Шаляпин А.А., Данина М.М. Исследования эффекта присутствия в виртуальной реальности: современное состояние и перспективы

Раз­ви­тие тех­но­ло­гий вир­ту­аль­ной реаль­но­сти и их про­ник­но­ве­ние в зна­чи­мые обла­сти соци­аль­ной жиз­ни (обра­зо­ва­ние, меди­ци­ну, инду­стрию раз­вле­че­ний, жур­на­ли­сти­ку) ста­вит перед иссле­до­ва­те­ля­ми вопрос о том, как чело­век вза­и­мо­дей­ству­ет со спе­ци­аль­но спро­ек­ти­ро­ван­ны­ми вир­ту­аль­ны­ми сре­да­ми. Услож­не­ние и повы­ше­ние про­из­во­ди­тель­но­сти тех­ни­че­ских устройств, дела­ю­щих симу­ля­цию все более реа­ли­стич­ной, вызы­ва­ет актив­ный тео­ре­ти­че­ский и при­клад­ной интерес.

С одной сто­ро­ны, вос­при­я­тие вир­ту­аль­ной реаль­но­сти и «реаль­ной» реаль­но­сти про­ис­хо­дит при уча­стии одних и тех же меха­низ­мов [Lecuyer, 2017]. Поэто­му изме­не­ние раз­лич­ных пара­мет­ров симу­ля­ции в вир­ту­аль­ной сре­де поз­во­ля­ет луч­ше изу­чать пре­де­лы и воз­мож­но­сти вос­при­я­тия как тако­во­го, а так­же когни­тив­ные про­цес­сы, лежа­щие в его основе.

С дру­гой сто­ро­ны, при­клад­ной инте­рес вызы­ва­ет изу­че­ние воз­мож­но­стей уси­ле­ния эффек­та при­сут­ствия чело­ве­ка в вир­ту­аль­ной сре­де. Управ­ле­ние пер­цеп­тив­ны­ми эффек­та­ми, созда­ва­е­мы­ми вир­ту­аль­ной реаль­но­стью, поз­во­лит улуч­шать каче­ство поль­зо­ва­тель­ско­го опы­та. Это помо­жет раз­ра­бот­чи­кам обра­зо­ва­тель­ных, игро­вых и ком­му­ни­ка­ци­он­ных тех­но­ло­гий повы­шать эффек­тив­ность вза­и­мо­дей­ствия чело­ве­ка с вир­ту­аль­ной средой. 

Иссле­до­ва­ния пока­зы­ва­ют, что эффект при­сут­ствия, созда­ва­е­мый в вир­ту­аль­ной сре­де, уси­ли­ва­ет реак­ции на демон­стри­ру­е­мый меди­а­кон­тент, меня­ет пове­де­ние в реаль­ном мире и уси­ли­ва­ет ощу­ще­ние удо­воль­ствия от вза­и­мо­дей­ствия поль­зо­ва­те­ля с вир­ту­аль­ной сре­дой [Shin, Biocca, 2017].

Эффект при­сут­ствия в вир­ту­аль­ной сре­де – иллю­зия нахож­де­ния в одной реаль­но­сти с объ­ек­та­ми, созда­ва­е­мы­ми элек­трон­ны­ми сред­ства­ми [Lombard et al., 1997]. Несмот­ря на раз­но­об­ра­зие под­хо­дов к кон­цеп­ту­а­ли­за­ции эффек­та при­сут­ствия, они все содер­жат идею о его ядер­ном свой­стве – отсут­ствии заме­ча­е­мо­го инди­ви­дом опо­сре­ду­ю­ще­го сред­ства (эффект «про­зрач­но­сти»). При этом иссле­до­ва­те­ли выде­ля­ют пер­цеп­тив­ные иллю­зии более низ­ко­го уров­ня, кото­рые явля­ют­ся неотъ­ем­ле­мы­ми аспек­та­ми эффек­та при­сут­ствия: иллю­зию места, иллю­зию прав­до­по­до­бия [Sanchez-Vives, Slater, 2005] и иллю­зию нахож­де­ния в вир­ту­аль­ном теле [Spanlang et al., 2014]. 

Иллю­зия вир­ту­аль­но­го тела явля­ет­ся спе­ци­фич­ной для вир­ту­аль­ной реаль­но­сти и поз­во­ля­ет силь­но нару­шать есте­ствен­ный опыт вос­при­я­тия соб­ствен­но­го тела, меняя его фор­му, раз­мер, физи­че­ские харак­те­ри­сти­ки [Heydrich et al., 2013, Maselli, 2015].

Пере­жи­вая эффект при­сут­ствия, инди­ви­ды демон­стри­ру­ют пове­ден­че­ские и физио­ло­ги­че­ские реак­ции, как если бы они были вклю­че­ны в реаль­ный соци­аль­ный и физи­че­ский кон­текст [Slater, 2009; Pan et al., 2012]. 

Тех­но­ло­гии вир­ту­аль­ной реаль­но­сти созда­ют воз­мож­ность для интер­ак­тив­но­го вза­и­мо­дей­ствия с вир­ту­аль­ной сре­дой, кото­рая отсут­ству­ет в не-иммер­сив­ных медиа (напри­мер, видео). 

Такие воз­мож­но­сти дают сен­со­ры для отсле­жи­ва­ния дви­же­ний голо­вы, голов­ные дис­плеи, пано­рам­ные зву­ко­вые эффек­ты и т.д. В отли­чие от пас­сив­но­го наблю­де­ния за демон­стри­ру­е­мым на экране видео, вир­ту­аль­ная реаль­ность поз­во­ля­ет фор­ми­ро­вать управ­ля­е­мый эффект присутствия.

В науч­ном поле пси­хо­ло­ги­че­ских иссле­до­ва­ний откры­тым оста­ет­ся вопрос о спе­ци­фи­ке эффек­та при­сут­ствия как пер­цеп­тив­но­го фено­ме­на и воз­мож­но­сти его опе­ра­ци­о­на­ли­зи­ро­вать. При­клад­ной зада­чей иссле­до­ва­ний эффек­та при­сут­ствия явля­ет­ся поиск воз­мож­ных усло­вий для его воз­ник­но­ве­ния и усиления. 

