The Impact of Augmented-Reality Head-Mounted Displays on Users' Movement Behavior: An Exploratory Study
增强现实盔装显示器（例如，微软HoloLens）是近年来多媒体和人机交互领域最具创新性的技术之一。尽管其在工程、教育、医学等方面的应用研究不断涌现，但其对用户运动行为的影响仍有待深入研究。运动行为，特别是久坐不动的办公室工作人员，与许多慢性疾病有关。与传统屏幕不同，增强现实盔装显示器（AR-HMD）可以启用移动虚拟屏幕，这可能会影响用户的移动行为。在本文中，我们提出了我们的初步研究，探索AR-HMD对用户的运动行为的影响。我们比较了宏观运动的差异（例如，坐立转换）和微运动（例如，移动头部）在两个实验模式之间（即，空间映射和标签）与一个专用的琐碎的测验任务使用HoloLens。该研究揭示了有趣的发现：强有力的证据支持参与者在标记模式下有更多的头部运动，其中提供了更高的简单性和移动虚拟屏幕的自由度;身体位置/方向变化显示出中等证据的相同效果，而坐-站转换显示两种模式之间没有差异，证据较弱。我们的研究结果意味着几个设计考虑和研究机会，为未来的工作，人体工程学的AR-HMD的角度来看，健康。
2019-06-03 cs.HC
Breaking the Barriers to True Augmented Reality
近年来，增强现实（AR）和虚拟现实（VR）获得了相当大的商业吸引力，Facebook以20亿美元收购了Oculus VR，Magic Leap吸引了超过5亿美元的资金，微软宣布了他们的HoloLens头戴式计算机。人类将走向何方：一个勇敢的新反乌托邦还是一个成真的天堂？在本文中，我们介绍了2014年8月在奈良科学技术研究所举行的研讨会“使增强现实成为现实”开始的讨论。十位科学家受邀参加了为期三天的活动，活动开始时进行了一整天的公开演讲和小组讨论（视频记录可在活动网页上获得），随后是为期两天的圆桌讨论，讨论AR和VR的未来。
2015-12-17 cs.HC
VisAR: Bringing Interactivity to Static Data Visualizations through Augmented Reality
静态可视化具有分析和表达价值。然而，许多交互式任务无法使用静态可视化来完成。随着数据集的规模和复杂性的增长，静态可视化开始失去其对交互式数据探索的分析和表达能力。尽管有静态可视化的这种限制，但仍然存在可视化被限制为静态的许多情况（例如，演示幻灯片或海报上的可视化）。我们相信在许多情况下，静态可视化将受益于允许用户在其上执行交互式任务。受众多商业个人增强现实（AR）设备的引入的启发，我们提出了一个AR解决方案，允许静态可视化数据集的交互式数据探索。特别是，我们提出了一个原型系统名为VisAR，使用微软Hololens，使用户能够完成静态可视化的交互式任务。
2017-08-04 cs.HC
Real-Time Onboard Object Detection for Augmented Reality: Enhancing Head-Mounted Display with YOLOv8
Poznań University of Technology（波兹南理工大学）；University of Cambridge（剑桥大学）
提出一种在 Microsoft HoloLens 2 上机载运行 YOLOv8 的 AR 实时目标检测架构，通过边缘优化流水线实现无需云端卸载的实时处理，并保持满意的 mAP 与定性表现。
2023-06-06 cs.CV cs.HC
Small Object Detection for Near Real-Time Egocentric Perception in a Manual Assembly Scenario
SmartFactory-KL（凯泽斯劳滕智能工厂）；German Research Center for Artificial Intelligence (DFKI)（德国人工智能研究中心）
近实时的【形】检测头戴式增强现实设备的视频流中的小对象是一个巨大的挑战：训练数据通常是稀缺的，输入视频流的质量可能是有限的，并且小对象是众所周知的难以检测。然而，在工业场景中，通常可以利用上下文知识来检测小物体。此外，对象的CAD数据通常是可用的，并且可以用于生成合成训练数据。我们描述了一个近实时的【形】的小型目标检测管道，用于手动装配场景中的自我中心感知：我们基于Unity中的CAD数据和现实背景生成训练数据集。然后，我们训练一个YOLOv4模型进行两阶段的检测过程：首先，识别上下文，然后检测感兴趣的小对象。我们在增强现实设备Microsoft Hololens 2上评估我们的管道。
2021-06-11 cs.AI cs.CV cs.HC
A DirectX-Based DICOM Viewer for Multi-User Surgical Planning in Augmented Reality
术前医学成像是手术计划的重要组成部分。来自医学成像设备（如CT和MRI扫描仪）的数据由DICOM格式的2D图像堆栈组成。相反，3D数据可视化的进步通过将横截面组装成3D体积数据集来提供进一步的信息。随着微软推出HoloLens 2（HL2），这被认为是市场上最好的混合现实（XR）耳机之一，它承诺通过为用户提供沉浸式体验来增强3D可视化。本文介绍了一个原型全息XR DICOM查看器的3D可视化的DICOM图像集的HL2手术计划。我们首先使用本机DirectX11 API和HLSL着色器开发了一个独立的图形C++引擎。在此基础上，该原型进一步应用OpenXR API，以便在XR频谱供应商的各种设备上进行潜在部署。通过对设备的本地访问，我们的原型解开了HL2的3D体渲染和交互的硬件功能的限制。此外，智能手机可以作为输入设备，通过连接到我们的服务器提供另一种用户交互方式。在本文中，我们为HoloLens 2提供了一个全息DICOM查看器，并提供了（i）一个在HL2上实时渲染DICOM图像堆栈的原型，（ii）XR中的三种用户交互类型，以及（iii）对我们的原型进行了初步的定性评估。
