Virtual Reality for Mobile Knowledge Work

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Biener, Verena:
Virtual Reality for Mobile Knowledge Work.
Bayreuth , 2024 . - VIII, 153 S.
( Dissertation, 2024 , Universität Bayreuth, Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik)

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Abstract

In recent years, mobile work concepts have been on the rise which are generally well-suited for knowledge workers, who typically only need some kind of computer and an internet connection. However, different locations could have certain drawbacks such as the need to work on smaller portable devices. In the scope of this thesis, I explored in a series of studies how virtual reality (VR) could be used as a tool for knowledge work to overcome such problems. The studies showed that tasks involving layers of information that need to be reordered can benefit from the three-dimensional visualization in VR and that the large virtual display space in VR can reduce the search time for preattentive targets. Moreover, this thesis presents multimodal interaction techniques in the context of knowledge worker tasks that combine touchscreens with eye-tracking and a spatially tracked pen and, therefore, can be used even in confined spaces. These techniques were found usable, useful and enjoyable by participants. In addition, a performance study showed that combining eye-gaze and touch outperforms a touch-only interface when interacting with multiple virtual displays. However, studying the use of VR for work for extended periods of time showed that it leads to worse ratings for most measures, such as simulator sickness, task load, or visual fatigue, compared to a similar physical setup. Yet, some observations also suggested accommodation effects. In addition, another study indicated that when working in VR, users feel less safe in a public environment than with an augmented reality device or a laptop because they are less aware of their surroundings. Overall, these results show that it is feasible to use VR for mobile knowledge work, but there are still drawbacks, especially for long-term use or use in public scenarios, that could outweigh the benefits. While some drawbacks can only be overcome with improved hardware, others could be reduced by carefully designing applications, devices, and guidelines for using VR, with the goal of supporting knowledge workers in the best possible way.

Abstract in weiterer Sprache

In den letzten Jahren sind mobile Arbeitskonzepte immer mehr auf dem Vormarsch. Diese sind im Allgemeinen sehr gut für Wissensarbeiter geeignet, die typischerweise nur einen Computer und eine Internetverbindung benötigen, um ihre Arbeit zu erledigen. Verschiedene Orte können jedoch gewisse Nachteile mit sich bringen, wie zum Beispiel, dass auf kleineren, portablen Geräten gearbeitet werden muss. Im Rahmen dieser Arbeit habe ich in einer Reihe von Studien untersucht wie die Virtuelle Realität (VR) für die Wissensarbeit genutzt werden kann, um solche Probleme zu lösen. Diese Studien haben gezeigt, dass Tätigkeiten, bei denen mehrere Ebenen mit Informationen neu angeordnet werden sollen, von einer dreidimensionalen Darstellung in VR profitieren und, dass der große virtuelle Anzeigeraum in VR die Suche nach einem präattentive Objekt beschleunigen kann. Des Weiteren stellt diese Arbeit multimodale Interaktionstechniken im Kontext der Wissensarbeit vor, die Touchscreens mit Eye-Tracking und einem räumlich getrackten Stift kombinieren and daher auch an beengten Orten genutzt werden können. Diese Interaktionstechniken wurden von den Probanden als brauchbar, nützlich und angenehm empfunden. Zusätzlich hat eine Studie gezeigt, dass die Kombination aus Blicksteuerung und Toucheingabe bei der Interaktion mit mehreren virtuellen Bildschirmen besser abschneidet als eine reine Toucheingabe. Eine Untersuchung zur Nutzung von VR zum Arbeiten über einen längeren Zeitraum, zeigte, dass dies zu schlechteren Bewertungen bei den meisten Messungen, wie zum Beispiel zur Simulatorkrankheit, zur Arbeitsbelastung oder zur visuellen Ermüdung, im Vergleich zu einem ähnlichen physischen Arbeitsplatz führt. Einige Beobachtungen weisen jedoch auch auf Akkommodationseffekte hin. Zusätzlich zeigte eine weitere Studie, dass sich Nutzer während dem Arbeiten an einem öffentlichen Ort mit VR weniger sicher fühlen als mit einem Augmented Reality Gerät oder einem Laptop, da sie ihre Umgebung weniger bewusst wahrnehmen. Insgesamt zeigen diese Ergebnisse, dass es praktikabel ist VR für die mobile Wissensarbeit zu nutzen, es aber immer noch Nachteile gibt, welche die Vorteile überwiegen könnten, besonders bei der Langzeitnutzung oder bei der Nutzung in der Öffentlichkeit. Während einige Nachteile nur mit verbesserter Hardware überwunden werden können, könnten andere durch sorgfältig entwickelte Anwendungen, Geräte oder Richtlinien zum Nutzen von VR verringert werden, mit dem Ziel Wissensarbeiter bestmöglich zu unterstützen.