Upplevelsen kring att montera en byggnad i virtuell verklighet
Niklas Fuks
Civilingenjör, Datateknik 2018
Luleå tekniska universitet Institutionen för system- och rymdteknik
F¨ orord
Med detta examensarbete avslutas min civilingenj¨orsutbildning inom datateknik vid Lule˚a tekniska universitet. Arbetet har p˚ag˚att under v˚aren 2018 motsvarande 30hp och har utf¨orts i samarbete med Lundqvist Tr¨avaru AB.
Examensarbetet har varit utmanande, sp¨annande och v¨aldigt l¨arorikt och gett mig nytt perspektiv p˚a hur man kan blanda teknik med praktiskt arbete.
Jag vill rikta ett stort tack till Emma och min familj som har st¨ottat mig under arbetets g˚ang och gett mig f¨oruts¨attningar till att genomf¨ora och avsluta min utbild- ning. Vill ¨aven passa p˚a att tacka alla som har deltagit i studien d˚a det utan dem inte varit m¨ojligt att genomf¨ora arbetet. Jens Lundqvist och Samuel Holmstr¨om tillsam- mans med de andra medarbetarna p˚a Lundqvist Tr¨avaru AB som har motiverat mig till att forts¨atta och gjort dagarna under arbetet roliga samt tagit sig tid att svara p˚a alla fr˚agor som uppkommit, tack s˚a mycket. Avslutningsvis vill jag tacka Peter Parnes p˚a Lule˚a tekniska universitet som alltid tagit sig tid att svara p˚a fr˚agor och gett ˚aterkoppling p˚a arbetet.
Lule˚ a juni 2018
Niklas Fuks
Abstract
This thesis treats the users experience about assembling a building in virtual reality and the implementation of an application for the purpose. The work studies how users experience that after they have assembled a building in virtual reality understand how a building should be assembled. To be able to study this an application was implemented where it is possible to build a simple garage in virtual reality. The application is build with moments in mind where a moment in a part of a building for example wall parts and trusses. The participants assemblies every moment separately and a moment is finished when all the moments parts is places and nailed. The application supports feedback as audio instructions and vibration in the controllers, this is crucial for easier learning.
The result shows that most of the participants in the study experience that they have learned how a building should be assembled. The assembeling order of a building is that the users experience that they have learned most of. Tough that the participants doesn’t feel that they would dare to assembly a building in real world after virtual reality. The virtual reality still feels like a game and is not sufficiently reliable. In the study it appears that see and do is better than the traditional see and learn. This adds a reason that it is possible to learn through virtual reality even still as today doens’t feels safe enough.
Sammanfattning
Denna studie behandlar anv¨andarens upplevelse kring att montera en byggsats i vir- tuell verklighet och utveckladet av en applikation f¨or ¨andam˚alet. Examensarbetet ef- terforskar hur anv¨andarna efter att ha f˚att montera en byggnad i virtuell verklighet upplever att de f¨orst˚att hur en byggnad ska monteras. F¨or att kunna efterforska detta utvecklades en applikation d¨ar det det ¨ar m¨ojligt att bygga ett enklare garage i virtuell verklighet. Applikationen ¨ar byggd med moment i ˚atanke d¨ar ett moment ¨ar en del av en byggnad exempelvis syll, v¨aggblock och takstolar. Deltagarna monterar varje mo- ment f¨or sig och ett moment ¨ar avklarat n¨ar momentets delar ¨ar utlagda och korrekt f¨asta. I applikationen kan anv¨andaren f˚a ˚aterkoppling i form av ljudinstruktioner och vibrationer i kontrollerna vilket ¨ar avg¨orande f¨or att l¨ara sig l¨attare.
Resultatet visar att flera deltagare anser att de i applikationen har l¨art sig att bygga en byggsats i virtuell verklighet. Ordningen som delarna i en byggsats ska mon- teras i ¨ar det som anv¨andarna anser de l¨art sig mest om. De anser dock inte att de f¨orst˚att tillr¨ackligt utifr˚an applikationen f¨or att v˚aga montera byggnaden i verklighe- ten. Virtuell verklighet upplevs fortfarande som ett spel och inte ¨ar nog tillf¨orlitligt.
Det framkommer i studien att det ¨ar b¨attre att se och g¨ora ist¨allet f¨or det traditionella se och l¨ara. Detta l¨agger en grund till att det g˚ar att l¨ara sig genom virtuell verklighet trots att det idag uppleves inte vara s¨akert nog.