К иско­мым пере­мен­ным отно­сят­ся не толь­ко тех­но­ло­ги­че­ские осо­бен­но­сти средств вир­ту­аль­ной реаль­но­сти, но и осо­бен­но­сти исполь­зу­е­мых сти­му­лов, пере­мен­ные поль­зо­ва­те­ля (опыт, воз­раст, уста­нов­ки и др.), осо­бен­но­сти орга­ни­за­ции погру­же­ния и фор­ми­ро­ва­ние ожиданий.

Целью насто­я­ще­го обзо­ра явля­ет­ся систе­ма­ти­за­ция и обоб­ще­ние совре­мен­ных под­хо­дов к опре­де­ле­нию и изме­ре­нию эффек­та при­сут­ствия, а так­же фак­то­ров, кото­рые на него вли­я­ют, уси­ли­вая или уменьшая.

Измерение эффекта присутствия

На сего­дняш­ний день раз­ра­бо­та­ны инстру­мен­ты для изме­ре­ния силы эффек­та при­сут­ствия. Их мож­но услов­но раз­де­лить на сле­ду­ю­щие груп­пы: опрос­ни­ки, интер­вью, наблю­де­ния за пове­де­ни­ем, реги­стра­ция пси­хо­фи­зио­ло­ги­че­ских пока­за­те­лей. Отдель­но отме­тим, что изме­ре­ния направ­ле­ны на опре­де­ле­ния харак­те­ри­стик как физи­че­ско­го, так и соци­аль­но­го присутствия.

Сре­ди опрос­ни­ков исполь­зу­ют­ся такие инстру­мен­ты, как, напри­мер, Опрос­ник чув­ства при­сут­ствия (ITC-Sense of Presence Inventory) [Lessiter et al., 2001]; Опрос­ник про­стран­ствен­но­го при­сут­ствия (MEC-Spatial Presence Questionnaire) [Vorderer et al., 2004]. Наи­бо­лее часто исполь­зу­е­мый инстру­мент, соглас­но иссле­до­ва­нию лите­ра­ту­ры по теме изме­ре­ния эффек­та при­сут­ствия, – Опрос­ник при­сут­ствия (Presence Questionnaire) [Witmer, Singer, 1998]. 

Каж­дый из таких опрос­ни­ков пред­став­ля­ет собой набор шкал, кото­рые отра­жа­ют раз­лич­ные аспек­ты эффек­та при­сут­ствия. Так, в опрос­ни­ке ITC-Sense of Presence Inventory пред­став­ле­ны 4 шка­лы: чув­ство физи­че­ско­го про­стран­ства, вклю­чен­ность, эко­ло­ги­че­ская валид­ность, нега­тив­ные эффек­ты. Сто­ит отме­тить, что дан­ные изме­ре­ния неспе­ци­фич­ны имен­но для иссле­до­ва­ния эффек­та при­сут­ствия в вир­ту­аль­ных сре­дах и поз­во­ля­ют срав­ни­вать меж­ду собой поль­зо­ва­тель­ский опыт от раз­ных типов медиа и кон­тен­та [Yildirim et al., 2019].

Шуберт, Фрид­ман и Реген­брехт опи­са­ли ком­по­нен­ты эффек­та при­сут­ствия, выяв­лен­ные при при­ме­не­нии фак­тор­но­го ана­ли­за к пунк­там всех опрос­ни­ков, исполь­зу­е­мых в иссле­до­ва­ни­ях дан­но­го фено­ме­на [Schubert et al., 2001]. Это: 1) физи­че­ское при­сут­ствие (ощу­ще­ние физи­че­ско­го при­сут­ствия в вир­ту­аль­ной сре­де); 2) вовле­чен­ность (уро­вень вни­ма­ния в вир­ту­аль­ной сре­де); 3) реа­ли­стич­ность (апел­ля­ция к оцен­ке реа­ли­стич­но­сти вир­ту­аль­ной сре­ды по срав­не­нию с реальностью).

При этом исполь­зо­ва­ние опрос­ни­ков как основ­но­го мето­да, на кото­рый опи­ра­ют­ся иссле­до­ва­те­ли при изу­че­нии эффек­тов при­сут­ствия, под­вер­га­ет­ся серьез­ной кри­ти­ке. Стан­дар­ти­зи­ро­ван­ные шка­лы огра­ни­чи­ва­ют воз­мож­но­сти каче­ствен­но­го иссле­до­ва­ния опы­та при­сут­ствия в вир­ту­аль­ной сре­де. Упус­ка­ют­ся эффек­ты, кото­рые не под­да­ют­ся созна­тель­ной оцен­ке поль­зо­ва­те­лей. Слож­но изу­чать дли­тель­ные эффек­ты от исполь­зо­ва­ния средств вир­ту­аль­ной реаль­но­сти. Воз­ни­ка­ют про­ти­во­ре­чи­вые дан­ные в иссле­до­ва­ни­ях, исполь­зу­ю­щий раз­ный кон­тент для про­вер­ки гипо­тез о прин­ци­пах уси­ле­ния погружения.

В одном из иссле­до­ва­ний авто­ры ссы­ла­ют­ся на ста­тью [Nacke, Lindley, 2008], в кото­рой опи­са­ны и субъ­ек­тив­ные оцен­ки, и пси­хо­фи­зио­ло­ги­че­ские пока­за­те­ли при­сут­ствия. Они ука­зы­ва­ют на отсут­ствие свя­зи пока­за­те­лей попу­ляр­но­го опрос­ни­ка Presence Questionnaire и пси­хо­фи­зио­ло­ги­че­ских харак­те­ри­стик, ста­вя под сомне­ние валид­ность само­оце­ноч­ных мето­дов изме­ре­ния [Kaul, Meier, Rohs, 2017].

Иссле­до­ва­ние трех типов кон­тен­та с раз­ной сте­пе­нью интер­ак­тив­но­сти сре­ды пока­за­ло (видео, пано­рам­ное видео и вир­ту­аль­ная реаль­ность), что уве­ли­че­ние сте­пе­ни кон­тро­ля поль­зо­ва­те­ля обыч­но свя­за­но с уси­ле­ни­ем ощу­ще­ния при­сут­ствия, но не с уве­ли­че­ни­ем удо­воль­ствия от иммер­сив­но­го опы­та [Hu, Janse, Kong, 2005]. 

