AR Feels 'Softer' than VR: Haptic Perception of Stiffness in Augmented versus Virtual Reality

Autor: Anatole Lécuyer, Yoren Gaffary, Benoit Le Gouis, Bruno Arnaldi, Ferran Argelaguet, Maud Marchal
Přispěvatelé: 3D interaction with virtual environments using body and mind (Hybrid), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-MEDIA ET INTERACTIONS (IRISA-D6), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2017
Předmět:
Adult
Male
Computer science
media_common.quotation_subject
ACM: H.: Information Systems/H.5: INFORMATION INTERFACES AND PRESENTATION (e.g.
HCI)/H.5.2: User Interfaces
02 engineering and technology
Virtual reality
computer.software_genre
ACM: H.: Information Systems/H.5: INFORMATION INTERFACES AND PRESENTATION (e.g.
HCI)/H.5.1: Multimedia Information Systems
law.invention
Stiffness
03 medical and health sciences
Piston
Young Adult
0302 clinical medicine
law
Computer graphics (images)
Perception
0202 electrical engineering
electronic engineering
information engineering
Computer Graphics
Psychophysics
Humans
[INFO.INFO-HC]Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC]
Haptic Perception
media_common
Haptic technology
Augmented Reality
Virtual Reality
020207 software engineering
Equipment Design
Computer Graphics and Computer-Aided Design
Virtual image
Virtual machine
Touch
Signal Processing
Psychophysical Study
Augmented reality
Female
Computer Vision and Pattern Recognition
Haptic perception
computer
030217 neurology & neurosurgery
Software
Haptic
Zdroj: IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics
IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics, Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2017, 23 (11), pp.2372-2377. ⟨10.1109/TVCG.2017.2735078⟩
IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics, 2017, 23 (11), pp.2372-2377. ⟨10.1109/TVCG.2017.2735078⟩
ISSN: 1077-2626
DOI: 10.1109/TVCG.2017.2735078⟩
Popis: International audience; Does it feel the same when you touch an object in Augmented Reality (AR) or in Virtual Reality (VR)? In this paper we study and compare the haptic perception of stiffness of a virtual object in two situations: (1) a purely virtual environment versus (2) a real and augmented environment. We have designed an experimental setup based on a Microsoft HoloLens and a haptic force-feedback device, enabling to press a virtual piston, and compare its stiffness successively in either Augmented Reality (the virtual piston is surrounded by several real objects all located inside a cardboard box) or in Virtual Reality (the same virtual piston is displayed in a fully virtual scene composed of the same other objects). We have conducted a psychophysical experiment with 12 participants. Our results show a surprising bias in perception between the two conditions. The virtual piston is on average perceived stiffer in the VR condition compared to the AR condition. For instance, when the piston had the same stiffness in AR and VR, participants would select the VR piston as the stiffer one in 60% of cases. This suggests a psychological effect as if objects in AR would feel " softer " than in pure VR. Taken together, our results open new perspectives on perception in AR versus VR, and pave the way to future studies aiming at characterizing potential perceptual biases.
Databáze: OpenAIRE
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