Exploring novel VR exergame locomotion methods with SWiP: a Supported Walk-in-Place locomotion system

Abstract

This thesis explores novel, physically challenging, locomotion methods within virtual reality (VR). In this work, we develop, experiment and evaluate a prototype system capable of employing multiple playing poses. We designed four different movement approaches utilizing position/orientation trackers attached to user's limbs and waist. From these approaches, we decided to proceed further with two of the most promising ones. We conducted an user study (N=10) comparing these two approaches to receive more diverse feedback. The main themes revolving around the study were usability, simulator sickness and exercise.

We decided to name the developed movement approaches according to the playing pose: Chair, Supine, Rings and Dip Rack. The two modes chosen for the user study were Chair and Supine. In the Chair mode the player sits on a swivel chair and imitates walking or running by swinging their legs in the air. In the Supine mode the player lies on the ground on their back and swings their legs in the air.

Based on the user feedback, we can conclude that there exists potential within the experimented approaches. Due to the small size of our user study we are unable conclude any statistical relevance, but we believe that this work can provide valuable information for future VR locomotion methods, as well as exergames.

Tämän diplomityön aihe on uudenlaiset virtuaalisen todellisuuden (eng. virtual reality, VR) liikkumistavat, jotka hyödyntävät fyysisesti vaativia asentoja ja liikkeitä. Tässä työssä kehitämme, testaamme ja arvioimme kehittämäämme prototyyppiä. Kehitimme neljä eri tapaa liikkua virtuaalisessa todellisuudessa hyväksikäyttäen pelaajan jalkoihin, käsiin ja vyötärölle kiinnitettyjä sijainti- ja asentojäljittimiä. Näistä neljästä lähestymistavasta, kahdesta ilmeni muita enemmän potentiaalia, joten otimme ne jatkokehitykseen. Suoritimme laadullisen käyttäjätutkimuksen (10 testaajaa) saadaksemme monimuotoisempaa palautetta prototyypistämme. Vertailimme käyttäjätesteissä kahta eri lähestymistapaamme seuraavien teemojen ympärillä: käytettävyys, virtuaalipahoinvointi ja liikunta.

Kutsumme kehittämiämme liikkumistapoja pelaamisasennon mukaan: Tuoli, Selällään Makaaminen, Renkaat ja Dippiteline. Valitsemamme kaksi tapaa olivat Tuoli ja Selällään Makaaminen. Tuoli-pelitavassa pelaaja istuu toimistotuolilla ja imitoi kävelemistä tai juoksemista jalkojaan ilmassa heiluttaen. Selällään Makaamis -pelitavassa pelaaja makaa selällään patjalla ja heiluttaa jalkoja ilmassa.

Käyttäjätestauksen palautteesta pystyimme päättelemään, että kehittämissämme liikkumistavoissa on potentiaalia. Pienen testaajamäärän vuoksi emme voi todeta tilastollista merkityksellisyyttä havainnoillamme, mutta pyrimme silti luomaan tällä työllä pohjaa tulevaisuuden virtuaalisen todellisuuden liikkumistavoille, sekä liikuntapeleille.