Авто­ры пола­га­ют, что опрос­ни­ки, раз­ра­бо­тан­ные для оцен­ки эффек­та при­сут­ствия для пас­сив­ных типов медиа, нечув­стви­тель­ны к пара­мет­рам субъ­ек­тив­но­го опы­та в иммер­сив­ных сре­дах, то есть не обла­да­ют доста­точ­ной дис­кри­ми­на­тив­ной валидностью.

Объ­ек­тив­ные мето­ды изме­ре­ния эффек­та при­сут­ствия исполь­зу­ют­ся реже как основ­ные, чаще – как допол­ни­тель­ные и менее зна­чи­мые пока­за­те­ли. К ним отно­сят­ся наблю­де­ние за вер­баль­ны­ми и невер­баль­ны­ми реак­ци­я­ми, срав­не­ние пове­де­ния в реаль­ных и вир­ту­аль­ных усло­ви­ях, метод рас­суж­де­ния вслух, изме­ре­ние элек­три­че­ской актив­но­сти кожи (ЭАК), ЭКГ и дру­гих физио­ло­ги­че­ских пока­за­те­лей [Freeman et al., 2000]. 

Извест­но, напри­мер, что ЭАК чув­стви­тель­на к воз­буж­де­нию, в то вре­мя как сер­деч­ный ритм чув­стви­те­лен к гедо­ни­сти­че­ско­му тону (при­ят­ные раз­дра­жи­те­ли вызы­ва­ют уско­ре­ние сер­деч­но­го рит­ма, а непри­ят­ные – замед­ле­ние сер­деч­но­го рит­ма). И воз­буж­де­ние, и гедо­ни­сти­че­ский тон рас­смат­ри­ва­ют­ся как ком­по­нен­ты эмо­ци­о­наль­но­го опыта.

Иссле­до­ва­ли вли­я­ние раз­лич­ных уров­ней погру­же­ния на субъ­ек­тив­ные оцен­ки эффек­та при­сут­ствия у испы­ту­е­мых, так­же изме­ряя пока­за­те­ли часто­ты сер­деч­ных сокра­ще­ний, ско­ро­сти дыха­ния, пери­фе­ри­че­ской тем­пе­ра­ту­ры кожи и ЭАК [Wiederhold, Davis, Wiederhold, 1998]. Они обна­ру­жи­ли, что ЭАК была един­ствен­ной мерой, кото­рая отра­жа­ла изме­не­ние воз­буж­де­ния у всех испы­ту­е­мых. Одна­ко неболь­шая выбор­ка иссле­до­ва­ния не поз­во­ля­ет сде­лать какое-либо надеж­ное обобщение. 

К сожа­ле­нию, суще­ству­ю­щих в лите­ра­ту­ре дан­ных недо­ста­точ­но, что­бы гово­рить о каких-либо пси­хо­фи­зио­ло­ги­че­ских при­зна­ках как надеж­ных кор­ре­ля­тах эффек­та при­сут­ствия, кото­рый явля­ет­ся субъ­ек­тив­ным феноменом.

Мож­но сде­лать вывод о том, что субъ­ек­тив­ные и объ­ек­тив­ные мар­ке­ры эффек­та при­сут­ствия сами по себе не явля­ют­ся доста­точ­но обос­но­ван­ны­ми спо­со­ба­ми его изме­ре­ния. Кро­ме того, по-преж­не­му актуа­лен вопрос о поис­ке, с одной сто­ро­ны, уни­вер­саль­ных спо­со­бов изме­ре­ния дан­но­го фено­ме­на, поз­во­ля­ю­щих сопо­став­лять дан­ные иссле­до­ва­ний, с дру­гой – его спе­ци­фи­че­ских пара­мет­ров в свя­зи с боль­шой раз­но­род­но­стью как вир­ту­аль­но­го кон­тен­та, так и уров­ней погру­же­ния в раз­ных типах медиа. 

Воз­мож­но, тре­бу­ет­ся раз­ра­бот­ка более чув­стви­тель­ных шкал опрос­ни­ков, изме­ря­ю­щих субъ­ек­тив­ный опыт при­сут­ствия. Так­же отдель­ное обос­но­ва­ние необ­хо­ди­мо для исполь­зо­ва­ния тех или иных пси­хо­фи­зио­ло­ги­че­ских пара­мет­ров как отра­жа­ю­щих имен­но харак­те­ри­сти­ки субъ­ек­тив­но­го опы­та погру­же­ния, а не чего-либо, не свя­зан­но­го с ним напрямую.

Что влияет на переживание эффекта присутствия

Мож­но выде­лить объ­ек­тив­ные и субъ­ек­тив­ные фак­то­ры, вли­я­ю­щие на созда­ва­е­мый у поль­зо­ва­те­ля эффект при­сут­ствия. К объ­ек­тив­ным фак­то­рам мож­но отне­сти тех­ни­че­ские харак­те­ри­сти­ки элек­трон­ных устройств (тип шле­ма, мак­си­маль­ное раз­ре­ше­ние экра­на, чув­стви­тель­ность дат­чи­ков и др.), созда­ю­щих вир­ту­аль­ную сре­ду, а так­же объ­ек­тив­ные пара­мет­ры кон­тен­та (реа­ли­стич­ность гра­фи­ки, плав­ность изоб­ра­жа­е­мо­го дви­же­ния, осве­щен­ность и др.).

Тех­ни­че­ские харак­те­ри­сти­ки обо­ру­до­ва­ния могут вли­ять на силу погру­же­ния – чем боль­ше воз­мож­но­стей создать все­о­хва­ты­ва­ю­щую, яркую иллю­зию вир­ту­аль­ной сре­ды для участ­ни­ка, тем боль­ше воз­мож­но­стей для воз­ник­но­ве­ния эффек­та при­сут­ствия [Slater, Wilbur, 1997]. Сила такой иллю­зии опре­де­ля­ет­ся коли­че­ством полез­ной и суще­ствен­ной сен­сор­ной инфор­ма­ции, согла­со­ван­но пред­став­лен­ной пользователю.