Inneh˚ all
1 Inledning 1
1.1 Rapportens disposition . . . 1
1.2 Bakgrund . . . 2
1.3 Syfte . . . 3
1.4 Avgr¨ansningar . . . 3
1.5 Fr˚agest¨allning . . . 3
1.6 F¨oruts¨attningar . . . 3
2 Relaterade arbeten 6 2.1 Sammanst¨allning . . . 8
3 Sammanst¨allning av teknik 9 3.1 VR . . . 9
3.2 Tidigare applikationer . . . 9
3.3 ˚Aterkoppling i VR . . . 10
3.4 Anv¨andargr¨anssnitt i VR . . . 10
3.4.1 Interaktionsm¨ojligheter . . . 11
3.5 VR-kit . . . 12
3.6 Spelmotor f¨or 3D . . . 12
3.6.1 Unity . . . 13
3.6.2 Unreal engine . . . 13
3.7 Slutsatser kring teknik . . . 14
4 Metod 15 4.1 Utveckling . . . 15
4.2 Intervjuer . . . 15
4.2.1 Oppna intervjuer . . . .¨ 16
4.2.2 Forskningsetiska principer . . . 16
4.2.3 Urval . . . 16
4.2.4 Transkribering . . . 17
5 Implementation 18
5.1 Inledande observationer . . . 18
5.2 Beslut . . . 19
5.2.1 Montagemomenten . . . 19
5.2.2 Anv¨andargr¨anssnitt . . . 20
5.2.3 ˚Aterkoppling . . . 21
5.3 Applikationens delar . . . 21
5.4 Testning . . . 29
5.5 Spell¨agen . . . 30
5.6 Anv¨andarens fl¨ode . . . 30
5.7 WebGL . . . 32
5.8 Reklamfilm . . . 32
6 Utv¨ardering 34 6.1 Upplevelsen kring VR . . . 34
6.2 Upplevelsen kring att l¨ara sig montera en byggsats . . . 35
6.3 Inl¨arning i VR . . . 36
7 Resultat 38 7.1 Resultat fr˚an Granstr¨oms arbete . . . 38
7.2 Resultat fr˚an utv¨ardering . . . 39
8 Diskussion 42 8.1 Resultatdiskussion . . . 42
8.1.1 Tolkning av resultatet . . . 43
8.1.2 Resultatets konsekvenser . . . 43
8.1.3 Resultates trov¨ardighet . . . 44
8.2 Metoddiskussion . . . 44
8.2.1 Utveckling . . . 44
8.2.2 Intervjuer . . . 45
8.3 Etik . . . 46
8.4 Fortsatt arbete . . . 46
8.5 Slutsats . . . 47
A English summary A1
B Uppdelning av arbete B1
C Intervjufr˚agor C1
D Manus till ljud˚aterkoppling D1
Figurer
3.1 Bild som visar hur sk¨armar framf¨or ¨ogonen skapar ett 3d-djup [7] . . . 9
3.2 Visar om anv¨andargr¨anssnittet kommer vara en del av fiktionen eller en del av 3D v¨arlden. . . 10
3.3 Bilderna illustrerar tv˚a olika typer av menyer i VR. . . 12
3.4 Visar en HTC Vive med handkontroller samt sp˚arningskameror.[17] . . 12
3.5 Sk¨armdump fr˚an Unreal engine, det-du-ser-¨ar-vad-du-f˚ar. [24] . . . 14
5.1 Illustration som visar hur takstolen ska roteras.[35] . . . 20
5.2 Text placerad p˚a kontroller. . . 22
5.3 Startmenyn. . . 22
5.4 Visar den visuella gr¨ona cylindern med kapseln som agerar kolliderare. Kapseln ¨ar inte synlig i VR. . . 23
5.5 Verktyget placerat p˚a handkontrollen. . . 24
5.6 Uppmaningen vid felspikning. . . 24
5.7 Saxen som anv¨ands f¨or att ¨oppna l˚ador. . . 24
5.8 L˚ada som inneh˚aller delar ur en byggsats. . . 25
5.9 V¨aggblockets delar is¨ar, standardpanel, vindduk och reglar. . . 25
5.10 Visar uppbyggnaden av gavelspets. . . 27
5.11 Bilderna illustrerar hur takstolsrotation sker. . . 27
5.12 Byggst¨allningen med tillh¨orande trappa och stege. . . 28
5.13 Lastbilen med staplade l˚ador p˚a flaket. . . 29
5.14 Visar anv¨andarens v¨ag under ¨ovning i applikationen. F¨orst fyra intro- duktionsrum och sedan byggmomenten. I momentmenyn kan anv¨andaren v¨alja under p˚ag˚aende moment om denne ¨ar klar med momentet eller in- te. Vid Nej forts¨atter anv¨andaren p˚a nuvarande moment, vid Ja ¨overg˚ar anv¨andaren till n¨asta moment. . . 31
5.15 Sk¨armdump fr˚an reklamfilmen d¨ar anv¨andaren syns utf¨ora en f¨astning. 32 7.1 Diagram ¨over vad deltagarna f¨orv¨antade sig klara av mot faktisk avkla- rad procent.[8] . . . 40
Tabeller
7.1 Tabellen visar hur m˚anga procent varje deltagare lyckades med vid varje moment [8]. . . 38 7.2 Tabellen visar medelv¨ardet ¨over alla genomf¨orda moment f¨or varje deltagare.[8] 39
Kapitel 1 Inledning
Att vara teknisk innovativ ¨ar en kritisk del f¨or ett f¨oretags position i dagens samh¨alle.
