目标与工具可视化对 Optical See-Through AR 深度感知与可用性的影响
人机交互
2025-08-27 v1 计算机视觉与模式识别
图形学
摘要
Optical see-through augmented reality (OST-AR) 系统如 Microsoft HoloLens 2 对于Arm's distance guidance(如手术)具有潜力，但 hologram 的深度感知和真实仪器的遮挡仍然具有挑战。我们评估了以不同透明度可视化目标对象和以虚拟代理、真实工具或无工具跟踪方式可视化受跟踪工具对深度感知和系统可用性的影响。十名参与者在 HoloLens 2 上完成了两个实验。在实验 1 中，我们比较了高透明度与低透明度目标渲染在Arm's distance 处的深度匹配任务。在实验 2 中，参与者在六个可视化条件下(: 两个目标透明度和三个工具可视化模式: 虚拟工具全息、真实工具或无工具跟踪)完成了在前额骨目标上的模拟手术针对任务。在我们收集了深度匹配误差、目标定位误差、系统可用性、任务工作负荷和定性反馈数据。结果表明，较不透明的目标在Arm's distance 处的深度估计误差显著低于高度透明的目标。此外，显示真实工具(遮挡虚拟目标)导致最高的准确性和可用性，工作负荷最低，而不跟踪工具导致最差的性能和用户评级。然而，使目标高度透明虽然允许真实工具保持可见，但略削弱了深度线索，未显著提高可用性。我们的发现强调，正确的遮挡线索、将虚拟内容渲染为不透明并实时地用真实工具遮挡，是深度感知和OST-AR 中精确度的关键。面向Arm's distance AR 系统的设计者应优先处理稳健的工具跟踪和遮挡处理;若不可用，谨慎地使用透明度以平衡深度感知和工具可见性。
引用
@article{arxiv.2508.18481,
title = {Impact of Target and Tool Visualization on Depth Perception and Usability in Optical See-Through AR},
author = {Yue Yang and Xue Xie and Xinkai Wang and Hui Zhang and Chiming Yu and Xiaoxian Xiong and Lifeng Zhu and Yuanyi Zheng and Jue Cen and Bruce Daniel and Fred Baik},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.18481},
year = {2025}
}