Characterizing visual acuity in the use of head mounted displays

Abstract

There, ophthalmology has several tools to assess and correct a person’s vision. In VR, when wearing an HMD, even a user with normal vision is challenged by additional hur dles that affect the virtual environment’s perceptual acuity, negatively impacting their performance in the application task. Display resolution, but also soiled lenses and bad vergence adjustment are examples of possible issues. To better understand and tackle this problem, we provide a study on assessing visual acuity in a VR setup. The variabil ity of perceptual accuracy between users and the system is an issue still poorly explored in the literature, and this problem is the focus of this research. We designed two meth ods based on ophthalmology tests that allow to collect quantitative measures from how a user perceives visual details when using an HMD. Each of the two methods was tested in user experiments we conducted with more than 40 participants. We found out, among other results, that visual acuity in VR is significantly and considerably lower than in real environments. Besides, we found several correlations of the measured acuity and task performance with difficulty adjusting the HMD and use of prescription glasses.

Na oftalmologia existem várias ferramentas para avaliar e corrigir a visão de uma pessoa. Na RV, ao usar um HMD, mesmo um usuário com visão normal é desafiado por obstáculos adicionais que afetam a acuidade perceptiva do ambiente virtual, impactando negativamente seu desempenho na tarefa de uma aplicação. Resolução da tela, mas tam bém lentes sujas e ajuste de vergência ruim são exemplos de possíveis problemas. Para melhor entender e resolver este problema, fornecemos um estudo sobre a avaliação da acuidade visual em uma configuração VR. A variabilidade da precisão perceptiva entre os usuários e o sistema é uma questão ainda pouco explorada na literatura, sendo este pro blema o foco desta pesquisa. Projetamos dois métodos baseados em testes oftalmológicos que permitem coletar medidas quantitativas a partir de como um usuário percebe os de talhes visuais ao usar um HMD. Cada um dos dois métodos foi testado em experimentos de usuários que realizamos com mais de 40 participantes. Descobrimos, entre outros re sultados, que a acuidade visual em VR é significativa e consideravelmente menor do que em ambientes reais. Além disso, encontramos várias correlações da acuidade medida e do desempenho da tarefa com dificuldade de ajustar o HMD e o uso de óculos de prescrição.