Genom kombinationen av nya tekniska l¨osningar och ¨aldre standardiserade arbeten framkommer m¨ojligheter att synas p˚a en bredare marknad. Genom att prova p˚a ny teknik och skapa prototyper f¨or att visualisera praktiska arbeten i 3D rymd visar f¨or omv¨arlden till vilka h¨ojder det ¨ar m¨ojligt att g˚a f¨or att ers¨atta traditionella ¨ovningar till ¨ovning i virtuell verklighet. I en ganska konventionell bransch som tr¨aindustrin, d¨ar byggsatser s¨aljs ¨ar det intressant att utforska om det ¨ar m¨ojligt och l¨ampligt att med VR (virtuell verklighet) l¨ara sig montera dessa.
Virtuell verklighet [1] ¨ar idag s˚a l˚angt utvecklad att den upplevs s˚a verklighetstro- gen, i vissa fall kan den uppleves som att det ¨ar d¨ar allt h¨ander i verkligheten. Genom den upplevda verkligheten bildas ett nytt konsekvenst¨ankande hos m¨anniskan som kan leda till att m¨anniskan endast utf¨or saker som ¨aven ¨ar l¨ampliga i den riktiga v¨arlden.
D¨arf¨or b¨or det vara m¨ojligt att f˚a m¨anniskor att uppleva att de l¨ar sig genom VR.
1.1 Rapportens disposition
Dispositionen har som syfte att presentera de olika kapitlens delar och skapa en ¨oversyn
¨over inneh˚allet.
• Kapitel 1, Inledning ger en bakgrund till vem uppdragsgivaren av arbetet ¨ar och senare presenteras syftet med arbetet, vilka avgr¨ansningar som har gjorts och fr˚agest¨allningen.
• Kapitel 2, Relaterade arbeten ger en sammanst¨allning av n˚agra utvalda tidigare forskningar kring inl¨arning i virtuell verklighet.
• Kapitel 3, Sammanst¨allning av teknik tar upp fakta som kan vara av v¨asentlig art f¨or att kunna genomf¨ora arbetet. Denna fakta b¨or ses som en referensram f¨or beslut kring applikationen.
• Kapitel 4, Metod presenterar h¨ansynstaganden och tillv¨agag˚angss¨att kring in- tervjuer samt ger en kortare presentation ¨over arbetss¨attet under utvecklingen.
• Kapitel 5, Implementation presenterar insikter som uppt¨acktes i b¨orjan av ut- vecklingen, f¨or att vidare ˚aterge vilka beslut som togs kring applikationen kopp- lat till den inledande unders¨okningen. Momenten som implementerades f¨orklaras
¨aven i kapitlet.
• Kapitel 6, Utv¨ardering ˚aterger resultatet fr˚an de intervjuer som h¨olls med anv¨andare som genomg˚att ¨ovningsmomentet i applikationen.
• Kapitel 7, Resultat utv¨arderar det som presenterats i kapitel 6 och j¨amf¨ors med resultatet fr˚an parallellarbetet som Granstr¨om(2018) presenterar, d¨ar det unders¨oktes om det ¨ar m¨ojligt att med hj¨alp av VR l¨ara sig att montera en byggsats. I Granstr¨oms studie anv¨andes samma applikation f¨or unders¨okningen.
Hur testpersonerna uttrycker att de uppfattar sin f¨orst˚aelse kring att montera en byggsats j¨amf¨ors med Granstr¨oms fr˚aga om det ¨ar m¨ojligt att med VR l¨ara sig att montera en byggsats samt med relaterade arbetens resultat.
• Kapitel 8, Diskussion diskuterar metodvalet, resultaten, etik och f¨orslag till fortsatt arbete.
1.2 Bakgrund
Lundqvist Tr¨avaru AB i ¨Ojebyn tillverkar idag byggsatser f¨or byggnader s˚a som ga- rage, stall och fritidshus. F¨oretaget brinner f¨or att skapa tekniska l¨osningar och vara ledande i en bransch som tidigare inte har erfarenhet kring detta. 2013 var de f¨orst i branschen tr¨aindustri med att lansera en 3D-kalkylator i webbl¨asaren som ¨ar plugin fri. Med denna kalkylator f˚ar kunder m¨ojlighet att designa sina byggnader i 3D direkt p˚a deras hemsida. Det ¨ar m¨ojligt f¨orutom byggnaden i sig ¨aven l¨agga till tillval som portar, d¨orrar och f¨onster. Kunden kan direkt i 3D-kalkylatorn f˚a ett ungef¨arligt pris p˚a byggnaden, beg¨ara en offert och f˚a bygglovsritning.
Eftersom f¨oretaget hela tiden vill ligga i framkant n¨ar det g¨aller utvecklingen av tekniska l¨osningar d¨ar igenom efterforska kring hur l˚angt det ¨ar m¨ojligt att driva olika l¨osningar s˚a var de nu intresserade av omr˚adet VR. Tanken ¨ar att med hj¨alp av VR instruera mont¨orer kring hur vissa moment av en byggsats ska monteras. Det f¨oretaget efterfr˚agade var en applikation i VR d¨ar det ¨ar m¨ojligt att utf¨ora vissa montagemoment av en byggsats och svar p˚a fr˚agan om anv¨andarna upplever att de f¨orst˚ar hur en byggsats ska monteras med hj¨alp av VR.
