Investigating and comparing video game-based highlighting techniques in realistic situated environments

Abstract

Highlighting objects or points of interest within a virtual environment is relevant when aiming to guide a user’s attention, as these environments can be crowded with visual stimuli. To achieve effective and immersive highlighting, it is necessary to find suitable techniques. The use of such highlighting techniques is a common practice within video games. This thesis aims to investigate whether video game-based highlighting techniques can be used in the Virtual Reality to effectively attract the user attention while maintaining the immersion in this virtual world. To do this, we first analyzed which techniques are used in video games and then implemented three video game-based techniques (Outline and Marking, Icon and Lightbeam) and one research-based technique (HiveFive). Additionally, we implemented two different environments, a Library and a Meadow, in which we compare the four techniques in a comparative user study on efficiency and user experience. The study showed that Outline and Marking was in general the most effective technique in terms of Completion Time and additionally was rated the most immersive technique. Other techniques often suffer from problems within one of the environments. For example, Lightbeam suffers from occlusion problems in the Library. This shows that video game-based highlighting techniques can be used to effectively guide the attention, while the effectiveness and immersion of some techniques depend on the context in which they are used. Developers should therefore adapt highlighting techniques to the specific environments in which they will be used. Das Hervorheben von Objekten oder interessanten Orten in einer virtuellen Umgebung ist wichtig, um die Aufmerksamkeit eines Nutzers auf diese Punkte zu lenken, da diese Umgebungen visuell überladen sein können. Um eine effektive und immersive Hervorhebung zu erreichen, ist es notwendig, geeignete Techniken zu finden. Die Verwendung solcher Hervorhebungstechniken ist eine übliche Praxis in Videospielen. In dieser Arbeit soll untersucht werden, ob videospielebasierte Hervorhebungstechniken in der Virtuellen Realität eingesetzt werden können, um die Aufmerksamkeit eines Nutzers zu lenken und gleichzeitig die Immersion in dieser virtuellen Welt aufrechtzuerhalten. Um dies zu untersuchen, haben wir zunächst analysiert, welche Techniken in Videospielen verwendet werden, und dann drei videospielbasierte Techniken (Umrandung und Markierung, Icon und Lichtstrahl) und eine forschungsbasierte Technik (HiveFive) implementiert. Zusätzlich haben wir zwei verschiedene Umgebungen, eine Bücherei und eine Wiese, implementiert, um die vier Techniken in einer vergleichenden Nutzerstudie in Bezug auf Effizienz und Nutzererfahrung zu vergleichen. Die Studie zeigte, dass Umrandung und Markierung im Allgemeinen die effektivste Technik in Bezug auf Bearbeitungszeit war und als die immersivste Technik bewertet wurde. Andere Techniken leiden oft unter Problemen innerhalb einer der Umgebungen. Zum Beispiel leidet Lichtstrahl unter Verdeckungsproblemen in der Bücherei. Dies zeigt, dass videospielbasierte Techniken dafür eingesetzt werden können, die Aufmerksamkeit effizient lenken zu können, jedoch die Effizienz und die Immersion einiger Techniken vom Kontext abhängen, in dem sie eingesetzt werden. Entwickler sollten daher Hervorhebungstechniken an die spezifischen Umgebungen anpassen, in welchen diese genutzt werden sollen.