UrbanRama: Navigating Cities in Virtual Reality
探索大型虚拟环境（如城市）是游戏和城市规划等多个领域的中心任务。VR系统可以通过提供沉浸式体验来极大地帮助完成这项任务;然而，传统意义上查看和导航城市的一个常见问题是，用户可以获得本地或全球视图，但不能同时获得两者，这要求他们不断在视角之间切换，失去上下文并分散他们的分析。在本文中，我们的目标是允许用户在不改变视角的情况下导航到感兴趣的点。为了实现这一点，我们设计了一个直观的导航界面，利用VR提供的强烈的空间感。我们用一个扭曲环境的视角来补充这个界面，称为UrbanRama，它基于圆柱投影，提供了局部和全局视图的混合。这个界面的设计是与建筑师和城市规划师合作的迭代过程。我们进行了一项定性和定量的试点用户研究，以评估UrbanRama，结果表明我们的系统在减少视角变化方面的有效性，同时确保翘曲不会影响距离和方向感知。
2021-12-11 cs.GR cs.HC
Virtual Astronaut for Scientific Visualization - A Prototype for Santa Maria Crater on Mars
为了支持来自火星的多任务数据的科学可视化，虚拟宇航员（VA）创建了一个基于Unity3D游戏引擎的交互式虚拟3D环境。根据轨道和机遇号火星车覆盖火星子午线平原圣玛丽亚陨石坑的数据进行了原型研究。圣玛丽亚的VA提供了成像、成分和矿物学信息的动态视觉表示。VA可以让你在场景中导航，并为漫游者的操作提供地貌和地质背景。用户交互包括原位观测可视化、特征测量和漫游车驱动器的动画控制。本文介绍了我们的方法和实现的VA系统。本文还简要介绍了原型系统的功能和用户反馈。根据外部审查和科学界的评论，在圣玛丽亚的原型已经证明，VA是一个有效的工具，虚拟地理视觉分析。
2017-11-07 astro-ph.IM cs.HC
Simulation and Virtual Prototyping of Tangible User Interfaces
原型技术是有形用户界面研究与开发的重要组成部分。在从想法到工作原型的过程中，新的硬件原型通常必须在无数次迭代中反复制作。这让我们想到了虚拟原型，它展示了与真实TUI相同的功能，但减少了必须花费的时间和资源。基于现有的开源软件-中间件机器人操作系统（ROS）和3D模拟器Gazebo -我们创建了一个工具包，可用于开发和测试作为虚拟设备的有形用户界面的全功能实现。TUI与其他硬件和软件组件之间的整个交互由中间件控制，而人与TUI的交互可以使用3D模拟器和3D输入/输出技术来探索。我们认为，通过模拟部分的硬件-软件协同设计过程中，整体开发工作可以减少。
2014-06-02 cs.HC
Designing Loving-Kindness Meditation in Virtual Reality for Long-Distance Romantic Relationships
本文通过情侣参与式工作坊设计并实现了一款面向异地恋情侣的 VR 慈心冥想应用原型，研究表明该原型比传统视频会议工具更有利于改善亲密关系并更适合长期使用。
2023-09-21 cs.HC
Toward Scalable Patient Safety Training: A Prototype for Root Cause Analysis Simulation With AI Virtual Avatars
Khoury College of Computer Science, Northeastern University（东北大学科利计算机学院）；Department of Computer Science, San Francisco State University（旧金山州立大学计算机科学系）；Northeastern University, Vancouver（温哥华东北大学）
本文提出一种AI驱动的仿真平台，通过根因分析模拟提升患者安全培训的可扩展性，利用虚拟角色和AI技术实现沉浸式学习，降低培训成本。
2026-03-18 cs.HC
CityScopeAR: Urban Design and Crowdsourced Engagement Platform
