Virtuális világok tervezése balkezes felhasználóknak Umenhoffer Tamás, Tilinger Ádám, Sikné Lányi Cecília

Átírás

1 Virtuális világok tervezése balkezes felhasználóknak Umenhoffer Tamás, Tilinger Ádám, Sikné Lányi Cecília Veszprémi Egyetem, Műszaki Informatikai Kar, Képfeldolgozás és Neuroszámítógépek Tanszék Bevezetés Az emberiség mindössze egytizede balkezes. A mindennapi életben is megfigyelhetőek és jól ismertek a különböző kezes emberek közötti különbségek a mozgásukban és eszközhasználatukban. Kísérleteink során azt kívánjuk vizsgálni, hogy milyen eltéréseket és jellegzetességeket találhatunk a jobb- és balkezeseknél a virtuális világban való mozgásukban és viselkedésükben. Ezek az eltérések hasznos információt jelentenek a virtuális világok tervezőinek, ahhoz hogy jobb- és balkezeseknek egyaránt megfelelő világokat hozhassanak létre. Balkezesség A jobb- és balkezességet viszonylag jól leírhatjuk, az e témában folytatott számtalan biológiai és pszichológiai kutatásnak köszönhetően. A jobb- és balkezesség az emberi agy aszimmetriájának következménye, amelyet külsőleg szemlélve az agyat, alig veszünk észre, ugyanis az aszimmetria a két agyfélteke működésének különbségéből adódik [1]. Azt tudjuk, hogy a motoros idegek keresztezik egymást, amint elhagyják az agyat, így a bal agyfélteke vezérli a test jobb oldalát, beleértve a jobb kezet is, a jobb agyfélteke pedig a balt. A látóidegeknél is kereszteződés jön létre a következő módon. Ha a szemünkkel egyenesen előre nézünk, a fixációs ponttól balra eső ingerek a jobb, míg a jobbra esők a bal agyféltekébe jutnak. A hallás bemenete is nagymértékben kereszteződik, de a beérkező hang képviselve van az érzékelő füllel azonos oldalon is. A szaglási érzékelésnél nem tapasztalhatunk kereszteződést. A bal félteke irányítja az írott és a beszélt nyelvet, valamint a matematikai számításokat. A jobb félteke csak kevéssé képes a nyelv megértésére, legfontosabb képességei a téri konstrukció és a mintaérzékelés. A legtöbb embernél a bal agyfélteke domináns, ők mind jobbkezesek lesznek. A jobb- és balkezességet a pszichológiában olyan személyeken vizsgálják, akik olyan agyi műtéten estek át, ahol elmetszik a két agyféltekét összekötő kéregtestet (ez a műtét szükséges lehet bizonyos epilepsziás betegeknél). A kéregtesten keresztül az egyik félteke információi könnyen átáramolhatnak a másik féltekébe, így működhet az agy egy integrált egészként. A hasított agyú személyeknél ez az integráció megszűnik. A hasított agyú személyeken végzett kísérletek nagy részében a kísérleti személyt egy ernyő elé ültetik, melynek jobb, illetve bal oldalára vetítenek ábrákat, szavakat. A kísérleti személynek mindig az ernyő közepére kell néznie, ezzel érik el a két félteke eltérő ingerlését. 238