Люди, нахо­дя­щи­е­ся в высо­ко­им­мер­сив­ных усло­ви­ях (напри­мер, исполь­зу­ю­щие VR-шле­мы), ост­ро ощу­ща­ют свое при­сут­ствие в вир­ту­аль­ной сре­де [Broeck et al., 2017; Fonseca, Kraus, 2016]. Так, голов­ные дис­плеи с широ­ким обзо­ром уве­ли­чи­ва­ют реа­ли­стич­ность опы­та в иммер­сив­ной вир­ту­аль­ной сре­де [Ijsselsteijn et al., 2001; Lin et al., 2002]. 

Кро­ме того, уси­ле­ние ощу­ще­ния при­сут­ствия у поль­зо­ва­те­лей голов­ных дис­пле­ев в иммер­сив­ной вир­ту­аль­ной сре­де дости­га­ет­ся за счет того, что поль­зо­ва­те­ли могут пово­ра­чи­вать голо­ву и есте­ствен­ным для себя обра­зом осмат­ри­вать­ся вокруг [Broeck et al., 2017]. 

Соот­вет­ствие меж­ду дат­чи­ка­ми и дис­пле­ем, то есть сопо­став­ле­ние дей­ствий поль­зо­ва­те­ля и ощу­ти­мых про­стран­ствен­но-вре­мен­ных эффек­тов этих дей­ствий, вно­сит вклад в пере­жи­ва­е­мый эффект присутствия.

Иссле­до­ва­ние вли­я­ния харак­те­ри­стик кон­тен­та на эффект при­сут­ствия пока­зы­ва­ет про­ти­во­ре­чи­вые резуль­та­ты. Неко­то­рые иссле­до­ва­ния свя­зы­ва­ют уси­ле­ние эффек­та при­сут­ствия с боль­шим визу­аль­ным реа­лиз­мом кон­тен­та (объ­ек­ты пред­став­ле­ны в высо­ком раз­ре­ше­нии, тек­сту­ры, тени, отра­же­ния и пре­лом­ле­ние све­та при­бли­же­ны к объ­ек­там реаль­но­го мира, фор­ма вир­ту­аль­ных объ­ек­тов соот­вет­ству­ет реаль­ным) [Slater et al., 2009; Kwon et al., 2013], тогда как в дру­гих рабо­тах тако­го вли­я­ния не было обна­ру­же­но [Lee et al., 2013; Lugrin et al., 2015]. 

Такое же про­ти­во­ре­чие в дан­ных каса­ет­ся вли­я­ния слу­хо­вых сти­му­лов на иммер­сив­ный опыт: в неко­то­рых иссле­до­ва­ни­ях был полу­чен зна­чи­мый эффект [Larsson et al., 2007; Brinkman et al., 2015], в дру­гих – нет [Nichols et al., 2000; Keshavarz, Hecht, 2012]. 

Одна­ко про­ти­во­ре­чи­вость дан­ных объ­яс­ня­ет­ся во мно­гом тем, что раз­ные иссле­до­ва­те­ли для про­вер­ки гипо­тез исполь­зу­ют не один и тот же визу­аль­ный кон­тент, а создан­ный в тех лабо­ра­то­ри­ях, где про­во­дят­ся иссле­до­ва­ния. Раз­ные вир­ту­аль­ные сре­ды, в кото­рых про­во­дят­ся иссле­до­ва­ния, дела­ют резуль­та­ты и выво­ды часто прин­ци­пи­аль­но несопоставимыми.

С дру­гой сто­ро­ны, такие фак­то­ры, как соб­ствен­ное вир­ту­аль­ное тело в симу­ля­ции, авто­ном­ность сре­ды (то есть сте­пень, в кото­рой объ­ек­ты и субъ­ек­ты про­из­во­дят не зави­ся­щие от поль­зо­ва­те­ля само­сто­я­тель­ные дей­ствия), соци­аль­ные эле­мен­ты (такие как реак­ции дру­гих дей­ству­ю­щих лиц, вир­ту­аль­ных или реаль­ных) демон­стри­ру­ют более силь­ное вли­я­ние на эффект при­сут­ствия, чем фор­маль­ные (напри­мер, реа­ли­стич­ность визу­аль­но­го изоб­ра­же­ния объ­ек­тов) харак­те­ри­сти­ки контента.

К субъ­ек­тив­ным фак­то­рам мож­но отне­сти соци­аль­но-демо­гра­фи­че­ские пара­мет­ры, лич­ност­ные чер­ты, поль­зо­ва­тель­ский опыт [Riva et al., 2003]. Бла­го­да­ря кон­тро­лю лич­ност­ных пере­мен­ных в иссле­до­ва­ни­ях мож­но отде­лить эффек­ты, свя­зан­ные толь­ко с тех­ни­че­ски­ми пере­мен­ны­ми [Slater, 1999]. 

К субъ­ек­тив­ным пере­мен­ным, вли­я­ю­щим на эффект при­сут­ствия, отно­сят так­же когни­тив­ные спо­соб­но­сти, убеж­де­ния и ожи­да­ния отно­си­тель­но вир­ту­аль­ной сре­ды, под­вер­жен­ность нега­тив­ным побоч­ным эффек­там. Выде­ля­ет­ся отдель­ный кон­структ – склон­ность к погру­же­нию – кото­рый явля­ет­ся фак­то­ром, пред­ска­зы­ва­ю­щим эффек­тив­ность и устой­чи­вость эффек­та при­сут­ствия [Weibel, Wissmath, Mast, 2010]. Состо­я­ние испы­ту­е­мо­го так­же кор­ре­ли­ру­ет с эффек­том при­сут­ствия, силь­ные эмо­ци­о­наль­ные пере­жи­ва­ния уси­ли­ва­ют его [Diemer et al., 2015].

На пере­се­че­нии субъ­ек­тив­ных и объ­ек­тив­ных фак­то­ров, вли­я­ю­щих на эффект при­сут­ствия, нахо­дит­ся еще один класс, свя­зан­ный с опы­том исполь­зо­ва­ния элек­трон­ных устройств поль­зо­ва­те­лем. Так, объ­ем­ный тех­ни­че­ский аппа­рат, кото­рый будет мешать или неудоб­но кре­пить­ся к телу испы­ту­е­мо­го, может под­черк­нуть искус­ствен­ную при­ро­ду симу­ля­ции и нару­шить ощу­ще­ние присутствия. 