城市规划、城市设计和建筑的过程本质上是有形的、迭代的和协作的。然而，这些领域中的大多数工具提供虚拟环境和单一用户体验。本文介绍了CityScopeAR：一个为协同城市设计过程设计的计算-有形混合现实平台。它描绘了该工具的演变，并概述了著名的CAD和TUI平台的历史和局限性。此外，它描述了TUI和CityScopeAR之间的分布式网络系统的开发，作为设计协作的关键。它分享了使用这些工具的广泛和分散的社区参与进程的潜在优势。最后，本文展示了CityScopeAR的几个真实世界的测试和部署，并提出了未来在城市设计和公众参与中整合AR/MR设备的路径。
2019-07-19 cs.HC
Simulating Wearable Urban Augmented Reality Experiences in VR: Lessons Learnt from Designing Two Future Urban Interfaces
本研究通过VR模拟可穿戴城市AR应用，评估其可行性，发现能有效引发功能与情境反馈，但视觉质量评估受限，并提出设计建议。
2024-03-18 cs.HC
Improving Pedestrian Priority via Grouping and Virtual Lanes
共享空间设计应用于城市街道，以支持无障碍通行，并将交通参与者（如行人，骑自行车者和车辆）整合到一个共同的道路空间中。无论低速环境如何，与机动车共享空间都会使弱势道路使用者感到不安。然而，集体行走增加了他们的信心，也影响了司机的让步行为。因此，我们提出了一种创新的方法来支持行人通过分组和项目的虚拟车道共享空间。本文介绍了人群转向系统的重要组成部分，讨论了使能因素和差距，在当前的方法，并说明了所提出的想法与概念图。
2022-05-18 cs.HC
Sight, Sound and Smell in Immersive Experiences of Urban History: Virtual Vauxhall Gardens Case Study
本研究以虚拟沃克斯豪尔花园为案例，开发可同步多感官的便携式嗅觉显示设备并开展评估，证实嗅觉刺激能提升VR历史遗产体验的用户参与度，且此类体验需适配更精细化的评估方法。
2025-05-19 cs.CY cs.HC
UrbanVR: An immersive analytics system for context-aware urban design
城市设计是一门高度可视化的学科，需要可视化来做出明智的决策。然而，传统的城市设计工具大多局限于缺乏直观意识的2D显示器上的表示。盔装显示器（HMD）的普及促进了消费级3D显示器的有前途的替代方案。我们引入UrbanVR，这是一个具有有效可视化和交互技术的沉浸式分析系统，使建筑师能够在虚拟现实（VR）环境中评估设计。具体来说，UrbanVR包含1）自定义平行坐标图（PCP）设计，以促进高维设计指标的定量评估，2）一系列以自我为中心的交互，包括手势交互和手势栏隐喻，以促进用户交互，以及3）视点优化算法，以帮助用户探索PCP进行定量分析，并探索感兴趣的对象进行上下文感知。通过定量的用户研究和定性的专家反馈，验证了系统的有效性和可行性。
2021-08-23 cs.GR cs.HC
A Design Approach and Prototype Implementation for Factory Monitoring Based on Virtual and Augmented Reality at the Edge of Industry 4.0
针对工业VR/AR监控系统设计方向不统一、架构选择存疑的问题，研究提出边缘计算结合云、融合VR与AR的工厂监控方案，配套基础本体，并基于ENERMAN H2020项目工厂用例实现原型，为相关设计提供参考。
2023-06-16 cs.HC cs.SY eess.SY
Refining StreamBED Through Expert Interviews, Design Feedback, and a Low Fidelity Prototype
StreamBED是一个嵌入式VR培训，让公民科学家进行定性流评估。早期的研究结果获得了积极的反馈培训定性评估使用不同的流空间的虚拟表示，但提出了特定领域的挑战;新手生物学家有麻烦解释定性协议，并需要实质性的指导，寻找和解释环境的线索。为了解决这些问题，在重新设计，这项工作使用研究通过设计（RTD）的方法来考虑专家流生物学家，第一手流监测经验，与教育和游戏设计师的讨论，并从低保真度原型的反馈。定性研究结果发现，培训应促进个人的叙述，最大限度地提高现实主义，并应使用社会动态支架学习。
