Факторы, влияющие на чтение в AR

Перевод статьи исследователя текстов в AR Найтиша.

Мы находимся на ранних стадиях погружения в дополненную реальность (AR) и новых способов взаимодействия с элементами в пространстве. Объём текста в большинстве сценариев ограничен несколькими строками или короткими фрагментами текста.

Тем не менее по мере движения ко всеобщему использованию AR количество текста будет расти в геометрической прогрессии. Некоторые из вас могут подметить, что голосовой пользовательский интерфейс — это ещё одна важная вещь, но возьмите самое простое приложение на своём телефоне и представьте себе его использование в AR.

Даже простые приложения имеют несколько текстовых элементов, которые позволяют нам быстро ознакомиться с различными возможностями за один раз и которые невозможно воспроизвести в голосовом формате, только если вы не развили в себе сверхчеловеческую избирательную способность слушать.

Итак, давайте же разберёмся, какие ключевые факторы влияют на наш опыт чтения в AR.

Чтение — довольно простая задача, требующая быстрого и точного перевода из орфографии в фонологию. Если читатель не может чётко видеть буквы, то вряд ли у него получится что-то прочитать.

Эффективность чтения зависит от остроты и ясности зрения, которые напрямую зависят от оптических и нервных факторов, таких как острота фокуса в глазу, чувствительность нервных окончаний и способности мозга к интерпретации.

Офтальмологи используют способность видеть и читать маленькие буквы на расстоянии как клинический метод измерения зрительной функции.

Острота зрения, необходимая для нормального пользования AR-устройствами, может быть рассчитана на основе количества пикселей на 1°, которые будут показываться глазу.

Это значит, что количество пикселей в горизонтальной строке дисплея должно быть разделено на горизонтальное поле зрения, обеспечиваемое оптикой гарнитуры (объектива). Например, на дисплее с разрешением 1280 на 800 пикселей количество пикселей на глаз будет составлять 640 на 800, а при поле зрения в 90° количество пикселей на 1° будет составлять 7,1 (640 поделить на 90).

Это слишком низкое значение по сравнению с разрешением сетчатки глаза, ведь оно приблизительно равно значению в 60 пикселей на градус. Более низкая плотность пикселей может стать причиной размытого текста, пикселизации и эффекта «экранной двери» (эффект, когда видны тонкие линии между пикселями при просмотре вблизи).

Даже при наличии идеальной оптики современные гарнитуры будут работать в разрешении 20 на 80, что довольно мало по сравнению с человеческим глазом. Кроме того, увеличение качества оптики (в некоторых случаях) редко даёт хороший результат, ведь из-за этого происходит снижение фактического количества пикселей на градус, что дополнительно снижает остроту зрения.

Когда человек смотрит на два источника света, находящихся на расстоянии, он может различить их, потому что свет от каждого источника проходит через глаз и попадает в светочувствительные клетки (фоторецепторы).

Как только источники света приближаются друг к другу, они попадают на фоторецепторы находящиеся в непосредственной близости друг от друга (рисунок ниже), и в определённых границах мозг не может их различить и начинает интерпретировать их как один источник света.

Угол между этими двумя лучами света, при котором человек теряет способность различать два светящихся объекта, составляет 1/60°, также известного как одна минута; это играет главную роль в понимании пространственной частоты.

Диаграмма показывает разницу в формировании изображения на фоторецепторах, когда источники света находятся на разном расстоянии друг от друга. Как только объекты приближаются слишком близко друг к другу, мозг начинает интерпретировать изображения как одно, потому что оно попадает на один фоторецептор и мозг не может их различить.

Пространственная частота представляет собой отношение уровня детализации изображения к градусу угла обзора. Буква с мелкими деталями и острыми краями содержит более высокую пространственную частоту по сравнению с упрощённой буквой обладающей круглыми краями.