То же самое каса­ет­ся шумов, иска­же­ний кар­тин­ки, веса дис­плея, пре­ры­ва­ния симу­ля­ции из-за ошиб­ки, лого­ти­па в углу симу­ли­ру­е­мой вир­ту­аль­ной сре­ды и т.п. Одна­ко дан­ные фак­то­ры пока не под­вер­га­ют­ся спе­ци­аль­но­му тща­тель­но­му изучению.

Негативные аспекты эффекта присутствия

Эффект при­сут­ствия в вир­ту­аль­ной сре­де при суще­ству­ю­щем уровне раз­ви­тия тех­но­ло­гий име­ет побоч­ный нега­тив­ный эффект в виде ощу­ще­ния дис­ком­фор­та, дез­ори­ен­та­ции и тош­но­ты, при­во­дя­щий к отка­зу или огра­ни­че­нию в исполь­зо­ва­нии тех­но­ло­гии вир­ту­аль­ной реаль­но­сти [Fernandes, Feiner, 2016]. 

Подоб­ный побоч­ный эффект назы­ва­ют кибе­ру­ка­чи­ва­ни­ем (cybersickness). Шле­мы вир­ту­аль­ной реаль­но­сти поз­во­ля­ют поль­зо­ва­те­лям за счи­та­ные секун­ды менять ори­ен­та­цию в про­стран­стве при одно­вре­мен­ном сохра­не­нии эффек­та при­сут­ствия [Broeck et al., 2017].

Как и в слу­чае с эффек­том при­сут­ствия, фак­то­ры воз­ник­но­ве­ния кибе­ру­ка­чи­ва­ния под­раз­де­ля­ют на тех­но­ло­ги­че­ские, свя­зан­ные с кон­тен­том и свя­зан­ные с поль­зо­ва­те­лем [Davis et al., 2014].

Суще­ству­ют раз­ные тео­рии, объ­яс­ня­ю­щие воз­ник­но­ве­ние кибе­ру­ка­чи­ва­ния и сопут­ству­ю­щие эффекты:

1. Тео­рия сен­сор­но­го кон­флик­та меж­ду визу­аль­ной и вести­бу­ляр­ной систе­ма­ми [Cobb et al., 1999]. Соглас­но тео­рии, систе­мы предо­став­ля­ют инфор­ма­цию о вос­при­ни­ма­е­мом дви­же­нии инди­ви­да и его ори­ен­та­ции в про­стран­стве, про­ти­во­ре­ча друг дру­гу. Соглас­но тео­рии сен­сор­но­го кон­флик­та, при­чи­ной кибе­ру­ка­чи­ва­ния явля­ет­ся кон­фликт меж­ду визу­аль­ной инфор­ма­ци­ей о дви­же­нии, пере­да­ва­е­мой через устрой­ство вир­ту­аль­ной реаль­но­сти, и вос­при­я­ти­ем реаль­но­го мира, воз­ни­ка­ю­щим у поль­зо­ва­те­ля [Kasahara et al., 2015].
2. Тео­рия посту­раль­ной неста­биль­но­сти [Riccio, Stoffregen, 1991]. Посту­раль­ной ста­биль­но­стью назы­ва­ют состо­я­ние, в кото­ром мини­ми­зи­ро­ва­ны изме­не­ния поло­же­ния тела, тре­бу­ю­щие кор­рек­ции для удер­жа­ния рав­но­ве­сия. Когда сре­да суще­ствен­ным обра­зом изме­ня­ет­ся, инди­вид лиша­ет­ся воз­мож­но­сти исполь­зо­вать стра­те­гии кор­рек­ти­ру­ю­ше­го посту­раль­но­го кон­тро­ля в свя­зи с недо­стат­ком опы­та. Он теря­ет посту­раль­ный кон­троль и ока­зы­ва­ет­ся в состо­я­нии посту­раль­ной неста­биль­но­сти. Соглас­но тео­рии посту­раль­ной неста­биль­но­сти [Riccio, Stoffregen, 1991] смяг­че­нию кибе­ру­ка­чи­ва­ния может спо­соб­ство­вать игра в поло­же­нии сидя.
3. Век­ция – иллю­зия соб­ствен­но­го дви­же­ния при отсут­ствии физи­че­ско­го пере­ме­ще­ния в про­стран­стве. В вир­ту­аль­ной сре­де опти­че­ский поток сиг­на­лов про­хо­дит по пери­фе­рии зре­ния поль­зо­ва­те­ля, вслед­ствие чего у него воз­ни­ка­ет ощу­ще­ние век­ции [DiZio, Lackner, 1992].
4. Гла­зо­дви­га­тель­ная тео­рия. Гла­за испы­ту­е­мо­го совер­ша­ют харак­тер­ные дви­же­ния – «опто­ки­не­ти­че­ские нис­таг­мы», кото­рые уве­ли­чи­ва­ют интен­сив­ность про­при­о­цеп­тив­ных сиг­на­лов от глаз­ных мышц, что при­во­дит к нега­тив­ным послед­стви­ям [Кова­лев, Мень­ши­ко­ва, 2015].

Уста­нов­ле­но, что отдель­ные тех­ни­че­ские осо­бен­но­сти вир­ту­аль­ной реаль­но­сти одно­вре­мен­но вли­я­ют как на эффект при­сут­ствия, так и на кибе­ру­ка­чи­ва­ние – оба эффек­та уси­ли­ва­ют­ся и ослаб­ля­ют­ся одни­ми и теми же мани­пу­ля­ци­я­ми с вир­ту­аль­ной сре­дой и тех­ни­че­ски­ми сред­ства­ми [Coelho et al., 2006; Rebenitsch, Owen, 2016; Bonato et al., 2008]. 

Уси­ле­ние эффек­та при­сут­ствия дости­га­ет­ся за счет визу­а­ли­за­ции дви­же­ния объ­ек­тов и поль­зо­ва­те­ля и симу­ля­ции глу­би­ны и рез­ко­сти [Palmisano et al., 2015; Broeck et al., 2017]. При этом типы ори­ен­та­ции тако­го дви­же­ния по-раз­но­му могут вли­ять на глу­би­ну погружения.

