新型傳送方法
（中國AI網 2025年09月02日）在一項研究中，日本東洋大學團隊提出了兩種用于VR環境的新型傳送方法，目標是解決傳統基于拋物線的方法在跨越不同高度導航時的局限性。其中，球體投射法和穿透法均利用直線指定實現向高處位置的直觀移動。一項包含22名參與者的實驗表明，在高度差超過2米時，所提出方法顯著優于基于拋物線的傳送方法，同時在平坦地形保持相當的性能。NASA-TLX（任務負荷指數）和SUS（系統可用性量表）評估證實了其可用性的提升和認知負荷的降低，表明相關方法可以輕松集成到現有的VR應用中。
采用由內向外追蹤 的虛擬現實頭戴式顯示器可實現精確的手部追蹤，但目前的移動方法依賴于控制器。Bozgeyikli等人提出了“指向與傳送 (Point & Teleport)” ，但所述方法難以處理視場被遮擋的高處目的地。一項研究表明基于拋物線的方法在通用性上較為均衡。HandWindowTeleportation方法改善了視覺理解，但被證明難以用于高處目的地。盡管Matviienko等人研究了結合線性和拋物線瞄準的3D傳送方法 ，但其方法需要可見表面。
相比之下，日本東洋大學團隊的研究解決了如何到達視場被遮擋的升高平臺（圖1 (A)）的常見挑戰。在本研究中，研究人員提出了兩種方法來支持在具有高度變化環境中的移動：球體投射法 (SphereBackcast) 和 穿透法 (Penetration)，目標是僅通過手部追蹤實現快速準確的移動。
團隊提出的兩種方法如下：
球體投射法 (SphereBackcast)：當用戶指定一個不可移動的位置（用戶無法著陸的墻壁，或距離用戶一定半徑的球體區域）時，所述方法會從該位置向用戶方向執行一次球體投射。射線投射過程如圖1 (B) 所示。用戶可以通過指定略高于目標臺階的點來移動到高處位置。本實驗中，此球體半徑設置為0.5米。
穿透法：當用戶指定不可移動位置時，所述方法通過穿透這些位置來檢查可到達的位置。射線投射過程如圖1 (C) 所示。盡管球體投射 (Spherecast) 可以檢測較大范圍，但目標位置會發生偏移。因此，研究人員預期沒有偏移的穿透法會比球體投射法更容易操作。
作為對比，研究人員使用了來自Oculus Integration的拋物線法（圖1 (D)），并調整其使用相同的手勢。所述方法使用拋物線軌跡定義目標位置，移動距離受水平可達范圍限制。兩種提出的方法均配置為允許在遵循此約束的球體范圍內移動。基于先前研究的手勢，傳送通過拇指和食指之間的捏合動作觸發。
在實驗中，參與者以隨機順序使用三種傳送方法。實驗準備了一個具有挑戰性的教程階段，以盡量減少熟練度差異。研究人員提供了三種實驗階段模式：平坦筆直的階段、帶有平緩坡度的階段以及帶有1至4米高度臺階的階段。各階段外觀如圖1 (E) 到 (G) 所示。
參與者被要求按照顯示的目標路線，快速從每個階段的起點移動到終點。在此過程中，路線和耗時被記錄并用于評估。在使用每種傳送方法后，參與者通過包含NASA-TLX（NASA任務負荷指數）和 SUS（系統可用性量表）的問卷對該方法進行評估。實驗結束時，參與者被要求評估哪種傳送方法最容易使用。實驗使用滿足Meta Quest 3連接最低要求的臺式電腦進行。游戲在 Unity開發。
22名參與者（年齡從青少年到40多歲，包括7名VR新手）參與了實驗。使用單因素方差分析 (one-way ANOVA) 進行統計分析，然后根據F檢驗的方差齊性結果，選用適當的 ?? 檢驗（Student’s 或 Welch’s）。圖2 (a) (c) 中以 ?, ??, 和 ??? 分別標記顯著性水平（?? 值低于 5%、1% 和 0.1%）。
結果顯示：在階段2（平緩坡度）中，拋物線法最快（7.28秒），其次是球體投射法（8.06秒）和穿透法（9.88秒）。
然而，在階段3（臺階）中，兩種提出的方法都顯著優于拋物線法（29.38秒），其中穿透法（13.85秒）和球體投射法（18.20秒）在高度差達到或超過2米時表現出更好的性能（圖2 (b)）。路徑精度結果顯示，在階段2和階段3中，穿透法的誤差最小。
NASA-TLX得分（越低越好）：球體投射法為25.08，穿透法為25.35，拋物線法為33.05。SUS得分（越高越好）：球體回傳法為68.75，穿透法為69.20，拋物線法為64.66。
當被問及易用性時，11名參與者選擇穿透法，6名選擇球體回傳法，5名選擇拋物線法。
相關論文：Hand Gesture-Driven Vertical Teleportation: Navigating Complex Height Differences in VR
https://dl.acm.org/doi/pdf/10.1145/3721250.3743020
總的來說，團隊為具有高度變化的VR環境重新設計并評估了基于手部追蹤的傳送方法。結果表明，所提出的方法，特別是穿透法，在垂直移動方面提供了顯著優勢，具有更高的精度和更低的認知負荷。關鍵貢獻在于實現了對部分被遮擋的升高平臺的高效導航，這是現有方法難以解決的能力。直線指定方法被證明在垂直導航中有效，同時在平坦地形上保持了相當的性能。
未來的研究應將這些原理擴展到多樣化的VR環境中，并開發更復雜的垂直導航解決方案。