1.3 Syfte
Syftet med arbetet ¨ar att utveckla en applikation i VR d¨ar det ¨ar m¨ojligt att s¨atta sam- man ett antal moment ur en byggsats och unders¨oka hur anv¨andare med l˚ag bygger- farenhet och l˚ag VR erfarenhet uppfattar att de f¨orst˚ar hur en byggsats ska monteras med hj¨alp av VR.
1.4 Avgr¨ ansningar
Examensarbetet kommer inte att i applikationen t¨acka alla verkliga montage utan endast syll, v¨aggblock, hammarband, vinkelj¨arn, takstolar, kondensplast, b¨arl¨akt och pl˚attak vilka anses vara avg¨orande f¨or uppf¨orandet av byggnaden och inte av estetisk karakt¨ar s˚a som takavvattning och nockpl˚at. Deltagarnas upplevelser kommer inte att j¨amf¨oras med om de i verkligheten efter applikationen kan montera.
Examensarbetet studerar enbart upplevelsen kring att montera i VR fr˚an personer i norra Sverige som anses ha l˚ag byggerfarenhet samt l˚ag erfarenhet kring VR. Av- gr¨ansningarna g¨ors med h¨ansyn till tidsaspekten och att det som p˚ab¨orjats unders¨okas ska vara m¨ojligt att slutf¨ora inom tidsramen f¨or examensarbetet.
1.5 Fr˚ agest¨ allning
• Hur uppfattar deltagarna att de med hj¨alp av VR har f¨orst˚att hur en byggsats ska monteras?
– Upplevs VR av deltagarna vara ett bra verktyg f¨or inl¨arning, d¨ar bra inneb¨ar att deltagarna anser att de l¨art sig n˚agot nytt eller att de anser att det ¨ar m¨ojligt att generellt l¨ara sig genom VR?
– Anser deltagarna att interaktion i VR tillsammans med ˚aterkoppling ger f¨orst˚aelse f¨or hur en byggsats b¨or monteras?
– Ger VR enligt deltagarna tillr¨ackligt med kunskap f¨or att montera en byggsats i verkligheten?
1.6 F¨ oruts¨ attningar
Under detta examensarbete var vi tv˚a studenter jag samt Granstr¨om som tillsammans skulle besvara fr˚agorna ’Kan man med hj¨alp av VR l¨ara sig att montera en byggsats?’
och ’Hur uppfattar deltagarna att de med hj¨alp av VR f¨orst˚att hur en byggsats ska monteras?’. Fr˚agest¨allningarna delades upp d¨ar Granstr¨om behandlar fr˚agan ’Kan man med hj¨alp av VR l¨ara sig att montera en byggsats?’ i sin egna rapport och jag respektive
fr˚aga i detta arbete. Rapporterna som beskriver arbetena f¨orfattades sj¨alvst¨andigt och frist˚aende. De delar som tas med som Granstr¨om har bidragit med och utf¨ort tolkas och skrivs som ett referat.
Relaterade arbeten har genomf¨orts separat och sj¨alvst¨andigt f¨or att dessa ska pas- sa till respektive fr˚agest¨allning. Sammanst¨allning av teknik bidrog vi med vardera delar till. De delar Granstr¨om bidragit med ¨ar: Tidigare applikationer samt VR-kit, resterande har jag efterforskat kring.
F¨or att det ska vara m¨ojligt att besvara fr˚agest¨allningarna och unders¨oka upple- velsen kring montage av en byggnad i virtuell verklighet beh¨ovdes en applikation f¨or
¨andam˚alet utvecklas. Examensarbetets applikation utvecklades parallellt, d¨ar imple- mentationsstegen delades upp och genomf¨ordes enskilt men vissa saker s˚a som ljud- inspelning genomf¨ordes tillsammans. Uppdelningen finns presenterad i bilaga B och
¨ar den uppdelning som vi vardera hade som ansvar att implementera. Utvecklingen uppdelades med anledning av att hinna klart i tid och genomf¨ordes genom att identi- fiera vilka moment som b¨or ing˚a i applikationen och sen dela upp ungef¨arligt h¨alften var. Ljud˚aterkopplingen spelades in tillsammans och ¨aven den uppdelades ungef¨arligen h¨alften var. Manuset till alla ljudklipp finns att l¨asas i bilaga D.
Metoden f¨or utv¨arderingen skiljer sig ˚at mellan arbetena d˚a jag genomf¨orde in- tervjuer f¨or att efterforska kring deltagarnas upplevelse kring att montera i VR och Granstr¨om utv¨arderade genom ett prov i applikationen hur deltagarna lyckades ge- nomf¨ora montaget. Vardera utv¨ardering genomf¨ordes separat. Resultatet presenterar en sektion som tolkar utv¨arderingen som Granstr¨om erh¨oll under sitt arbete med viss data som insamlades under den studien och resterande ¨ar mina analyser kopplade till Granstr¨oms arbete samt relaterade arbeten.
