Rappresentazione di se stessi e interazione in realtà virtuale immersiva

Abstract

Nelle attuali applicazioni di realtà virtuale (VR), spesso manca il feedback visivo del corpo dell'utente, nonostante l'abbondanza di tecnologie che potrebbero essere utilizzate per la sua implementazione. Lo svantaggio di queste tecnologie è principalmente il costo elevato. Di conseguenza, il numero di applicazioni VR che includono un avatar sono poche. Gli obiettivi della tesi sono quelli di analizzare il problema dell'inserimento di un avatar in VR, tenendo conto dei dispositivi di tracciamento dello stato dell'arte e delle diverse soluzioni di modellazione. A questo scopo, consideriamo due dispositivi di acquisizione e alleniamo le misure, considerando i punti comuni dei sensori. La prima è una fotocamera RGBD, con la quale possiamo tracciare la posizione dell'utente e costruire un avatar che inizialmente non è allineato con il corpo dell'utente nell'ambiente virtuale. L'altro è la combinazione del visore e una tecnologia utilizzata per rappresentare le mani e le dita. Queste tecnologie sono i controller, il Leap Motion e i Manus Prime Haptic gloves. Per ricreare un avatar in prima persona che replichi il movimento di tutto il corpo dell'utente all'interno dell'ambiente virtuale, dobbiamo allineare i punti comuni di questi due sensori. Inoltre sviluppiamo le stesse situazioni di queste tre tecnologie ma senza l'avatar per comprenderne l'importanza. L'efficacia dei sistemi proposti rispetto all'interazione viene valutata attraverso una sessione sperimentale, in cui diversi utenti riportano le proprie sensazioni rispondendo allo User Experience Questionnaire e al Igroup Presence Questionnaire. Misuriamo anche il tempo di completamento dell'attività e il tasso di errore durante la sessione sperimentale. Inoltre, abbiamo misurato la lunghezza dell'avambraccio utilizzando le diverse soluzioni per la rappresentazione delle mani rispetto all'avambraccio reale quando si utilizza l'avatar come misura della robustezza e affidabilità del tracciamento.

In current Virtual Reality(VR) applications, the visual feedback of the user's body is often missing, despite the abundance of technologies which could be used for its implementation. The drawback of these technologies is mainly the high cost. As a consequence, the number of VR applications including an avatar inside the virtual environment is still small. The objectives of the thesis are to analyze the problem of inserting an avatar of the user in VR, by taking into account state of the art tracking devices and different modeling solutions. To this aim, we consider two acquisition devices and align the measurements, by considering common points from the sensors. The first one is an RGBD camera, with which we can track the user position and build an avatar that is initially not aligned with the user body in the virtual environment. The other one is the combination of the head mounted display and a technology used to represent the hands and the fi ngers. These technologies are the Controllers, the Leap Motion and the Manus Prime Haptic gloves. In order to recreate a fi rst person avatar which replicates the movement of the user's full body inside the virtual environment, we need to align the common points of these two sensors. Furthermore we develop the same situations as with the three technologies but without the avatar in order to understand its importance. The effectiveness of the proposed systems with respect to interaction is assessed through an experimental session, in which several users report their feeling by answering the User Experience Questionnaire and the Igroup Presence Questionnaire. We measure also the task time to completion and the error rate during the experimental session. Moreover, we measured the length of the forearm using the different solutions for the hands representation with respect to the real forearm when using the avatar as a measure of the robustness and reliability of the tracking.