虛擬現實 (VR) 技術曾被視為新奇事物，但多年來已得到顯著改進，并廣泛應用于醫療保健、制造和培訓等領域。

為了改進VR系統，研究人員專注于VR界面元素（即目標）的尺寸、位置和距離如何影響用戶性能。例如，相比較小或較遠的目標，用戶可以更快、更有效地與較大或較近的目標進行交互。

然而，到目前為止，很少有研究調查這些元素如何影響用戶的身體。

人體工程學專家Jeong Ho “Jay” Kim 博士與德克薩斯 A&M 大學公共衛生學院的研究人員共同開展了一項研究 ，是少數評估目標尺寸如何影響用戶頸部和肩部生物力學、任務表現和認知負荷的研究之一。

“與電腦、智能手機和其他科技產品一樣，VR 系統也會增加用戶眼疲勞和重復性壓力損傷的風險，”Kim 說道。“我們希望了解 VR 界面如何影響用戶健康，以幫助制定 VR 使用指南。”

在這項發表于《人體工程學》雜志的研究中，Kim 和俄勒岡州立大學和北伊利諾伊大學的同事對 20 名年齡在 18 至 49 歲之間的成年人進行了研究，這些成年人在過去一周內沒有出現頸部和肩部肌肉骨骼問題或頸部和肩部疼痛的病史。

參與者使用帶有手部追蹤模塊的商用現成 VR 耳機執行兩項任務：指向排列成圓圈的圓形目標以及為三乘三網格中突出顯示的方塊著色。

兩項任務都設置了小、中、大三個目標，小目標比中目標小50%，大目標比中目標大50%。在參與者執行這些任務時，研究人員使用運動捕捉攝像系統測量頸部和肩關節的運動，并使用肌電圖收集肌肉活動數據。

參與者還回答了有關每項任務所涉及的精神和身體要求、努力、挫折、痛苦和參與度以及完成每項任務需要多長時間的問題。

發現

“我們發現，在大型目標任務中，頸部肌肉活動最為活躍，這可能是因為參與者需要更多地移動頭部來與物體互動，”Kim說道。“同樣，參與者肩部的生物力學負荷也更大，在執行大型目標任務時，他們的運動幅度也更大。”

此外，參與者認為這些任務的腦力要求較低，這可能是因為它們簡單且持續時間短，但報告稱，大目標的挑戰性略高。此外，完成大目標的任務比完成小目標或中等目標的任務花費的時間更長。

這些發現表明目標尺寸可能會對VR用戶的身心產生影響，但研究人員也指出了他們的研究存在一些局限性。首先，任務時間短且相對簡單，因此無法衡量長期使用帶來的疲勞影響。此外，該研究僅關注年輕參與者，這意味著研究結果可能不適用于年長用戶。最后，該研究僅使用了單一的VR系統模型。

Kim 表示，未來的研究將采用更廣泛的參與者年齡范圍、更長的持續時間、更復雜的任務和其他型號的 VR 頭戴設備來擴展這項研究的成果。

“盡管如此，我們的研究強調了在設計界面時關注目標尺寸及其對身體和認知表現的可能影響的必要性，”Kim說道。“通過更好地了解目標尺寸和距離如何影響用戶，設計師可以降低肌肉骨骼問題的風險，減輕認知負荷，并提升用戶體驗。”

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2025-05-03

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