因子分析的虛擬現(xiàn)實環(huán)境評價方法研究

費芳

摘要：虛擬現(xiàn)實技術(shù)起源于二十世六十年代，到九十年代才開始逐漸形成并獲得發(fā)展，在工業(yè)設(shè)計、交互體驗、計算機(jī)仿真訓(xùn)等諸多領(lǐng)域被廣泛應(yīng)，并有效的解決了一些普遍的需求。現(xiàn)階段在建立虛擬現(xiàn)實漫游空間的過程中，主要考慮了對場景的仿真以及建模，很少關(guān)注用戶在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中的評價和體驗。對此本文研究了因子分析的虛擬現(xiàn)實環(huán)境評價方式，具體如下。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實;環(huán)境評價方法;因子分析

通常情況下，建立虛擬現(xiàn)實場景空間都是由專業(yè)的設(shè)計師進(jìn)行的，在這一期間因為沒有用戶真實體驗，所以導(dǎo)致虛擬現(xiàn)實環(huán)境依舊停留在建立現(xiàn)實世界的模型階段，用戶的喜好和設(shè)計師的觀念存在著些許的不同。對此，本文主要對因子分析的虛擬現(xiàn)實環(huán)境評價方法展開探究，希望可以幫助相關(guān)設(shè)計人員能夠獲得用戶的空間認(rèn)知特點。

一、因子分析法的特點及應(yīng)用

因子分析主要是把幾個實測變量轉(zhuǎn)變成少數(shù)沒有關(guān)聯(lián)的綜合指標(biāo)的多元同價方式。在研究領(lǐng)域當(dāng)中，因子分析方法往往需要面對可以體現(xiàn)事物很多變量的觀測值。雖然多變量能夠反映出各種各樣的信息數(shù)據(jù)，但是當(dāng)中很多變量之間也許存在密切聯(lián)系，這樣就會導(dǎo)致分析問題變得更加繁雜[1]。因為部分變量之間在一定程度上存在關(guān)聯(lián)，所以可能通過很少的綜合指標(biāo)就能夠?qū)εc之相關(guān)的其他指標(biāo)中的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。因子分析利用降維方法，通過少數(shù)的公共因子的線性組合以及特殊因子的總和來代表原變量。倘若可以直接忽略特殊因子，這就是經(jīng)常使用的主成分法。如果很多公共因子的累計方差，也就是貢獻(xiàn)率滿足了固定的百分比，就代表這些公共因子體現(xiàn)了原始變量中的大多數(shù)數(shù)據(jù)，而公共因子互相之間沒有關(guān)聯(lián)，數(shù)據(jù)也不重疊。具體來講，因子分析的目的主要是研究變量之間存在的關(guān)聯(lián)，在盡量保持初始數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過很少的維度去代表原始的信息結(jié)構(gòu)，將復(fù)雜的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行簡化，以便發(fā)現(xiàn)其中存在的本質(zhì)以及規(guī)律。因此分析方法可以有效降低指標(biāo)中包含數(shù)據(jù)的損失，也就是利用找出盡可能表示原來指標(biāo)大多數(shù)信息主要成分的方式，全面分析收集到的信息[2]。因為因子分析法在構(gòu)造綜合評價值的過程中，所觸及到的權(quán)數(shù)都是通過數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換中隨之形成的，與認(rèn)為確定沒有關(guān)系，所以因子分析方式屬于科學(xué)合理、客觀有效的一種綜合評價方式。

二、虛擬空間評價方法

（一）基于語義差異法設(shè)計調(diào)查問卷

在虛擬現(xiàn)實環(huán)境空間的感知中運(yùn)用SD法，可以給這一類型的空間提供更多的研究潛力，本文主要利用SD法在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中開展實驗研究，利用SD法認(rèn)知實驗對虛擬現(xiàn)實環(huán)境中影響空間認(rèn)知的因素進(jìn)行探究。第一，在語意方面給這些接受實驗人員的認(rèn)知反應(yīng)提供尺度，利用語意學(xué)評定這些接受實驗人員的心理感受，利用統(tǒng)計學(xué)因子變量分析法整理這些獲取的尺度信息，對虛擬現(xiàn)實環(huán)境體驗的定量信息進(jìn)行計算，明確其認(rèn)知特點，倘若根據(jù)虛擬現(xiàn)實環(huán)境空間設(shè)置的項目包含N個組件，那就能夠利用N維變量對虛擬現(xiàn)實環(huán)境空間的氛圍特點進(jìn)行定量表述。在評價空間認(rèn)知的時候，結(jié)合具體狀況利用專家訪談和檢索虛擬建筑、規(guī)劃、地理等有關(guān)內(nèi)容的論文，選擇十九個評價項目（下表1），通常情況下可以將評價尺度分成五到七級，評價尺度利用兩側(cè)對稱的李克特量表正負(fù)七級評價，主要是極差、較差、有點差、中等、有點好、較好、極好的評價尺度。