Частота выражается в отношении количества циклов чередующихся тёмных и светлых полос (чёрные и белые части буквы в данном случае) к градусу угла обзора, также известного как CPD. Люди могут воспринимать максимум 60 циклов на градус (CPD), а всё, выходящее за этот предел, отфильтровывается.

Пространственная частота определяется количеством циклов чередующихся тёмных и светлых полос на градус угла обзора. Рисунок А имеет больше альтернативных светло-тёмных полос на градус угла обзора. Следовательно, он имеет более высокую пространственную частоту, чем B.

Угол обзора становится меньше с увеличением расстояния, а удаление от конкретного изображения увеличивает пространственную частоту. Это оказывает непосредственное влияние на текст, просматриваемый на расстоянии.

Когда расстояние увеличивается, пространственная частота текста увеличивается по мере отдаления, и ,как только оно достигает более 60 CPD, мозг начинает фильтровать высокочастотные элементы, такие как засечки, острые края и углы.

Пространственная частота указана под каждой буквой. Частота увеличивается с увеличением количества деталей, видимых человеческим глазом. Контур или контуры имеют самую высокую частоту, что облегчает просмотр правильной формы письма.

Скученность — это эффект разделения, который препятствует чтению, это феномен восприятия, при котором распознавание букв, представленных вне центра взгляда, ухудшается из-за присутствия соседних букв.

На скученность влияет контурное взаимодействие, которое способствует пространственным помехам и неспособности воспринимать идентичные или похожие объекты в непосредственной близости.

Читатель может испытывать дискомфорт, фокусируясь на точке и пытаясь идентифицировать одну букву: (вверху) в изоляции, и (внизу) окруженную двумя горизонтально расположенными случайными буквами. Легче распознать R сверху, чем R, помещенную между буквами.

По утверждению, расстояние между буквами не только влияет на то, насколько легко их можно увидеть, но и на их видимый размер.

Исследователи изучили расстояние между буквами и их видимый размер в зависимости от остроты зрения и обнаружили, что воспринимаемый размер широко расположенных букв, по-видимому, больше, чем близко расположенных букв того же размера.

Они предположили, что причина может быть связана с боковым маскирующим эффектом, то есть буквы, которые стоят отдельно, кажутся более чёткими и, следовательно, могут также казаться больше. В AR текст обычно находится на расстоянии не менее метра, и скученность может оказать негативное влияние на процесс чтения, особенно в случаях чтения больших блоков текста.

Человеческие глаза не могут непрерывно двигаться вдоль строчного текста во время чтения; вместо этого они прыгают по строчке быстрыми движениями (известными как саккады), между этими саккадами глаза останавливаются на долю секунды (так называемая фиксация).

В сетчатке центральная ямка глаза представляет собой ямку, состоящую из плотно умещённых колбочек в глазу, которые отвечают за острое центральное зрение, также известное как фовеальное зрение.

Расстояние, на которое глаз перемещается в каждой саккаде, составляет от 1 до 20 символов, а в среднем это значение равняется 7–9 символам. Саккады происходят за 20–40 мс, и в течение этого времени глаза не получают никакой новой информации.

Согласно исследованиям, наряду с фовеальной областью, парафовеальная область также играет жизненно важную роль в непрерывном чтении.

О’Реган в своём исследовании заявил, что следующее слово влияет на длину саккад: более длинные слова приводят к более длинным саккадам, а короткие слова становятся причинами коротких саккад.

Таким образом, можно сказать, что парафовеальная область играет очень важную роль в непрерывном чтении и должна учитываться при разработке шрифтов, которые будут использоваться в приложениях AR для более тонкой настройки текста.

Все факторы, обсуждаемые выше, не являются чем-то новым с точки зрения науки, но теперь у нас есть совершенно новый набор проблем для улучшения будущего использования АR. Скорее всего, это даст нам возможность целиком пересмотреть сам процесс чтения и концепт его преподнесения.

#ar #дополненнаяреальность