Diskussionen har genomf¨orts separat d¨ar jag presenterar mina ˚asikter och tankar kring min metod men ¨aven kopplat till Granstr¨oms metod d˚a mitt resultat ¨ar kopplat till hans utv¨ardering.
De sektioner och paragrafer som Granstr¨om har varit delaktig i ¨ar:
• 3.2 Tidigare applikationer, denna sektions information och resonemang ¨ar h¨amtad fr˚an Granstr¨om.
• 3.5 VR-kit ¨ar skriven utifr˚an fakta fr˚an Granstr¨om.
• 4.1 Utveckling, resonemanget i sektionen h¨arstammar fr˚an diskussioner mellan mig och Granstr¨om.
• 5.3 Applikationens delar diskuterades igenom tillsammans f¨or att n˚a ett beslut kring vilka delar som ska ing˚a.
– Paragraferna:
VR i Unity, Interaktion och f¨orflyttning, Universalt f¨astningsverktyg, Kn¨appningszon,
Syll, Hammarband, Kondensplast, Pl˚attak.
ansvarade Granstr¨om f¨or att implementera samt delge mig information kring dessa.
• 5.4 Testning, den l¨opande anv¨andartestningen gjordes tillsammans men den te- oretiska efterforskningen genomf¨ordes av mig.
• 5.5 Spell¨agen ¨ar Granstr¨oms bidrag i form av implementering och resonemang.
• 5.6 Anv¨andarens fl¨ode ¨ar baserad p˚a gemensam diskussion som f¨orts ¨over hur delar i applikationen ska fungera.
• 7.1 Resultat fr˚an Granstr¨oms arbete ¨ar skriven fr˚an den utv¨ardering Granstr¨om genomf¨orde.
Kapitel 2
Relaterade arbeten
Kapitlet presenterar fyra utvalda relaterade arbeten som vardera har unders¨okt hur virtuell verklighet upplevs f¨or inl¨arning.
Virtual reality and agumented reality as a training tool for assembly tasks Boud et al (1999) [2] unders¨okte om virtuell verklighet m¨ojliggjorde tr¨aningsm¨ojligheter f¨or manuella uppgifter s˚a som monteringsuppgifter. Under unders¨okningen deltog 20 testpersoner som tidigare besatt erfarenhet kring 2D ritningar men ingen erfarenhet kring VR. Metoden var att l˚ata deltagarna montera en verklig vattenpump efter att f˚att instruktioner fr˚an olika k¨allor. Instruktionerna framgick fr˚an bland annat konven- tionella 2D ritningar, VR genom en sk¨arm och mus samt VR med glas¨ogon f¨or att skapa en 3D bild. Deltagarna fick informationen under en begr¨ansad tid och samti- digt en introduktion till VR. Forskarna konstaterade att det det tog l¨angre tid att montera vattenpumpen med hj¨alp av ritningar ¨an med VR metoderna. Deltagarnas
˚asikter kring VR visade att ˚atta ans˚ag att deras interaktionskontroll i systemet var f¨or l˚angsamt. Sju deltagare belyste att VR begr¨ansade dem till att endast anv¨anda en hand och fyra ans˚ag att avst˚aendet var sv˚art att bed¨oma genom sk¨armen och att v¨alja objekt blev d¨arf¨or sv˚art. En haptisk ˚aterkoppling skulle ha hj¨alpt vid objektva- let. Slutsatsen Boud et al drog var att VR var mycket b¨attre ¨an de konventionella 2D ritningarna och att VR l˚ater anv¨andaren tr¨ana p˚a att s¨atta ihop delar innan delarna ens blivit fysiskt tillverkade.
Virtual reality for assembly methods prototyping
Forskarna bakom pappret Virtual reality for assembly methods prototyping [3] kate- goriserar olika metoder f¨or olika virtuella monteringar. F¨orsta modellen ¨ar kollisions detektion d¨ar det i verkligheten kr¨avs mycket interaktion med omgivande objekt f¨or att placera dessa r¨att. Algoritmer anv¨ander sig ofta av polygondata f¨or att detekte- ra kollisioner. ˚Aterkoppling ¨ar n˚agot som saknas vid kollision och ˚aterger inte n˚agon
˚aterkoppling till anv¨andaren om hur den ska g˚a till v¨aga f¨or att lyckas med monte- ringen.
En annan modell som n¨amns av (Seth 2011) ¨ar fysikbaserad modellering, vilket inneb¨ar fysiska egenskaper f¨or att montera delar i VR. Vid en kontakt mellan objek- tets kontaktpunkter genereras kontaktkrafter och impulser f¨or att simulera interaktion mellan objekten. M˚anga tidiga applikationer anv¨ande inte kollisions detektering och d¨arf¨or kunde anv¨andare tr¨anga objekt genom varandra, vilket upplevdes onaturligt.
