Главная
АИ #29 (315)
Статьи журнала АИ #29 (315)
Современные подходы к организации взаимодействия пользователя с XR-средами

Современные подходы к организации взаимодействия пользователя с XR-средами

Цитирование

Лизункова А. В., Козлов Р. А., Брагин И. Е. Современные подходы к организации взаимодействия пользователя с XR-средами // Актуальные исследования. 2026. №29 (315). URL: https://apni.ru/article/15780-sovremennye-podhody-k-organizacii-vzaimodejstviya-polzovatelya-s-xr-sredami

Аннотация статьи

Рассматриваются современные подходы к организации взаимодействия пользователя с XR-средами. Проанализированы пространственные интерфейсы, управление с помощью контроллеров, жестов, взгляда и голоса, мультимодальное взаимодействие, навигация и обратная связь. Показано, что XR-интерфейс должен учитывать особенности задачи, когнитивную и физическую нагрузку, безопасность и индивидуальные характеристики пользователя.

Текст статьи

XR-среда представляет собой пространственную цифровую систему, в которой пользователь взаимодействует с виртуальными объектами, интерфейсными элементами, данными и другими участниками с помощью различных каналов ввода. В отличие от традиционного экранного интерфейса организация взаимодействия должна учитывать положение пользователя, направление взгляда, движения тела, пространственную ориентацию и связь цифровых объектов с физическим окружением.

Пространственный интерфейс размещает панели, подсказки, меню и интерактивные объекты в трёхмерной среде. Элементы должны быть видимыми, доступными и не перекрывать значимые части сцены. Обычные двумерные панели допустимы для текста и настроек, однако работа с пространственными объектами требует контекстных маркеров, направляющих линий и интерактивных зон. Выбор формы представления должен определяться задачей пользователя, а не стремлением перенести экранный интерфейс в XR без адаптации.

Контроллеры обеспечивают точный и устойчивый ввод, поэтому применяются в задачах, требующих высокой управляемости. Жестовое взаимодействие позволяет выбирать, перемещать и преобразовывать объекты непосредственно движениями рук, но зависит от качества отслеживания и может вызывать утомление. Жесты должны быть простыми, различимыми и не конфликтовать с естественными движениями пользователя. Эти требования соответствуют рекомендациям ISO 9241-960:2017 [1].

Отслеживание взгляда позволяет определить объект внимания и использовать его для фокусировки или вызова контекстной информации. Однако взгляд не должен автоматически считаться командой. Голосовое управление удобно, когда руки заняты, но зависит от качества распознавания речи, уровня шума и условий применения. Наиболее гибким является мультимодальное взаимодействие, при котором взгляд указывает на объект, а жест, голос или контроллер подтверждают действие. Совместный анализ нескольких каналов снижает неоднозначность, хотя усложняет интерпретацию намерений пользователя [2].

Навигация может основываться на физическом перемещении, телепортации или плавном виртуальном движении. Физическая ходьба наиболее естественна, но ограничена размером помещения. Телепортация снижает риск киберболезни, однако нарушает непрерывность перемещения. Плавная локомоция удобна в больших пространствах, но может вызывать сенсорный конфликт. Поэтому способ навигации следует выбирать с учётом задачи, длительности сеанса и особенностей пользователя.

Обратная связь подтверждает распознавание действия и показывает его результат. В XR она может быть визуальной, звуковой, тактильной и пространственной: объект изменяет состояние, издаёт звук, перемещается или сопровождается вибрацией контроллера. Отсутствие понятного отклика создаёт неопределённость и увеличивает количество ошибок.

XR-интерфейс должен учитывать когнитивную и физическую нагрузку. Избыточное количество объектов, панелей и уведомлений перегружает внимание, а длительное удержание рук, резкие движения головы и неудобное расположение элементов приводят к усталости. Информация должна раскрываться постепенно, а основные объекты – находиться в удобной зоне видимости и досягаемости. Необходимо также учитывать длительность сеанса и возможность перерывов.