2017-02-07 cs.HC
Perspectives from Naive Participants and Experienced Social Science Researchers on Addressing Embodiment in a Virtual Cyberball Task
本文通过让朴素参与者与经验丰富的研究人员共同测试含虚拟化身定制的沉浸式虚拟Cyberball任务，揭示两类群体在设计取向上的分歧，并论证多利益相关者反馈对改进社会科学虚拟现实系统设计的价值。
2023-12-05 cs.CY cs.HC
Effect of eHMI on pedestrian road crossing behavior in shared space with Automated Vehicles-A Virtual Reality study
本研究通过虚拟现实实验考察共享空间中eHMI对行人与自动驾驶汽车互动的影响，发现eHMI影响行人注视行为但不改变过街决策，且参与者对VR体验和自动驾驶汽车表现出高信任与安全感。
2023-08-12 cs.HC
Virtual Buddy: Redefining Conversational AI Interactions for Individuals with Hand Motor Disabilities
针对手部运动障碍个体操作对话式人工智能的困难，提出Virtual Buddy原型，通过创建多智能体角色实现一对多交互，减少持续数据输入，从而丰富该群体的交互体验。
2024-11-12 cs.HC
Exploration of Interaction Techniques for Graph-based Modelling in Virtual Reality
在沉浸式环境中编辑和操纵基于图形的模型在很大程度上是未开发的，某些设计活动可以从使用这些技术中受益。例如，在建筑建模的案例研究中，虚拟现实的3D上下文自然地匹配预期的输出产品，即3D建筑几何形状。由于缺乏最先进的技术和实践的状态，我们探索基于VR的交互式建模领域，并提供有关如何在这种情况下实现适当的交互的见解，广泛可用的设备。因此，我们产生了几个开源软件原型，用于在VR中操作基于图形的模型。
2020-01-03 cs.HC
Designing Interactions With Shared AVs in Complex Urban Mobility Scenarios
本文为步行城市空间中的共享自动驾驶交通舱设计并评估外部人机界面，结合实体工具包与虚拟现实实验，指出应整体看待 AV 服务交互中的显式信息与隐式运动线索。
2024-06-18 cs.HC
Roadway Design Matters: Variation in Bicyclists' Psycho-Physiological Responses in Different Urban Roadway Designs
作为一种更健康、更可持续的出行方式，自行车一直受到文献和政策的倡导。然而，目前骑自行车的车祸死亡率的趋势表明，目前的道路设计在保护这些脆弱的道路使用者方面存在缺陷。缺乏自行车数据是研究不同设计背景下骑自行车者安全、行为和舒适度的常见挑战。为了更有效、安全地了解骑自行车者的行为和生理反应，本研究在一个沉浸式虚拟环境（IVE）中使用自行车模拟器。利用现成的传感器来评估骑自行车者的骑车性能（速度和车道位置）和生理反应（眼动追踪和心率（HR））。参与者在模拟的虚拟环境中骑自行车，该环境是根据具有共享自行车道（浅滩）的真实世界街道进行建模的，以评估引入自行车道和带塔的受保护自行车道可能如何影响安全感以及行为和心理-生理反应。来自50名参与者的结果表明，受保护的自行车道设计获得了最高的感知安全评级，并表现出最低的平均自行车速度。此外，自行车道和受保护的自行车道的情况下，示出了分散的视线分布比建成的浅的情况下，反映了较高的注视集中在骑自行车的人骑自行车的任务，在自行车道和受保护的自行车道的情况下，相比，当骑自行车的人共享的方式与车辆的权利。此外，这项研究的心率变化点结果表明，为骑自行车的人建立专用区（自行车道或受保护的自行车道）有可能降低骑自行车的人的压力水平。
2022-02-27 cs.HC
SURVIVRS: Surround Video-Based Virtual Reality for Surgery Guidance