2022-10-25 cs.HC cs.MM
Gaze-Vergence-Controlled See-Through Vision in Augmented Reality
Beihang University（北京航空航天大学）；Peng Cheng Laboratory（鹏城实验室）
增强现实（AR）透视视觉是一个有趣的研究课题，因为它使用户能够透过墙壁看到被遮挡的物体。现有的研究大多集中在透视视觉的视觉效果上，而交互方法的研究较少。然而，我们认为，使用共同的互动方式，例如，空中点击和语音，可能不是控制透视视觉的最佳方式。这是因为当我们想要看穿某物时，它与我们的凝视深度/聚散度有物理关系，因此应该由眼睛自然控制。基于这一思想，本文提出了一种新的凝视-聚散度控制（GVC）透视视觉技术。由于需要注视深度，我们用两个红外摄像头和相应的算法构建了一个注视跟踪模块，并组装到微软HoloLens 2中，实现注视深度估计。然后，我们提出了两种不同的GVC模式的透视视觉，以适应不同的情况。大量的实验结果表明，我们的凝视深度估计是有效和准确的。通过与传统的交互方式相比，我们的GVC技术也被证明是优越的效率和更受用户的青睐。最后，我们提出了四个例子的应用程序的凝视聚散度控制透视视觉。
2022-07-06 cs.CV cs.HC
A Space-Agnostic Visual Game Analytics Tool with Adaptive Spatial Reconstruction for Mixed Reality Game Development
Ontario Tech University（安大略科技大学）；Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute（伊戈尔·西科尔斯基基辅理工学院）
针对MR游戏视觉分析工具稀缺且缺乏空间泛化能力的问题，提出一种空间无关工具，集成自适应空间重建与实时目标检测，适用于HoloLens 2，以增强玩家环境洞察。
2026-10-07 cs.HC
Evaluation of a Sign Language Avatar on Comprehensibility, User Experience \& Acceptability
German Research Center for AI（德国人工智能研究中心）
本文研究在 Microsoft Hololens 2 手语虚拟人中添加调整功能的影响，发现尽管用户偏好可调整性，但因缺失关键手语元素和实现问题，用户体验与可理解性未见显著提升，强调虚拟人需默认具备可理解性并建议改进动画与交互设计。
2025-08-07 cs.CL cs.HC
ARWalker: A Virtual Walking Companion Application
本文提出ARWalker，一款基于增强现实的虚拟步行伴侣应用，通过同步步态训练帮助老年人及病理性步态患者恢复健康步态、降低跌倒风险，并在HoloLens 2上完成原型实现与性能评估。
2023-11-13 cs.HC
A Survey of Calibration Methods for Optical See-Through Head-Mounted Displays
Coburg University（科堡大学）；Keio University（庆应义塾大学）；Marxent Labs LLC；Mississippi State University（密西西比州立大学）
光学透视盔装显示器（OST HMD）是用于增强现实的主要输出介质，由于面向消费者的模型（诸如Microsoft Hololens）的不断发布，增强现实在公众中的普及和使用已经显著增长。与虚拟现实头戴式设备不同，OST HMD固有地支持将计算机生成的图形直接添加到用户的眼睛与他们的物理世界视图之间的光路中。与大多数增强和虚拟现实系统一样，OST HMD的物理位置通常由外部或嵌入式6自由度跟踪系统确定。然而，为了适当地渲染被感知为与物理环境空间对准的虚拟对象，还需要精确地测量用户的眼睛在跟踪系统的坐标系内的位置。20多年来，研究人员提出了各种校准方法来确定所需的眼睛位置。然而，迄今为止，还没有对这些程序及其要求进行全面审查。因此，本文调查的OST HMD的校准方法的领域。具体而言，它提供了深入了解校准技术的基础知识，并概述了手动和自动方法，以及评估方法和指标。最后，它还确定了未来研究的机会。%，并因此确定其在3D空间中的位置。
2017-09-13 cs.CV cs.HC
Human-Augmented Reality Interaction in Rebar Inspection
University of New Mexico（新墨西哥大学）
本研究通过30名参与者实验评估了增强现实辅助钢筋检测系统，发现AR能显著降低身体姿势负担和任务完成时间，同时提升系统可用性，减少职业风险。
2026-04-28 cs.HC
Impact of Target and Tool Visualization on Depth Perception and Usability in Optical See-Through AR