Напри­мер, интен­сив­ные нис­хо­дя­щие дви­же­ния, в отли­чие от ори­ен­ти­ро­ван­ных впе­ред, могут уси­лить как эффект при­сут­ствия, так и силу кибе­ру­ка­чи­ва­ния [Ruddle, 2004], осо­бен­но когда ситу­а­ция в вир­ту­аль­ной реаль­но­сти пред­по­ла­га­ет быст­рые дви­же­ния [So et al., 2001]. 

Это мож­но объ­яс­нить тем, что такие дви­же­ния созда­ют симу­ля­цию гра­ви­та­ции для вер­ти­каль­но сто­я­щих поль­зо­ва­те­лей. Что­бы пре­одо­леть ощу­ще­ние кибе­ру­ка­чи­ва­ния, боль­шин­ству поль­зо­ва­те­лей нуж­но совер­шать вер­ти­каль­ные дви­же­ния голо­вы очень мед­лен­но [Ruddle, 2004].

Так­же, посколь­ку в вир­ту­аль­ной сре­де часто симу­ли­ру­ют­ся дви­же­ния, кото­рые в реаль­ном мире неосу­ще­стви­мы в силу телес­ных огра­ни­че­ний, сиде­ние может сни­зить необ­хо­ди­мость посту­раль­но­го кон­тро­ля и, таким обра­зом, сни­зить симп­то­мы киберукачивания. 

Одна­ко суще­ствен­но слож­нее создать прав­до­по­доб­ную вир­ту­аль­ную симу­ля­цию дви­же­ний с боль­ши­ми сте­пе­ня­ми сво­бо­ды (напри­мер, актив­ная ходь­ба) для поль­зо­ва­те­ля, кото­рый нахо­дит­ся в сидя­чем поло­же­нии. Несо­от­вет­ствие позы и сце­на­рия сни­жа­ет соот­вет­ствие про­при­о­цеп­тив­ной и визу­аль­ной сти­му­ля­ции [Slater, Wilbur, 1997] и, как след­ствие, сни­жа­ет эффект присутствия.

Таким обра­зом, перед иссле­до­ва­те­ля­ми и раз­ра­бот­чи­ка­ми тех­но­ло­гий погру­же­ния сто­ит при­о­ри­тет­ная зада­ча повы­шать эффект при­сут­ствия в виру­таль­ных сре­дах, при этом мини­ми­зи­руя нега­тив­ные эффек­ты кибе­ру­ка­чи­ва­ния и пре­ры­ва­ю­щие эффект при­сут­ствия шумы, ошиб­ки и дру­гие фор­мы дистракторов. 

На сего­дняш­ний день отсут­ству­ют доста­точ­но ясные и убе­ди­тель­ные дан­ные, на базе кото­рых мож­но раз­ра­бо­тать тех­ни­че­ские и про­грамм­ные усло­вия, ком­пен­си­ру­ю­щие нега­тив­ные эффекты.

Заключение

В лите­ра­ту­ре пред­став­ле­но доста­точ­но подроб­ное опи­са­ние эффек­та при­сут­ствия, созда­ва­е­мое сред­ства­ми вир­ту­аль­ной реаль­но­сти. Опре­де­ле­ние дан­но­го эффек­та как ком­плекс­ной пер­цеп­тив­ной иллю­зии, вклю­ча­ю­щей неко­то­рые более низ­ко­уров­не­вые иллю­зии (места, досто­вер­но­сти, вир­ту­аль­но­го тела и др.), одна­ко, не дает пол­но­го пред­став­ле­ние о при­ро­де это­го фено­ме­на. Отсут­ствие в лите­ра­ту­ре ясной кон­цеп­ту­а­ли­за­ции и тео­ре­ти­че­ской моде­ли, к сожа­ле­нию, отра­жа­ет­ся на про­бле­мах в изме­ре­нии дан­но­го эффекта.

Мето­ды изме­ре­ния силы эффек­та при­сут­ствия под­раз­де­ля­ют­ся на субъ­ек­тив­ные (опрос­ни­ки, интер­вью) и объ­ек­тив­ные (наблю­де­ние за пове­де­ни­ем, реги­стра­ция пси­хо­фи­зио­ло­ги­че­ских пока­за­те­лей). Такие кон­струк­ты, как физи­че­ское при­сут­ствие и соци­аль­ное при­сут­ствие, опе­ра­ци­о­на­ли­зу­ют­ся как неза­ви­си­мые. Выде­ля­ют­ся инстру­мен­ты изме­ре­ния, как спе­ци­фич­ные для вир­ту­аль­ной реаль­но­сти, так и при­ме­ни­мые к раз­ным видам медиа.

При этом отме­ча­ют­ся суще­ствен­ные огра­ни­че­ния в при­ме­ня­е­мых мето­дах. Во-пер­вых, иссле­до­ва­те­ли отме­ча­ют высо­кую вари­а­тив­ность в спо­со­бах опе­ра­ци­о­на­ли­за­ции эффек­та при­сут­ствия и выде­ля­е­мых кри­те­ри­ях его оцен­ки, что не поз­во­ля­ет сопо­став­лять резуль­та­ты про­ве­ден­ных исследований. 

Во-вто­рых, акцент толь­ко на субъ­ек­тив­ных или толь­ко на объ­ек­тив­ных кри­те­ри­ях эффек­та при­сут­ствия не созда­ет целост­ной кар­ти­ны про­из­во­ди­мых вир­ту­аль­ной сре­дой эффектов. 

В-тре­тьих, в ряде иссле­до­ва­ний отме­ча­ют­ся рас­хож­де­ния меж­ду объ­ек­тив­ны­ми и субъ­ек­тив­ны­ми изме­ре­ни­я­ми эффек­та при­сут­ствия, что ста­вит под сомне­ние кон­вер­гент­ную валид­ность исполь­зу­е­мых инструментов. 

Сто­ит отме­тить боль­шое коли­че­ство дан­ных о фак­то­рах, вли­я­ю­щих на созда­ва­е­мый у поль­зо­ва­те­ля эффект при­сут­ствия, как объ­ек­тив­ных, свя­зан­ных с устрой­ства­ми и сти­му­ла­ми в вир­ту­аль­ной сре­де, так и субъ­ек­тив­ных, свя­зан­ных с лич­но­стью, ожи­да­ни­я­ми, опы­том и дру­ги­ми осо­бен­но­стя­ми пользователей. 