针对偏远地区医疗资源不足的问题，研发了SURVIVRS环绕式视频VR手术引导系统，支持远程专家实时指导与手术复盘教学，经可用性评估获用户高度认可，为推动医疗公平提供了可行方案。
2023-02-08 cs.HC
Decoding pedestrian and automated vehicle interactions using immersive virtual reality and interpretable deep learning
Ryerson University（瑞尔森大学）
为了确保在自动驾驶汽车时代行人友好的街道，重新评估城市地区的现行政策，做法，设计，规则和法规至关重要。本研究调查行人过街行为，作为城市动态的一个重要因素，预计将受到自动驾驶汽车的存在。为此，提出了一个可解释的机器学习框架，以探讨在自动驾驶汽车存在的情况下，影响行人在穿过中间街区人行横道前等待时间的因素。为了收集丰富的行为数据，我们开发了一个动态和沉浸式的虚拟现实实验，180名参与者来自大多伦多地区（GTA）4个不同地点的异质人群。然后使用数据驱动的Cox比例风险（CPH）模型分析行人等待时间行为，其中协变量的线性组合被灵活的非线性深度神经网络取代。所提出的模型在拟合优度方面实现了5%的改进，但更重要的是，使我们能够纳入更丰富的协变量集。一个基于博弈论的可解释性方法被用来了解不同的协变量的行人等待过马路前的时间的贡献。结果表明，道路上自动驾驶汽车的存在，更宽的车道宽度，道路上的高密度，有限的视线距离和缺乏步行习惯是导致等待时间延长的主要因素。我们的研究表明，为了向对残疾人友好的城市地区迈进，应考虑国家一级的儿童教育方案，加强老年人的安全措施，推广积极的交通方式，并修订交通规则和条例。
2021-01-05 cs.HC cs.LG
Fly Away: Evaluating the Impact of Motion Fidelity on Optimized User Interface Design via Bayesian Optimization in Automated Urban Air Mobility Simulations
本研究通过虚拟现实空中出租车模拟实验，发现运动保真度降低用户信任、理解和接受度，但优化界面设计差异不大，建议未来UAM研究考虑运动保真度并个性化界面设计。
2025-01-24 cs.HC
Prototyping a Virtual Agent for Pre-school English Teaching
本文介绍了一个案例研究和原型的智能虚拟代理（IVA）为讲西班牙语的学龄前儿童英语词汇建设的见解。经过初步探索，以评估开发IVA的可行性，我们遵循以人为本的设计（HCD）的方法来创建一个原型。我们报告的多学科的过程中使用的，其中包括两个著名的教育概念：游戏化和讲故事的参与的主要组成部分。我们的研究结果表明，多学科的方法来开发一个教育IVA是有效的。我们报告了构思和设计过程的相关方面，这些方面为项目的愿景和使命提供了信息。
2022-02-08 cs.HC
vrCAPTCHA: Exploring CAPTCHA Designs in Virtual Reality
随着虚拟现实（VR）设备中在线访问的普及，研究VR设备中专用的、交互式的CAPTCHA（完全自动公共图灵测试来区分计算机和人类）设计将变得重要。在本文中，我们首先提出了四个传统的二维（2D）CAPTCHA（即，基于文本的、图像旋转的、图像困惑的和图像选择的验证码）。然后，基于VR设备的三维（3D）交互特性，我们提出了两个vrCAPTCHA设计原型（即，任务驱动和基于身体运动的CAPTCHA）。我们对六名参与者进行了用户研究，以探索我们的两种vrCAPTCHA和传统CAPTCHA在VR中的可行性。我们相信我们的两个vrCAPTCHA可以为VR中CAPTCHA的进一步设计提供灵感。
2021-02-25 cs.HC
Mindscape: Research of high-information density street environments based on electroencephalogram recording and virtual reality head-mounted simulation
本研究利用脑电图与虚拟现实模拟，探究东亚步行街店面招牌密度对行人脑电波的影响，并提出城市更新与步行街设计策略。
2024-09-02 cs.HC