En studie hos BMW d¨ar kn¨appnings teknik anv¨andes, vilket inneb¨ar att objekt klickar fast n¨ar de placerats r¨att, anv¨andes tillsammans med ljud˚aterkoppling f¨or montering och underh˚all av processer. D¨ar konstaterades det att kraft˚aterkoppling, s˚a som vib- rationer ¨ar avg¨orande f¨or att kunde utf¨ora virtuella monteringar.
The Investigation and Application of Virtual Reality as an Educational Tool
Studien i pappret The Investigation and Application of Virtual Reality as an Educatio- nal Tool [4] genomf¨ordes i det virtuella vektyget Vicher. I Vicher skulle studenterna studera en exoterm reaktion som upptr¨ader i en packad b¨addreaktor omgiven av en kyl- mantel. Vicher var under studiens g˚ang fortfarande under utveckling och utvecklades med tre huvudsakliga m˚al, f¨orb¨attra den tekniska utbildningen kring grundl¨aggande kemi, bygga en kunskapsbas av virtuella verklighetstekniker och anv¨andbarhet av vir- tuell verklighet som ett pedagogsikt verktyg. Resultatet summerades genom anonyma formul¨ar som studenterna fick fylla i innan de upplevde virtuell verklighet och fick sedan chansen att ¨andra svaren efter de bes¨okt den virtuella verkligheten. Fr˚agorna bestod av b˚ade fr˚agor kring virtuell erfarenhet och ingenj¨orsm¨assiga fr˚agor. 80% av studenterna som deltog i studien svarade att de upplevde att de l¨art sig genom VR.
Slutsatsen fr˚an studien visar att det ¨ar troligt att det ¨ar m¨ojligt att l¨ara sig genom VR men att det finns flera utmaningar kvar att hantera s˚a som mer studier kring hur saker ska visualiseras i VR och vad ¨ar det som f˚ar studenter att uppleva att de l¨ar sig genom anv¨andandet av VR.
How virtual reality affects perceived learning effectiveness: a task–technology fit perspective
135 studenter varav 89 kvinnor och 46 m¨an deltog i studien How virtual reality af- fects perceived learning effectiveness: a task–technology fit perspective [5] d¨ar de fick genomf¨ora uppgifter i VR och svara p˚a fr˚agor kring dessa genom en skala 1-7 d¨ar 1 ¨ar inst¨ammer ej och 7 inst¨ammer. Det studien m¨atte var bland annat representativt tro- het, omedelbar kontroll, reflekterande t¨ankande och upplevd l¨arande. F¨or att analysera data och testa m¨atningsmodellerna anv¨andes SmartPLS 2.0 vilket ¨ar mer l¨ampad f¨or
f¨orberedande studier vilket denna ¨ar ¨an f¨or noggranna och bekr¨aftande studier. De kom fram till ¨ar att anv¨andningen av VR kan m¨ojligtvis leda till att anv¨andarna t¨anker mer reflektivt och indirekt p˚averkar deras uppfattade l¨arande. det ¨ar den tekniska kvalit´en som syns som kommer att leda till mer reflektivt t¨ankande och inte tekniken tillg¨anglig. N¨ar anv¨andare blir mer vana vid VR s˚a kommer inte anv¨andarv¨anligheten hj¨alpa anv¨andarna l¨osa uppgifter kopplade till verkligheten. Anv¨andarna betraktar VR som en anv¨andbar teknik f¨or olika uppgifter.
2.1 Sammanst¨ allning
De relaterade arbetena visar att det ¨ar m¨ojligt att genom virtuell verklighet l¨ara sig nya saker. Det som framg˚ar som viktigt ¨ar att i viss m˚an kan VR vara begr¨ansande till vissa r¨orelser och k¨ansel men att verklig fysik som vibrationer samt virtuell fysik som kolli- sioner f¨orh¨ojer upplevelsen. Metoderna i arbetena varierar mellan att anv¨anda sig av formul¨ar eller intervjuer d¨ar b˚ada har ansetts vara l¨ampliga metodval f¨or att unders¨oka om det ¨ar m¨ojligt att l¨ara sig genom VR. Hur objekt visualiseras kvalitetsm¨assigt i VR samt verklighetsf¨orankringen ¨ar faktorer som p˚averkar hur deltagarna anser att de l¨ar sig att utf¨ora en uppgift genom VR. Genom att ha en h¨og teknisk kvalit´e tillsammans med hj¨alpmedel som kollisioner och kn¨appningsteknik tillsammans med ˚aterkoppling i VR ¨okar chanserna till upplevd inl¨arning.
Kapitel 3
Sammanst¨ allning av teknik
Kapitlet presenterar information som kan ha betydelse f¨or utvecklingen av applikatio- nen.
3.1 VR
VR (Virtual reality) [6], virtuell verklighet en simulerad milj¨o som har skapats av datorteknik. VR ¨ar en milj¨o d¨ar det ¨ar m¨ojligt att f¨orflytta sig i vyer, det kan vara enklare milj¨oer d¨ar man anv¨ander sig av en vanlig datorsk¨arm och tangentbord, mo- bila l¨osningar d¨ar huvudr¨orelse styr f¨orflyttningen eller mer avancerade l¨osningar d¨ar m¨ojlighet till interaktion finns. F¨or att ˚aterspegla ett 3D-djup f¨or anv¨andaren placeras en sk¨arm framf¨or vardera ¨oga.
