随着信息技术的不断发展和计算机图形技术的不断完善,虚拟现实技术得到国家和市场的充分认可,成为当下火热的新型产业。虚拟现实是通过计算机把构想的世界以模型的形式建造出来,通过渲染技术为模型赋予与真实世界视觉相似的材质和颜色,并利用各种传感器设备,使用户“沉浸”在构建的虚拟环境中以达到特定的目的。本课题针对虚拟现实环境中目标区域形态对移动操作方式的效率性影响展开研究。虚拟空间中目标形态对于提升操作效率起着关键性的作用。而在虚拟现实环境中移动指定的对象进入目标区域,影响操作绩效的自变量种类有很多,其中包括人与操作对象的深度距离、起止位置之间的距离、操作对象的尺寸参数、目标区域的宽度、高度和深度等。为探究不同变量对操作绩效的影响,尤其是目标区域形态对操作效率的影响。本课题选择了形态比例作为主要研究对象,设置了13组不同形态比例,2组移动对象尺寸、2组移动距离值和2组容差值(容差是指目标区域的长度或者宽度与小球直径的差值)。目标区域的长宽参数是通过形态比例值和容差值进行计算得出。因变量选择操作正确率和操作时间,其中正确率仅作为参考说明,着重探讨以上变量对操作时间的影响。此外,考虑虚拟现实环境中操作方式的多样性,实验选择了目前较为成熟的手持设备、眼动追踪和头部追踪操作方式。本研究发现,在手持设备操作和头部追踪操作情况下,4种自变量对操作时间均具有显著性影响。眼动追踪操作方式情况下,形态比例变量(Ratio)对操作时间不具有显著性影响(P=0.055),其他3个变量对眼动追踪操作时间有显著性影响。通过对比完成任务的时间,发现眼动追踪操作方式难度最大,操作时间最长。头部追踪操作的时间略大于手持设备的操作时间。在形态比例为1的情况下,3种操作方式的操作时间都达到最大,这说明操作时间受到了目标区域宽度和高度的共同影响。但是当保持宽度值不变,增大高度值时,手持设备和头部追踪交互方式的操作时间缩短不明显,这说明受到宽度的影响更大。这为在虚拟现实环境中进行界面设计提供了重要的参考价值。而眼动追踪操作方式受宽度和高度的影响都很大,随着宽度和高度的增大,操作时间缩短很明显。这说明眼动控制的行为特征与另外两种操作方式不同。结合学者们在二维平面中使用的拟合公式,进行本实验结果的数据拟合,发现整体的拟合程度较为一般。采用手持设备和头部追踪进行操作时,Zhai在2003年提出的公式拟合程度最高。对眼动追踪操作进行拟合时,发现W*H模型的拟合程度更高。此外,对眼动追踪操作的数据进行拟合模型时,a出现了负值,这说明用传统的Fitts’模型拟合眼动操作存在不合理性,眼睛的行为特征与手的行为特性有差别。最后,虚拟现实属于三维空间环境,且本课题研究中发现小球半径(r)对操作时间具有显著性影响。因此,修订公式中的ID值表达方式,进行重新拟合,发现半径的影响系数很低,说明半径对操作时间影响较小。此外,新公式的拟合程度并没有较好改善。