Выде­ля­ют­ся как пози­тив­ные фак­то­ры, кото­рые спо­соб­ству­ют уси­ле­нию эффек­та при­сут­ствия, так и нега­тив­ные, кото­рые, наобо­рот, пре­пят­ству­ют ему. Актив­но изу­ча­ют­ся спо­со­бы мини­ми­за­ции нега­тив­ных эффек­тов при одно­вре­мен­ном уси­ле­нии пози­тив­ных. Это пред­став­ля­ет­ся слож­ной зада­чей, посколь­ку одни и те же фак­то­ры, веро­ят­но, созда­ют и пози­тив­ные, и нега­тив­ные эффек­ты одновременно.

Отдель­но заме­тим, что даже в этой хоро­шо раз­ра­бо­тан­ной обла­сти иссле­до­ва­ний суще­ству­ют труд­но­сти, явля­ю­щи­е­ся след­стви­ем той же про­бле­мы отсут­ствия уни­вер­саль­ных моде­лей и мето­дов изме­ре­ния, в резуль­та­те чего иссле­до­ва­ния пока­зы­ва­ют про­ти­во­ре­чи­вые и несо­по­ста­ви­мые результаты. 

Мож­но сде­лать вывод о том, что для реше­ния как фун­да­мен­таль­ных, так и при­клад­ных задач в дан­ной обла­сти тре­бу­ет­ся раз­ра­бот­ка более чув­стви­тель­ных инстру­мен­тов изме­ре­ния эффек­та при­сут­ствия, опи­ра­ю­щих­ся на хоро­шую тео­ре­ти­че­скую модель.

Литература

1. Кова­лев А.И., Мень­ши­ко­ва Г.Я. Век­ция в вир­ту­аль­ных сре­дах: пси­хо­ло­ги­че­ские и пси­хо­фи­зио­ло­ги­че­ские меха­низ­мы фор­ми­ро­ва­ния. Наци­о­наль­ный пси­хо­ло­ги­че­ский жур­нал. 2015. 4(20). 91–104.
2. Bonato F., Bubka A., Palmisano S., Phillip D., Moreno G. Vection change exacerbates simulator sickness in virtual environments. Presence: Teleoperators and Virtual Environments, 2008, 17(3), 283–292.
3. Brinkman W.-P., Hoekstra A.R.D., van Egmond R. The Effect Of 3D Audio And Other Audio Techniques On Virtual Reality Experience. Annual Review of Cybertherapy and Telemedicine, 2015. Vol. 219, 44–48.
4. Broeck M.V.D., Kawsar F., Schöning J. It’s All Around You: Exploring 360° Video Viewing Experiences on Mobile Devices. Paper presented at the Proceedings of the 2017 ACM on Multimedia Conference, 2017.
5. Cobb S.V., Nichols S., Ramsey A., Wilson J.R. Virtual reality-induced symptoms and effects (VRISE). Presence, 1999, 8(2), 169–186.
6. Coelho C., Tichon J., Hine T.J., Wallis G., Riva G. Media presence and inner presence: the sense of presence in virtual reality technologies. From communication to presence: Cognition, emotions and culture towards the ultimate communicative experience. Amsterdam: IOS Press, 2006. 25–45.
7. Davis S., Nesbitt K., Nalivaiko E. A Systematic Review of Cybersickness, 2014. 1–9.
8. Demer J., Alpers G.W., Peperkorn H.M., Shiban Y., Mühlberger A. The impact of perception and presence on emotional reactions: a review of research in virtual reality. Frontiers in psychology, 2015, 6, 26. 
9. DiZio P., J.R.Lackner Presence: Teleoperators and Virtual Environments, 1992, 1:3, 319–328.
10. Fernandes A.S., Feiner S.K. Combating VR sickness through subtle dynamic field-of-view modification. 2016 IEEE Symposium on 3D User Interfaces (3DUI). Greenville: SC, 2016. 201– 210.
11. Fonseca D., Kraus M. A comparison of head-mounted and hand-held displays for 360° videos with focus on attitude and behavior change. Paper presented at the Proceedings of the 20th International Academic Mindtrek Conference, 2016.
12. Freeman J., Avons S.E., Meddis R., Pearson D.E., Ijsselsteijn W. Using behavioral realism to estimate presence: A study of the utility of postural responses to motion stimuli. Presence: Teleoperators and Virtual Environments, 2000, 9(2), 149–164.
13. Hu J., Janse M.D., Kong H. User evaluation on a distributed interactive movie. In: 11th International Conference on Human-Computer Interaction. Las Vegas: HCI International, 2005.
14. IJsselsteijn W., de Ridder H., Freeman J., Avons S.E., Bouwhuis D. Effects of stereoscopic presentation, image motion, and screen size on subjective and objective corroborative measures of presence. Presence: Teleoperators and virtual environments, 2001, 10(3), 298–311.
15. Kasahara S., Nagai S., Rekimoto J. First person omnidirectional video: System design and implications for immersive experience. Paper presented at the Proceedings of the ACM International Conference on Interactive Experiences for TV and Online Video, 2015.
16. Kaul O., Meier K., Rohs M. Increasing Presence in Virtual Reality with a Vibrotactile Grid Around the Head, 2017, 289–298.
17. Keshavarz B., Hecht H. Stereoscopic viewing enhances visually induced motion sickness but sound does not. Presence: Teleoperators and Virtual Environments, 2012, 21(2), 213–228.
18. Kwon B., Kim J., Lee K., Lee Y.K., Park S., Lee S. Implementation of a virtual training simulator based on 360° multi-view human action recognition. IEEE Access, 2017, 5, 12496–12511.
19. Larsson P., Västfjäll D., Olsson P., Kleiner M. When what you hear is what you see: Presence and auditory-visual integration in virtual environments. Proceedings of Presence, 2007.
20. Lee E.A.-L., Wong K.W. A review of using virtual reality for learning. In: Z. Pan, A.D. Cheok,
21. W. Müller, A. El Rhalibi (Eds.), Transactions on edutainment I. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2008.
22. Lessiter J., Freeman J., Keogh E., Davidoff J. A cross-media presence questionnaire: the itcsense of presence inventory. Presence: Teleoperators and Virtual Environments, 2001, 10 (3), 282–297. doi:10.1162/105474601300343612
23. Lin J.-W., Duh H.B.-L., Parker D.E., Abi-Rached H., Furness T.A. Effects of field of view on presence, enjoyment, memory, and simulator sickness in a virtual environment. Paper presented at the Proceedings of IEEE Virtual Reality, 2002.
24. Lombard M., Ditton T. At the Heart of It All: The Concept of Presence. Journal of ComputerMediated Communication, 1997, 3.
25. Lugrin J.-L. Anthropomorphism and Illusion of Virtual Body Ownership. ICAT-EGVE ’15: Proceedings of the 25th International Conference on Artificial Reality and Telexistence and 20th Eurographics Symposium on Virtual Environments, 2015, 1–8.
26. Nacke L., Lindley C. Boredom, Immersion, Flow — a Pilot Study Investigating Player Experience. In: Proceedings of the IADIS Gaming 2008: Design for Engaging Experience and Social Interaction. Amsterdam, The Netherland: IADIS Press, 2008, July 25–27, 103–107.
27. Nichols S., Haldane C., Wilson J.R. Measurement of presence and its consequences in virtual environments. International Journal of Human-Computer Studies, 2000, 52(3), 471–491. doi:10.1006/ijhc.1999.0343
28. Palmisano S., Silvestri M., Giuricin M. еt al. Preoperative Predictive Factors of Successful Weight Loss and Glycaemic Control 1 Year After Gastric Bypass for Morbid Obesity. OBES SURG, 2015, 25, 2040–2046.
29. Pan X., Gillies M., Barker C., Clark D.M., Slater M. Socially Anxious and Confident Men Interact with a Forward Virtual Woman: An Experimental Study. PLOS ONE, 2012, 7(4). doi:10.1371/journal.pone.0032931
30. Rebenitsch L., Owen C. Review on cybersickness in applications and visual displays. Virtual Reality, 2016, 20(2), 101–125.
31. Riccio G.E., Stoffregen T.A. An ecological theory of motion sickness and postural instability. Ecological Psychology, 1991, 3, 195–240.
32. Riva G., Davide F., Ijsselsteijn W.A. Being there: Concepts, effects and measurements of user presence in synthetic environments. Ios Press, 2003.
33. Ruddle R.A. The effect of environment characteristics and user interaction on levels of virtual environment sickness. Paper presented at the null, 2004.
34. Schubert T., Friedmann F., Regenbrecht H. The Experience of Presence: Factor Analytic Insights. Presence: Teleoperators and Virtual Environments, 2001, June, 10(3), 266–281. doi:10.1162/105474601300343603.
35. Shin D., Biocca F. Exploring immersive experience in journalism what makes people empathize with and embody immersive journalism? New Media and Society, 2017, 19(11), 1–24.
36. Slater M., Wilbur S. A Framework for Immersive Virtual Environments Five: Speculations on the Role of Presence in Virtual Environments. Presence: Teleoperators and Virtual Environments, 1997, December, 6(6), 603–616. doi:10.1162/pres.1997.6.6.603
37. Slater M. Measuring Presence: A Response to the Witmer and Singer Presence Questionnaire. Presence: Teleoperators and Virtual Environments, 1999, October, 8(5), 560–565.
38. Slater M. Place Illusion and Plausibility Can Lead to Realistic Behavior in Immersive Virtual Environments. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences, 2009, 364(1535), 3549–3557. doi:10.1098/rstb.2009.0138
39. So R.H., Lo W., Ho A.T. Effects of navigation speed on motion sickness caused by an immersive virtual environment. Human Factors, 2001, 43(3), 452–461.
40. Vorderer P., Wirth W., Gouveia F.R., Biocca F., Saari T., Jäncke F., Jäncke P. Mec spatial presence questionnaire (mec-spq): short documentation and instructions for application. In: Report to the european community, project presence, 2004.
41. Weibel D., Wissmath B., Fred W. Mast. Cyberpsychology, Behavior, and Social Networking, 2010, June, 251–256. doi:10.1089/cyber.2009.0171
42. Wiederhold B.K., Davis R., Wiederhold M.D. The effects of immersiveness on physiology. In:
43. G. Riva, B.K. Wiederhold, E. Molinari (Eds.), Studies in health technology and informatics. Virtual environments in clinical psychology and neuroscience: Methods and techniques in advanced patient–therapist interaction, IOS Press, 1998. Vol. 58, 52–60.
44. Witmer B.G., Singer M.J. Measuring Presence in Virtual Environments: A Presence Questionnaire. Presence: Teleoperators and Virtual Environments, 1998, June, 7(3), 225–240. doi:10.1162/105474698565686
45. Yildirim C., Bostan B., Berkman M.I. Impact of different immersive techniques on the perceived sense of presence measured via subjective scales. Entertainment Computing, 2019. Vol. 31, 100308, ISSN 1875-9521. 