2 1. ábra Az emberi agy aszimmetriája A monitor előtt ülő személy is általában a monitor közepére néz, ezért is jó a számítógépes környezet és a virtuális valóság az ilyen kísérletek folytatására. A virtuális környezet további előnye, hogy a felhasználó a térben való navigáció megtanulása után könnyen belemerül az általunk felépített világba, megfeledkezik arról, hogy valójában kísérletet végez, reakciói természetesebbek lesznek. Fontos még az is, hogy a kísérletet vezető személye teljesen kiküszöbölhető, így biztosan nem befolyásolja a kísérleti személyt. Virtuális galériák Első kísérletünkben a virtuális környezetben való tájékozódásbeli különbségeket vizsgáltuk. A virtuális valóságunk megalkotásához egy háromdimenziós szerkesztőprogramot, az AliasWavefront Maya programját használtuk. A megalkotott világot szöveges fájlba exportáltuk egy általunk írt script segítségével (amely a Maya beépített script nyelvét a MEL-t használja). Ez a szöveges fájl tartalmazza a megjelenítendő objektumokat, azok teljes szerkezeti leírását (vertexek, face-ek háromdimenziós koordinátái), az objektumok megjelenítésénél használt anyagjellemzőket, textúrákat és a virtuális világunkban található fényforrásokat. Ezt a szöveges fájlt egy általunk írt program olvassa be, és jeleníti meg. A megjelenítő programunkat C++ nyelven írtuk a Microsoft Visual C++ segítségével. A program a megjelenítéshez az OpenGL API-t használja. Az ütközések detektálásához (azért, hogy a felhasználó ne tudjon a tárgyakon áthaladni) egy kétdimenziós térfelosztó fát használ, melyet egy szintén a Mayából exportált falobjektumból épít fel. A virtuális valóságban való mozgást az egér és az iránybillentyűk segítik. A program indításakor kiválaszthatjuk a hardverünknek megfelelő képernyőfelbontást és színmélységet. A program futása során lehetőségünk van a kísérleti személy mozgását rögzíteni, később lejátszani, vagy valamilyen más formában felhasználni. A program másodpercenként elmenti a személy pontos helyét és 239

3 nézési irányát a háromdimenziós térben, melyet mi a Microsoft Excel segítségével elemzünk. Jelenleg két virtuális környezetet hoztunk létre, két galériát. Egy meglehetősen szimmetrikus felépítésű galériát, melybe holland tájképfestők képeit helyeztük el, a galéria közepén egy szoborral, és egy kevésbé szimmetrikus hatást keltő szoborgalériát, amely csak szobrokat tartalmaz. Mindkét galériában szabadon mozoghatunk nyugodtan vizsgálgatva a kiállított műveket, miközben nyugtató klasszikus zene szól. 2. ábra A képgaléria A felhasználói felületet tervezésénél a könnyű kezelhetőséget tartottuk szem előtt. Futás közben az Escape billentyűt lenyomva megjelenik a program menüje. Itt találhatjuk meg a megfelelő kontrollelemeket a mozgás felvételére, lejátszására, a felvétel és a lejátszás leállítására, továbbá a kísérleti személy adatait is itt állíthatjuk be, elmenthetjük és megnyithatjuk a kísérleti személy adatait. A beállított adatokat egy szöveges fájlban tároljuk a felvett mozgási adatokkal együtt. A kísérleti személy adatai: neve (vagy azonosítója), életkora, neme, domináns keze és plusz információk, amelyek fontosak lehetnek. 3. ábra A program menüi 240

4 A program bármilyen virtuális világot képes importálni, amelyet megfelelően készítettünk el a Mayában, és megfelelően exportáltuk. A világok tervezésénél figyelemmel kell lenni a világ komplexitására (polygonszám és textúrák nagysága), a világunknak meg kell felelnie a felhasználni kívánt PC teljesítményének. Az általunk készített program egy mai viszonylatban átlagos gépen is fut. 4. ábra A Mayában felépített világ és az ütközés detektálásoz használt falobjektum A program által kiexportált adatokat a Microsoft Excel segítségével elemezzük. A kimentett koordinátákból csak két dimenziót kell vizsgálnunk, mivel felfelé nem lehet mozogni. Ezt a két dimenziót ábrázolhatjuk egy pontdiagramon. Ezzel könnyen áttekinthetjük a vizsgált személy útvonalát. Egy diagramon több személy adatait is vizsgálhatjuk egyszerre, könnyen összehasonlítva azokat. 5. ábra Az adatok vizsgálata Excelben 241

