分为以下等级:> 80.3优秀,68 - 80.3好,68好了,51 - 68穷人,和< 51糟糕。

身体活动享受规模(步)是一个李克特量表问卷调查作为一种工具来评估用户享受做康复锻炼等体育活动。8项步版本(55)是用来代替原来的18项,修订后的量表是不变的和有效的测量来评估享受体育活动。我们的问题适应符合我们的实验。参与者被要求评价这个问题,“你如何感觉目前虚拟运行你一直在做什么?“使用5点量表类似SUS问卷。步高分数反映更高层次的享受。8步问卷描述如下:(我)我觉得很愉快(2)这是一个很多的乐趣(3)这是非常愉快的(iv)很爽快的(v)非常令人振奋(vi)它是非常令人兴奋的(七)它非常刺激(八)很清新

面试结束时,实验由几个问题关于用户偏好低努力和高努力的虚拟运行。我们想知道用户的使用感受虚拟运行演习和比较他们的偏好在设计方面,努力,上场时间。答案可能是一个他们喜欢的姿势或可能包括他们两人同样是一样的。(我)使用哪个虚拟跑步姿势你喜欢吗(2)虚拟跑步姿势你喜欢如果长期玩吗(3)如果在短时间内,使用哪个虚拟跑步姿势你喜欢

5.4。研究协议

30在我们的实验中,参与者自愿被一步一步解释,如图4。本文解释了介绍和本研究的重要性。描述了虚拟运行的操作,包括Arm-Swing和下蹲的姿势。在测试之前,参与者被鼓励去热身,因为实验中涉及使用的肌肉。在完成每个虚拟运行的参与者被告知他们必须回答问卷调查和面试。此外,参与者被告知用眼睛裂谷年代控制器可能会导致症状在测试期间,他们可以在任何时候停止实验。当参与者显然明白了一切,然后实验开始了。

因为每个参与者被要求评估两个虚拟跑步姿势,序列在实验中影响他们的疲劳和评估。因此,所有参与者与十五参与者分成两组每组切换从努力开始姿势,避免偏见。所有组进行两次ArmSwing和下蹲的姿势。图5显示了和参与者在实验开始前选择菜单,如图6。每次实验后,参与者必须移除HMD设备并完成后续测试评估通过回答SSQ, SUS,步问卷调查在继续测试下一个虚拟运行之前的姿势。最后,参与者完成实验面试比较他们的偏好在两个不同的姿势。

6。结果与讨论

这项研究的结果收集来自30个参与者,包括18男12女。所有参与者的平均年龄是27.40岁从19岁到45岁。42岁的平均体重为70.23公斤到120公斤。从152年到187年平均身高为165.40厘米厘米。Shapiro-Wilk测试用于检查观察和正态分布的所有问卷调查的结果。SUS, SSQ步结果不正常分布,被视为非参数数据。这时,一个非参数Wilcoxon测试是用来评估ArmSwing之间的差异和蹲,参与者的样品是相同的,视为依赖样本。实验的结果分为以下方面。

6.1。心率和运行时间

虚拟运行测试的结果表明,在使用ArmSwing姿势,BPM 88.53的参与者平均心率,平均时间94.77秒。虚拟运行蹲的姿势,BPM 114.97的参与者平均心率平均时间112.83秒。我们可以看到,我们的测试在很短的时间内,运行的虚拟设计的有氧运动与ArmSwing心率低于强度与蹲练习。此外,参与者使用更少的时间来运行的比蹲ArmSwing因为力量运动需要更多的努力,这使他们更累。

6.2。晕动病的结果

SSQ问卷的结果(表3)表明,虚拟运行和ArmSwing蹲没有晕车的差异(值= 0.34722 > 0.05)。此外,79.17%的参与者没有跑步的姿势之间的异常症状。这意味着两个虚拟运行设计可以适应虚拟现实的运动。参与者很少晕车在虚拟运行经验。此外,这两款设计可以应用到exergames,这个运动是必要的RPG游戏风格与虚拟现实和运动。

6.3。可用性的结果

SUS从问卷结果转化为0 - 100分评估虚拟运行的可用性性能。结果表明,转换SUS分数从参与者的虚拟运行经验ArmSwing蹲分别为86.5和82.67,分别。结果暗示两个虚拟跑步姿势的可用性性能非常好,和ArmSwing的得分略高于蹲。

在易学性和可用性方面的有效性和效率,易学性维度可以评估分量表的项目4和10。项目的平均得分4 ArmSwing蹲2.07和2,分别。这意味着几个运行的两个虚拟参与者认为他们需要一个技术人员来支持使用这个系统。同样,商品的平均分数10 ArmSwing蹲等于1.5和1.7,分别。这意味着一些运行的两个虚拟参与者认为他们需要学习很多使用这个系统。可用性维度可以从其他八项,评估结果是在同一个方向SUS得分。它表明,虚拟跑步姿势是有效的和有效的使用。

然而,当测试的差异Wilcoxon符号秩检验(表3),发现两体式的SUS分数明显不同(值= 0.03318<0.05)。因此,设计虚拟运行ArmSwing姿势比深蹲的姿势在可用性方面。

6.4。用户享受结果

用户享受虚拟运行使用步问卷测量。结果(表3)表明,虚拟运行的享受和ArmSwing蹲没有差异(值= 0.29372 > 0.05)。的享受分数步问卷的总分40为虚拟运行经验ArmSwing和蹲34和34.47,分别。最高平均分数步问卷的ArmSwing和蹲姿势是“非常invig专心倾听”分数为4.4和4.67,分别。这意味着参与者觉得使用这两种姿势在虚拟运行经验的刺激运动,感觉强壮,健康和充满活力的感觉。