Об авторах

• Алек­сандр Ана­то­лье­вич Шаля­пин - пре­по­да­ва­тель кафед­ры новых медиа и тео­рии ком­му­ни­ка­ции, факуль­тет жур­на­ли­сти­ки, Мос­ков­ский госу­дар­ствен­ный уни­вер­си­тет име­ни М.В. Ломо­но­со­ва, Москва, Россия.
• Мария Михай­лов­на Дани­на - кан­ди­дат пси­хо­ло­ги­че­ских наук. Стар­ший науч­ный сотруд­ник, Лабо­ра­то­рия кон­суль­та­тив­ной пси­хо­ло­гии и пси­хо­те­ра­пии, Пси­хо­ло­ги­че­ский инсти­тут, Рос­сий­ская ака­де­мия обра­зо­ва­ния, Москва, Россия.

Смот­ри­те также:

• Авер­бух Н.В. Субъ­ек­тив­ный метод изу­че­ния осо­бен­но­стей пере­жи­ва­ния фено­ме­на присутствия
• Айси­на Р.М., Несте­ро­ва А.А. Кибер­со­ци­а­ли­за­ция моло­де­жи в инфор­ма­ци­он­но-ком­му­ни­ка­ци­он­ном про­стран­стве совре­мен­но­го мира: эффек­ты и риски
• Вой­скун­ский А.Е. Кон­цеп­ции зави­си­мо­сти и при­сут­ствия при­ме­ни­тель­но к пове­де­нию в Интернете
• Яки­мен­ко К.Н. Вир­ту­аль­ная реальность