5 A kísérlet kiértékelése Jelenleg kísérleteink még az adatgyűjtés és kiértékelés állapotában vannak, nincs elég információnk ahhoz, hogy messzemenő következtetéseket vonhassunk le, de egyes jellemző sajátosságok már kevés kísérleti alany után is észrevehetőek. A balkezesekre jellemző volt az, hogy balra indulva egy kört tettek a szobában. Ezzel ellentétben a jobbkezesek inkább cikkcakkban járták végig a kiállítást (6. ábra). A K-means csoportosítás igazolta az útvonalak diagramján is látható különbségeket. Az algoritmus hússzori lefuttatásából két esetben az eredmények nem voltak értékelhetőek a kezdő csoportközéppontok rossz megválasztása miatt. A 18 értékelhető csoportosításból 13 esetben az összes balkezes egy csoportba került. A 18 esetből 3 alkalommal külön csoportba került két útvonal, amely jelentősen eltér a többitől (nem a bejárattól kezdték el körbejárni a galériát, hanem elmentek a végéig és onnan haladtak visszafele). Ezeket az eseteket leszámítva, tehát az általánosnak tekinthető útvonalakat vizsgálva 16 esetből 13-szor egy csoportba került az összes balkezes. A megvizsgált két kétkezes jelentősen eltér egymástól, az egyik a balkezesekhez, a másik a jobbkezesekhez hasonlóan viselkedett. A jobbkezes női megfigyelők közül ketten, míg a férfiak közül egy úgy viselkedett, mint a balkezesek. A többi jobbkezes hol jobbra, hol balra indulva cikkcakkban mozgott. 6. ábra Bal- és jobbkezesek útvonalai Az adatok gyűjtése jelenleg is folyik, emellett a tesztalanyok csoportjának bővítését is tervezzük (fiatalabb korosztály tesztelése speciális virtuális környezetekben). További terveink között szerepel interaktív elemek bevezetése a világokba, melyekkel meggyőződésünk szerint még inkább kiemelkedhetnek a különbségek. Virtuális világok berendezése Ezzel egy időben egy másik kísérlet folyik balkezes felhasználók számára készített virtuális valóságok tervezési sajátosságainak meghatározására. A lehetőség, hogy 242

6 bal- és jobbkezes felhasználók máshogy közlekednek virtuális környezetekben, ahhoz a tényhez vezet, hogy a két csoport számára eltérő módon kell felépíteni virtuális világokat. Ebben a kísérletben így a bal- és jobbkezesek által berendezett virtuális környezetek közti különbségeket elemezzük. A vizsgálathoz készített program különböző virtuális terek adott tárgyakkal való berendezését teszi lehetővé. A programhoz készített világot ebben az esetben is a Maya segítségével terveztük meg, majd ezeket DirectX modell formátumba alakítottuk. A világot megjelenítő programot a DirectX API-ra épülő DarkBASIC fejlesztői környezet segítségével hoztuk létre. Kutatásunk célja, hogy az alkalmazással berendezett környezetek sajátosságait, és főként a bal- és jobbkezesek által berendezett világok különbségeit elemezzük. Jelenleg az adatok gyűjtése és kiértékelése folyik. Vizsgálatunk a tárgyak térbeli elhelyezkedése mellett az egymáshoz való viszonyukra is kitér. Összefoglalás 7. ábra Virtuális iroda berendezése Kísérleteink igazolni látszanak a jobb- és balkezesek közötti különbséget a virtuális világban való tájékozódásukban. Bár a vizsgált minta kisszámú adatból áll, a különbségek jól láthatóak. A kísérleteket tovább folytatjuk, és nagyobb számú mintával újra el fogjuk végezni a csoportosításokat; ezzel pontosabb képet alkothatunk a különbségekről. Eredményeinket felhasználva tehát a virtuális világok megalkotásánál figyelnünk kell a szimmetrikus tervezésre, interaktív világok esetében a használható objektumokat arányosan kell elosztani a jobb és bal oldal között, hisz a balkezesek hajlamosak a bal oldali tárgyak előnyben részesítésére, így számukra is felhasználóbarát virtuális tereket tervezhetünk. Referenciák [1] Atkinson, R. L. et al.: Hilgard s Introduction to Psychology. Twelfth edition, Harcourt Brace College Publishers, Fort Worth (1996) 243