6.5。面试结果

我们的第一个问题是关于虚拟运行姿态参与者更喜欢从整体一般使用。面试的结果(图7)显示,17个参与者首选ArmSwing姿势,9参与者更喜欢蹲的姿势,和4参与者同样喜欢的姿势。考虑结果的可用性的概述,晕车的症状,和享受,可以看出,参与者更喜欢虚拟运行ArmSwing超过蹲。

在第二个问题中,我们被问到虚拟跑步锻炼的持续时间。如果参与者与这两个体式练习了很长一段时间,他们会喜欢哪种姿势?面试的结果显示,27个参与者首选ArmSwing姿势,只有2人喜欢蹲姿势越来越只有1参与者投票两个姿势相同的。可以看出,90%的人喜欢有氧运动(低努力)比强度锻炼(高努力)的虚拟运行时要玩很长一段时期。

第三个问题,我们问第二个问题一样但是修改问这姿势很短的时间内他们会喜欢吗?结果表明,12个参与者首选ArmSwing姿势,而17岁的参与者更喜欢蹲的姿势越来越只有1参与者投票两个姿势相同的。可以看出,56.7%的人首选强度锻炼(高努力)当玩只有很短的一段时间。然而,即使只是短时间内锻炼,40%的参与者仍然选择了有氧运动(低努力)。

6.6。协会的结果

皮尔森相关系数(56,57)是用来衡量两个变量之间的线性相关。+ 1和- 1之间的值,1是完全积极的线性相关,0没有相关性,1是总负线性相关。我们使用皮尔逊相关系数来测量线性相关性性别、年龄、BMI和SSQ, SUS,步的姿势。发现这些值之间没有联系。

然而,当我们学习ArmSwing姿态之间的关系和下蹲的姿势,我们发现,从问卷的分数姿势都与高度显著(表4)。此外,当玩家在ArmSwing不晕车的姿势,他们也不会有那么晕车蹲的姿势。当玩家觉得ArmSwing姿势的可用性很好,深蹲的姿势也是良好的可用性。当玩家享受ArmSwing姿态,他们也喜欢蹲的姿势。当我们学习SSQ之间的关系、SUS和步分数在每个姿势,我们发现分数(表SUS和步之间相关5);ArmSwing姿势是非常重要的(值= 0.0029 < 0.01),蹲是重要的(值= 0.0386 < 0.05)。

它暗示,性别、年龄、体重指数没有影响虚拟运行的有氧运动和力量练习。然而,人们发现ArmSwing和蹲姿势都与晕动病、可用性和用户享受相同的方式。在任何姿势,当球员们觉得姿态可用性很好,球员们也很喜欢这个姿势(可用性是直接给用户享受变化)。

6.7。讨论

由内而外跟踪技术是虚拟现实耳机的趋势与有用的跟踪控制器和手。Exergames VR跟踪将会是未来身临其境的游戏而做运动。动态的运动在虚拟现实与物理交互,步行或运行仿真可以申请运动。这是有趣的设计应该符合运动的VR exergames专注于努力,身体的各个部分。

本研究研究了可用性标准,享受和晕动病。我们的实验和访谈结果表明,虚拟运行ArmSwing优先比蹲在较长时间内但更喜欢蹲在短时间内。大多数研究[30.- - - - - -32)制品的更好的结果比ArmSwing在可用性方面和晕动病。然而,虚拟现实耳机的趋势是将使用由内而外跟踪。ArmSwing和蹲很有意思,促进虚拟运行态势。心跳的结果ArmSwing BPM 88.53(99.77秒),这是没多大区别31日]95 BPM(完成任务)。相比之下,蹲的心率结果是114.97 BPM相关(112.83秒)在制品(31日]120 BPM(完成任务)。

在采访中,参与者投票蹲,因为他们想要更多的努力,如果他们在短时间内游戏。然而,他们使用ArmSwing时放松一点。他们觉得任务没有挑战,它可以使exergame无聊。这个建议暗示我们应该设计VR exergames以适当的努力和挑战。此外,密集的努力在游戏可以使玩家气馁,不想继续玩尽管exergames没有提到太多的享受虚拟现实。我们步结果表明他们的经验在ArmSwing蹲运动刺激和享受的感觉。设计和开发的RPG exergame VR应该努力调整不同努力避免无聊和鼓励挑战困难。

7所示。结论

这项工作提出了运动通过虚拟运行。提出了两种姿势和ArmSwing蹲有氧和力量练习的代表,分别。虚拟运行ArmSwing要求低的努力,而所需的蹲高运用基于姿态和心率。结果表明,晕动病和用户享受的姿势没有不同,表明两个虚拟运行设计工作一样的舒适和乐趣。相比之下,ArmSwing姿势的可用性比深蹲的姿势。然而,姿势都SUS分数超过80.3,优秀的可用性。面试的结果表明,用户喜欢的有氧运动(ArmSwing)玩一段时间。结果表明,如果在短时间内,56.7%的用户选择强度锻炼(蹲)因为他们觉得高。然而,仍有40%的用户喜欢有氧运动(ArmSwing),因为它需要更少的努力,更舒适。此外,如果用户首选的有氧运动,他们更喜欢力量锻炼。

虚拟运行在RPG exergames设计可以进一步发展。结果表明,交替姿势应该实现在设计避免感觉无聊,同时减少伤害来自同一个姿势很长一段时间和支持运动的挑战。的设计和开发VR exergames应该娱乐玩家接受的努力和时间,鼓励通过考虑姿态在玩运动。未来的工作应注重设计虚拟运行扩展到整个姿势(包括有氧、力量、灵活性和平衡)为RPG exergames设计虚拟跑步姿势与适当的时间和适合每个用户的生理。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

本研究Walailak大学研究基金支持的财务根据合同WU64217数量。

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