Figur 3.1: Bild som visar hur sk¨armar framf¨or ¨ogonen skapar ett 3d-djup [7]
3.2 Tidigare applikationer
Granstr¨om (2018) [8] belyser tre applikationer som skulle kunna anses uppfylla kriteriet att inneha en koppling till byggkonstruktion. Dessa applikationer ¨ar TrueScale, Room designer VR och VR Home som finns tillg¨angliga p˚a Steam store, Viveport och Rift experience. I TrueScale existerar det m¨ojligheter till interi¨or design, Room designer VR
l˚ater anv¨andaren rita v¨aggar och placera objekt i rum och VR Home ¨ar en applikation avsett f¨or HTC Vive d¨ar m¨ojligheten till att designa rum och hus finns.
3.3 ˚ Aterkoppling i VR
Enligt [9] kan VR i textform vara ¨overv¨aldigande f¨or anv¨andaren d˚a texterna kan vara sv˚ara att l¨asa d˚a anv¨andaren st¨andigt g¨or f¨orflyttningar i v¨arlden. Om text anv¨ands s˚a b¨or denna vara kort, visas endast en viss stund f¨or att inte d¨olja andra f¨orem˚al i v¨arlden och b¨or f¨olja anv¨andaren p˚a ett visst avst˚and s˚a att sk¨arpan p˚a texten alltid
¨ar tydlig. Att anv¨anda sig av texter som ˚aterkoppling m˚aste ses som ett ytterligare objekt i v¨arlden och fungerar b¨attre att anv¨andas i v¨arldar med f¨arre objekt. Ljud ¨ar en b¨attre ˚aterkoppling i VR d˚a denna f¨oljer anv¨andaren oavsett var denne befinner sig eller tittar p˚a. Ljudklippen b¨or vara korta sammanfattningar d˚a en ny v¨arld oftast
¨
aven inneh˚aller m˚anga andra intryck f¨or anv¨andaren. I de fall det inte finns tillg˚ang till ljud inspelning kan ist¨allet text till tal anv¨andas. Det ¨ar b¨attre att kombinera text och tal en att endast anv¨anda en av dem enskilt. K¨ansel ¨ar ett sinne som kroppen anv¨ander sig i det vardagliga livet f¨or att f˚a information om h¨andelser. Vissa kontroller st¨odjer vibration som skulle kunna anv¨andas till ˚aterkoppling till handr¨orelser vilket f¨orb¨attrar anv¨andarens taktiska upplevelse i VR.
3.4 Anv¨ andargr¨ anssnitt i VR
Figur 3.2: Visar om anv¨andargr¨anssnittet kommer vara en del av fiktionen eller en del av 3D v¨arlden.
I VR menar [10, 11] att det finns fy- ra huvudsakliga anv¨andargr¨anssnitt, icke diegetiska, rumslig, meta och diegetiska anv¨andargr¨anssnitt. Icke diegetiska ¨ar visuellt synligt f¨or anv¨andaren men ¨ar inte en del av v¨arlden. Dessa ¨ar ofta transparenta och inneh˚aller information som kan vara v¨asentligt f¨or anv¨andaren i sam- manhanget att spela spelet. Ett ex- empel p˚a denna information kan va- ra tips eller po¨ang anv¨andaren har erh˚allit.
Rumsligt anv¨andargr¨anssnitt ¨ar
det som som existerar och visas i 3D rymden. Dessa bryter mot fiktionen d¨ar det inte ¨ar m¨ojligt att f¨orklara logiskt varf¨or de befinner sig i spelv¨arldens geometri men ¨and˚a finns d¨ar. Diegetiska element f¨oljer fiktionens regler inuti spelv¨arlden, dessa kan exempelvis vara en klocka p˚a v¨aggen som fungerar eller en interaktiv pistol. Anv¨andargr¨anssnittet
meta ¨ar visuella effekter som inte direkt ¨ar synliga f¨or anv¨andaren utan renderas vid behov.
