前沿科技-混合现实（MR）远程协作辅助工具：微缩虚拟形象Mini-Me

今天分享一篇在刚刚结束的CHI’2018上发表的full paper。该文章由来自澳洲University of South Australia的Piumsomboon等人和来自新西兰University of Canterbury的Robert Lindeman发表。这要介绍了“Mini-Me”，一个用于辅助混合现实（MR）远程双人协作系统的优化工具。MR远程双人协作系统指的是一个基于虚拟现实（VR）和增强现实（AR）的帮助两个用户远程交流协作的系统。这种系统中，两个远程用户分别处于AR和VR环境中，两人共享的是AR用户所在的环境（VR用户看到的是建模复原的环境），并且，两人在自己的环境中都可以看到对方的虚拟形象。

在本文中，系统的工作场景是这样的，远程的两个用户一个是AR用户（头戴MS Hololens），另一个是VR用户（头戴HTC Vive）。如下图中的a是AR用户看到的景象，AR用户可以看到自己所在的房间，以及远程伙伴的虚拟形象；如下图中b是VR用户所处的虚拟景象，VR用户可以看到一个虚拟出来的远程伙伴的房间，和虚拟的远程伙伴的形象。

图片摘自论文。a，b为AR、VR用户环境；c为微缩版VR用户虚拟形象的设计细节；d、g为用户使用系统的实际场景；e、f为VR用户在为AR用户指出书架上的某物体。

可以看到图中很多处都有一个微缩版的虚拟形象，这个就是Mini-Me。它的出现是为了解决这种远程协作系统当中的两个用户“失联”问题-由于AR用户视界（Field of View, FOV）有限，VR用户的虚拟形象时常不在其视线内，所以很多对方的非语言交流线索（non-verbal communication cue，如眼神和肢体语言）都无法接收。作者希望通过这个附加的微型虚拟形象来为用户提供对方的非语言交流线索。Mini-Me被设计成始终停留在AR用户的视线中，但是ta复制真实用户的视线（gaze）和姿势（body gesture）-也就是说，虽然这个小人始终会自动地移动到AR用户能看到的地方，可能不是VR用户站的地方，但是他们的视线和动作保持一致：VR用户在看什么，ta也就往哪看，VR用户在指什么，ta也往哪指。AR用户可以开启／关闭Mini-Me，把Mini-Me固定在某处，VR用户也可以进入Mini-Me的视角。

作者们进行了2*2 within-subject实验，将AR用户端带有Mini-Me的MR协作系统，对比没有Mini-Me（只有一比一大小的虚拟VR用户形象）的基准系统（baseline），在两个场景下进行了评估：1）“茶会（Tea Party）”，远程的VR用户要远程帮助在茶叶零售店的AR用户，该场景是一种不对称合作（Asymmetric Collaboration）场景，主要由一方提供指导；2）“城市规划者（Urban Planner）”，双方需要共同完成城市设计的任务，这个场景是一种对称合作（Symmetric Collaboration），双方要互相帮助，而不是单方面指导。

图片摘自论文。a-d：Tea Party场景Demo；e-h：Urban Planner场景Demo。

作者们从两方面评价了系统：社交现场感（Social Presence），可用性（usability）。总的来说，他们得到了喜人的实验结果。实验结果显示，和基准系统比较，有Mini-Me的系统在非对称合作场景下可以更好的传递非语言交流线索以提高合作表现，在两种场景下都能提高社交现场感，并且在两种场景下都是参与者更偏爱的方式。

 

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Piumsomboon, T., Lee, G. A., Hart, J. D., Ens, B., Lindeman, R. W., Thomas, B. H., & Billinghurst, M. (2018, April). Mini-Me: An Adaptive Avatar for Mixed Reality Remote Collaboration. In Proceedings of the 2018 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems (p. 46). ACM.