Exploring the Front Touch Interface for Virtual Reality Headsets
在本文中，我们提出了一种新的接口虚拟现实耳机：触摸板在前面的耳机。为了证明正面触摸界面的可行性，我们构建了一个原型设备，探索了VR UI设计空间的扩展，并进行了各种用户研究。我们从初步测试开始，看看人们如何直观和准确地与前触摸板进行交互。然后，我们进一步试验了各种用户界面，如二进制选择，典型的菜单布局和键盘。还探索了双指和拖放，以找到适当的选择技术。作为一种低成本、轻重量、低功耗的技术，触摸传感器可以成为移动耳机的理想接口。此外，前触摸区域可以足够大以允许宽范围的交互类型，诸如多手指交互。有了这种新颖的前触摸界面，我们为新的虚拟现实交互方法铺平了道路。
2016-08-01 cs.HC
Levitation Simulator: Prototyping Ultrasonic Levitation Interfaces in Virtual Reality
我们提出的悬浮模拟器，一个系统，使研究人员和设计人员迭代开发和原型悬浮接口的想法在虚拟现实。这包括用户测试和正式实验。我们推导出一个模型的悬浮粒子在这样的接口的运动。在此基础上，我们开发了一个虚拟现实中悬浮界面的交互式仿真，它展示了真实界面的动力学特性。费茨定律指向研究的结果表明，悬浮模拟器能够实现与真实原型相当的性能。我们在悬浮模拟器中开发了前两个专门用于悬浮界面的交互式游戏：LeviShooter和BeadBounce，然后在真实界面上实现它们。我们的研究结果表明，在两种环境中，参与者在玩游戏时经历了相似的用户参与度。我们分享我们的悬浮模拟器作为开源，从而使悬浮研究民主化，而不需要悬浮装置。
2020-05-13 cs.HC cs.SY eess.SY
Autark: A Serverless Toolkit for Prototyping Urban Visual Analytics Systems
Universidade Federal Fluminense（弗鲁米嫩塞联邦大学）；New York University（纽约大学）；University of Illinois Chicago（伊利诺伊大学芝加哥分校）
本文提出Autark，一个用于快速原型设计城市视觉分析系统的无服务器工具包，通过领域感知抽象和结构化接口，提升AI辅助编码效率，并通过实验验证其在构建稳健可共享原型中的能力。
2026-04-22 cs.GR cs.HC cs.SE
MACeIP: A Multimodal Ambient Context-enriched Intelligence Platform in Smart Cities
University of New Brunswick（新不伦瑞克大学）；RMIT University（皇家墨尔本理工大学）
本文提出MACeIP，一个集成IoT、边缘与云计算及多模态AI的智慧城市综合平台，通过交互枢纽、资产管理等组件提升城市管理，并在多城市验证其可扩展性与用户中心性。
2024-09-23 cs.AI cs.ET cs.HC
Voice2Action: Language Models as Agent for Efficient Real-Time Interaction in Virtual Reality
Cornell Tech（康奈尔科技学院）
针对VR中部署大语言模型智能体存在的交互效率低、3D操作类别复杂的问题，提出Voice2Action框架，通过分层分析语音与文本指令、结合环境反馈实时划分交互任务，在城市工程VR场景中实现了更高效准确的交互效果。
2023-09-29 cs.AI cs.CL cs.HC
MVC-3D: Adaptive Design Pattern for Virtual and Augmented Reality Systems
在本文中，我们提出了MVC-3D设计模式来开发虚拟和增强（或混合）现实界面，使用新型传感器，模态和实现特定的算法和仿真模型。该模式通过丰富视图组件（交互式视图）和添加特定组件（库），代表了经典MVC模式的扩展。增强现实界面的开发结果表明，M，iV和C组件的复杂性降低。复杂性仅在库组件（L）上增加。这有助于程序员很好地构建他们的模型，即使接口复杂性增加。所提出的设计模式也被用于一个称为MVC-3D的设计过程中，该过程可以实现从初始原型到最终系统的无缝演进。
2019-03-01 cs.HC cs.SE