（二）虛擬現(xiàn)實環(huán)境空間認(rèn)知

虛擬現(xiàn)實環(huán)境主要是將用戶作為主體，交互形式是人與自然之間的交互方式最相近的，空間認(rèn)知主要對人們?nèi)绾握J(rèn)知空間環(huán)境進(jìn)行研究，在本質(zhì)上看，空間認(rèn)知主要是探究人類怎樣看待與感受生存環(huán)境。在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中對人的空間認(rèn)知評價進(jìn)行研究，能夠更加充分的掌握用戶如何判斷虛擬現(xiàn)實環(huán)境中的空間分布、現(xiàn)象位置、物體關(guān)系，還有這些信息的規(guī)律以及變化，可以在一定程度上對如何構(gòu)建舒適良好的虛擬現(xiàn)實漫游系統(tǒng)提供科學(xué)合理的指導(dǎo)。

三、因子分析實例驗證與分析

通過最大差方式旋轉(zhuǎn)因子載荷矩陣，旋轉(zhuǎn)之后的因子累積方差沒有任何改變，不會對主成分的獲取造成影響。對評價虛擬現(xiàn)實場景空間認(rèn)知的因素來講，第一因子通過設(shè)計感、吸引力、舒適性等七個評價項目構(gòu)成，可以充分展現(xiàn)虛擬現(xiàn)實環(huán)境空間帶給接受人員的體驗，所以也叫做氛圍因素;第二因子是通過明暗度、封閉感、直線度等五個評價項目形成，由于聚落虛擬現(xiàn)實環(huán)境的尺度影響，所以被稱為尺度因素;第三因子是通過細(xì)節(jié)性、秩序感以及裝飾度三個評價項目組成，因為接受實驗人員對虛擬現(xiàn)實環(huán)境的設(shè)計認(rèn)知特，所以被稱為設(shè)計因素;第四因子是通過清潔感和綠化率組成，決定這2個因素的重點主要是虛擬現(xiàn)實環(huán)境的建模階段，要想保證虛擬現(xiàn)實能夠順利運(yùn)行，就需要在一定程度上簡化與環(huán)境和植被沒有關(guān)系的物品，也叫做模型因素;第五因子是通過醒目性與標(biāo)識效用組成，會對接受實驗人員在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中的尋路信息產(chǎn)生影響，所以稱為尋路因素。在虛擬現(xiàn)實技術(shù)軟件和硬件不斷發(fā)展并大范圍普及的形勢下，人們越來越重視消費體驗，利用因子分析法能夠獲得下述結(jié)論[3]：（1）因子分析結(jié)論表示在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中體氛圍因素影響了空間認(rèn)知評價，可以把研究結(jié)果整理成每個因子對空間認(rèn)知評價的影，還有每個因子中所有變量間的關(guān)聯(lián)，分別是導(dǎo)航因素、模型因素、設(shè)計因素、空間尺度、氛圍因素;（2）根據(jù)因子分析結(jié)論，分析虛擬現(xiàn)實環(huán)境中十九個評價項目的結(jié)論顯示，其中的醒目性與標(biāo)識效用不是很明顯，必須要增強(qiáng)標(biāo)識設(shè)計來提高用戶的體驗感。用戶在尋路期間應(yīng)主要分析所在空間和目標(biāo)空間的認(rèn)知，還有空間路徑規(guī)劃這三個問題，科學(xué)合理的空間路徑規(guī)劃可以幫助用戶實現(xiàn)高效的漫游;（3）根據(jù)用戶在漫游期間去到了頻率很低的空間在，在構(gòu)建虛擬漫游系統(tǒng)的時候應(yīng)盡量還原初始場景，能夠在合理范圍內(nèi)控制建模的精度，充分優(yōu)化生態(tài)環(huán)境，根本能夠提高用戶認(rèn)知的要素進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整;（4）利用虛擬現(xiàn)實環(huán)境的認(rèn)知分析，根據(jù)SD法，設(shè)計虛擬漫游系統(tǒng)，使其具備更高的整潔感與綠化率，以此充分滿足用戶使用虛擬漫游空間的滿意度與舒適度。

四、結(jié)束語

綜上所述，因為虛擬現(xiàn)實技術(shù)涉及到了圖像學(xué)、設(shè)計學(xué)、計算機(jī)技術(shù)等諸多方面，對其空間認(rèn)知方面的研究是一個全新的領(lǐng)域，也屬于復(fù)雜的心理過程。對于評價項目和客體指標(biāo)來說，不同的選擇也會獲取不同的分析結(jié)果，現(xiàn)階段這個方式還需要專業(yè)人員進(jìn)行更加深入的探究，以此為虛擬現(xiàn)實環(huán)境的空間設(shè)計提供參考和幫助。

參考文獻(xiàn)：

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