В дополненной и смешанной реальности цифровые объекты должны быть согласованы с физическими поверхностями, препятствиями и зонами перемещения. В виртуальной реальности система должна предупреждать о границах безопасной области и риске столкновения. Интерфейс не должен перекрывать критически важные элементы реального окружения или провоцировать резкие и опасные действия пользователя [3].

При организации XR-взаимодействия необходимо обеспечить согласованную обработку данных от различных устройств ввода. Контроллеры, системы отслеживания рук, микрофоны и средства определения взгляда должны формировать единый и предсказуемый механизм управления. Независимо от используемых алгоритмов пользователь должен получать одинаково понятный результат при повторении одного и того же действия [4].

Изменения состояния XR-интерфейса должны быть понятны и предсказуемы. Если система скрывает элемент, изменяет доступный способ действия или предлагает альтернативный маршрут, пользователь должен понимать причину и иметь возможность вернуться к предыдущему состоянию. Согласованность поведения интерфейса снижает вероятность ошибок и позволяет формировать устойчивые навыки взаимодействия. [5].

Оценка XR-взаимодействия должна учитывать не только скорость и количество ошибок, но и ощущение присутствия, удобство навигации, утомляемость, киберболезнь, доверие и понятность интерфейса. Для этого применяются опросники, наблюдение и объективные показатели. Комплексная оценка необходима, поскольку высокая эффективность выполнения задачи не исключает физического дискомфорта или неудовлетворённости пользователя.

Пользователи различаются по росту, моторике, зрению, опыту, пространственному мышлению и чувствительности к укачиванию. Поэтому XR-среда должна поддерживать настройку высоты и размера элементов, скорости перемещения, способов ввода и уровня подсказок. Универсальный сценарий взаимодействия не обеспечивает одинаковое удобство для всех пользователей.

Заключение

Организация взаимодействия в XR-средах требует учёта пространственного размещения элементов, способов ввода, навигации, обратной связи, когнитивной нагрузки и физической безопасности. Наиболее перспективным является мультимодальное взаимодействие, объединяющее взгляд, жесты, голос, контроллеры и контекст. Вместе с тем эффективность XR-интерфейса определяется его предсказуемостью, эргономичностью и соответствием задаче пользователя. Развитие таких систем должно опираться на человеко-ориентированное проектирование и возможность индивидуальной настройки взаимодействия.

Список литературы

  1. ISO 9241-960:2017. Ergonomics of human-system interaction. Part 960: Framework and guidance for gesture interactions. International Organization for Standardization. 2017.
  2. Wang Z., Rao M., Ye S., Song W., Lu F. Towards spatial computing: recent advances in multimodal natural interaction for XR headsets. 2025.
  3. Microsoft. Start designing and prototyping for Mixed Reality. Microsoft Learn. 2022.
  4. Liu Q., Qiu S., Wang Y., Wu X., Chok K.S.H., Fu C.-W., Heng P.-A. Coordinated 2D-3D Visualization of Volumetric Medical Data in XR with Multimodal Interactions. 2025.
  5. Kim Y., Aamir Z., Singh M., Boorboor S., Mueller K., Kaufman A.E. Explainable XR: Understanding User Behaviors of XR Environments using LLM-assisted Analytics Framework. 2025.

Поделиться

7
Обнаружили грубую ошибку (плагиат, фальсифицированные данные или иные нарушения научно-издательской этики)? Напишите письмо в редакцию журнала: info@apni.ru

Похожие статьи

Другие статьи из раздела «Информационные технологии»

Все статьи выпуска
Актуальные исследования

#30 (316)

Прием материалов

18 июля - 24 июля

осталось 7 дней

Размещение PDF-версии журнала

29 июля

Размещение электронной версии статьи

сразу после оплаты

Рассылка печатных экземпляров

12 августа