Stanford University（斯坦福大学）；SJTU（上海交通大学）；SEU（东南大学）；HUST（华中科技大学）
本研究评估光学透视AR中目标透明度与工具可视化对深度感知和可用性的影响，发现不透明目标与真实工具遮挡能显著提升精度，建议优先跟踪与遮挡处理。
2025-08-25 cs.CV cs.GR cs.HC
Understood: Real-Time Communication Support for Adults with ADHD Using Mixed Reality
本文提出基于HoloLens 2的MR系统Understood，通过实时摘要、情境化词语建议和离题提醒，为成人ADHD患者提供日常沟通支持。
2025-07-26 cs.HC
Investigating Modes of Activity and Guidance for Mediating Museum Exhibits in Mixed Reality
我们提出了一个探索性的案例研究，描述了一个“纯混合现实”的应用程序在博物馆设置的设计和实现，在那里，我们调查使用微软的HoloLens的对象为中心的博物馆调解的潜力。我们的原型支持非专家参观者通过提供与博物馆对象的视觉属性相关的解释来观察雕塑。我们的研究原型的设计和开发是基于两个阶段的游客观察研究和形成性研究，我们进行了应用程序的设计之前。我们总结了这些研究的结果，并解释了它们如何影响我们以用户为中心的内容创作和我们原型的交互设计。我们特别感兴趣的是调查不同的主动性结构在多大程度上影响学习和用户体验。因此，我们详细介绍了我们在原型中实现的三种活动模式。我们的案例研究是由人机交互，人文和博物馆实践领域的研究。因此，我们讨论的核心概念，如基于凝视的互动，以对象为中心的学习，存在，活动和指导模式与跨学科的角度。
2021-06-25 cs.HC
See What I Mean? Mobile Eye-Perspective Rendering for Optical See-through Head-mounted Displays
针对光学透视HMD中摄像头与用户眼部视角的配准偏差问题，提出并评估了三种眼部透视渲染技术，其中基于眼动追踪的Gaze-Proxy EPR作为轻量级方案表现优异。
2025-09-15 cs.HC
Utility of Optical See-Through Head Mounted Displays in Augmented Reality-Assisted Surgery: A systematic review
本文对2013年至2020年期间光学透视盔装显示器（OST-HMD）在增强现实（AR）手术应用中的使用情况进行了系统综述。文章分类如下：OST-HMD器械、手术专业、手术应用背景、可视化内容、实验设计和评价、人机交互的准确性和人为因素。91篇文章符合所有纳入标准。出现了一些明显的趋势。微软的HoloLens在该领域越来越占主导地位，整形外科手术是最受欢迎的应用（28.6%）。到目前为止，最常见的手术环境是手术引导（n=58），分割的术前模型主导可视化（n = 40）。实验主要涉及幻影（n = 43）或系统设置（n = 21），与病人的案例研究排名第三（n = 19），反映了该领域的比较婴儿期。实验涵盖了从注册到感知的问题，具有非常不同的准确性结果。人为因素对OST-HMD实用性具有重要意义。提出的系统解决了一些因素，例如注意力从手术部位转移和2D图像到3D患者解剖结构的心理映射。其他持久的人为因素仍然存在或由OST-HMD解决方案引起，包括易用性，舒适性和空间感知问题。已发表文章的显著上升趋势是明确的，但此类器械尚未在手术室中确立，并且缺乏显示受益的临床研究。在实验室中集中精力解决技术注册和感知因素，再加上设计，结合人为因素的考虑，以解决明确的临床问题，应确保当前的重大研究工作将取得成功。
2022-02-08 cs.HC
Interactive Multi-User 3D Visual Analytics in Augmented Reality
本出版物报告了一个研究项目，在该项目中，我们着手探索增强现实（AR）技术对视觉数据分析的优势和劣势。我们开发了一个AR数据分析应用程序的原型，它为用户提供了一个交互式3D界面，基于手势的控制和多用户支持的共享体验，使多个人能够协同可视化，分析和操纵数据与3D空间中的高维特征。我们的软件原型名为DataCube，运行在Microsoft HoloLens上-这是第一款真正的独立AR耳机之一，通过它，用户可以看到计算机生成的图像覆盖在用户物理环境中的真实物体上。使用手势，用户可以选择菜单选项，通过各种过滤和可视化功能控制3D数据可视化，并在其环境中自由安排各种菜单和虚拟显示。共享的多用户体验允许所有参与的用户看到虚拟环境并与虚拟环境交互，一个用户做出的改变将立即对其他用户可见。当用户一起参与时，他们不受限制地同时观察物理世界，因此他们也可以看到非语言线索，例如物理环境中其他用户的手势或面部反应。该研究项目的主要目标是找出AR接口和协作分析是否可以为数据分析任务提供有效的解决方案，我们的原型系统的经验证实了这一点。
2020-02-13 cs.HC cs.MM
Alignment of the Virtual Scene to the Tracking Space of a Mixed Reality Head-Mounted Display
针对OST-HMD虚拟场景与追踪空间的配准需求，提出黑盒3D投影校准及多点快速对齐方法，并在HoloLens和Epson Moverio BT-300上验证可达约4 mm平均重投影精度。
2019-03-27 cs.HC