3.4.1 Interaktionsm¨ ojligheter
F¨or att f¨orh¨oja anv¨andarens upplevelse i VR ¨ar det enligt [12] m¨ojligt att anv¨anda handkontroller f¨or att interagera med den virtuella verkligheten. Genom att l˚ata anv¨andarna vara en del av milj¨on och f˚a dem att uppleva att det som de g¨or i milj¨on kommer f¨or¨andra v¨arlden vilket g¨or att VR upplevs mer realistisk. Interaktionen v¨alja definieras genom m¨ojligheten till att ta tag och f¨or flytta runt f¨orem˚al. Det finns m˚anga varianter p˚a hur v¨alja ska ske, denna kan ske med avst˚and genom att anv¨andaren fr˚an avst˚and kan ta upp ett f¨orem˚al, att anv¨andaren m˚aste befinna sig inom ett visst omr˚ade f¨or att kunna interagera, men ¨aven fysiken p˚a f¨orem˚alet avg¨or hur realistisk interak- tionen ¨ar. F¨orflyttningsinteraktion ¨ar d˚a anv¨andaren r¨or sig i milj¨on. De vanligaste f¨orflyttningarna i VR s¨ager [13] sker med en handkontroll genom en teleporteringfunk- tion d¨ar anv¨andaren pekar med kontrollen mot den position f¨orflyttningen ska ske till f¨or att sedan trycka p˚a en knapp och f¨orflyttas d¨arefter. F¨orflyttning kan ¨aven ske med knapptryckning i olika riktningar och rotation vid l˚angvarig nedtryckning. Vid b˚ade teleportering och knapptryckningsf¨orflyttning kan dessa ske genom att bilder m¨orkas, f¨orflyttningen sker och sedan ljusa upp bilden, detta leder till att f¨orflyttningen levs under tiden denna sker. Denna metod ¨ar mer f¨ordelaktig d˚a ¨ogonen hinner vila och f¨orflyttningen upplevs mjuk. Den andra m¨ojligheten ¨ar att anv¨andaren upplever he- la f¨orflyttningen n¨ar den sker genom att man f¨orflyttas och ser all milj¨o omkring f¨orflyttas. Denna metod ¨ar ofta kr¨avande f¨or ¨ogonen d˚a en r¨orelse uppfattas av ¨ogonen utan att denna r¨orelse sker i balanssinnet. Det finns olika menyer som kan anv¨andas i VR p˚ast˚ar [14], de vanligaste ¨ar en radial meny placerad p˚a handkontrollen eller en meny som befinner sig p˚a avst˚and och som anv¨andaren f˚ar peka p˚a och v¨alja genom att klicka p˚a en knapp.
(a) Meny p˚a avst˚and.[15] (b) Radial meny placerad p˚a kontrollen.[16]
Figur 3.3: Bilderna illustrerar tv˚a olika typer av menyer i VR.
3.5 VR-kit
De mest v¨asentliga kategorierna av VR l¨osningar ¨ar mobila och tr˚adbundna enligt [8]. Tv˚a v¨asentliga mobila l¨osningar som finns p˚a marknaden ¨ar Googles Daydream View och Samsung Gear VR. De mobila VR l¨osningarna har l¨agre prestanda d˚a de anv¨ander sig av mobilers processorkraft och ¨ar betydligt l¨angre ¨an datorers och konso- lers kraft. Det existerar fyra olika VR l¨osningar som ¨ar av v¨asentlighet, dessa ¨ar de mo- bila l¨osningarna Google Daydream View och Samsung Gear VR samt de tr˚adbundna Oculus Rift och HTC Vive. De mobila l¨osningarna har begr¨ansad st¨od f¨or interaktion med den virituella milj¨on och ¨ar avsedda att anv¨andas sittandes medan de tr˚adbundna st¨odjer interaktion med infrar¨od positionering och ¨ar m¨ojliga att anv¨andas st˚aendes och med begr¨ansad r¨orelse.
Figur 3.4: Visar en HTC Vive med handkontroller samt sp˚arningskameror.[17]
3.6 Spelmotor f¨ or 3D
Spelmotorer som enligt [18] erbjuder grundl¨aggande teknologier vilket underl¨attar spelutvecklingen. Genom att anv¨anda sig av befintliga spelmotorer sparas tid och peng-
ar d˚a utvecklandet av exempelvis grafikrendrering och ljuduppspelning inte beh¨over utvecklas fr˚an grunden.
3.6.1 Unity
Unity ¨ar en spelmotor som [21] belyser, har st¨od f¨or b˚ade 3D och 2D d¨ar det finns funktionalitet f¨or drag och sl¨app och C# scripting. Unity finns tillg¨angligt f¨or de fles- ta olika plattformar som existerar idag. Unity tillhandah˚aller [19] ett flertal inbyggda funktioner och plugins s˚a som exempelvis kollisions detektion och VR. En asset sto- re [20] inneh˚aller f¨ardiga modeller, texturer och ut¨okningar till editorn som andra anv¨andare delar fritt eller tar betalt f¨or. Unity skalar v¨aldigt v¨al f¨or enklare spel till mobiler och komplex grafik till konsoler. Unity finns i tre versioner Personal, som ¨ar den grundl¨aggande och anv¨ands av nyb¨orjare och studenter som inte oms¨atter n˚agon st¨orre summa. Steg tv˚a ¨ar Plus som ¨ar till f¨or de som kommit l¨angre och vill b¨orja pub- licera sina arbeten. Den ska ¨aven anv¨andas av f¨oretag som oms¨atter upp till 200,000 USD. H¨ogsta niv˚an ¨ar Pro som inneh˚aller support och tillg˚ang till k¨allkod, denna ska alla f¨oretag som oms¨atter mer ¨an 200,000 USD anv¨anda. Detta inneb¨ar att Unity ska vara tillg¨anglig f¨or alla och har en r¨attvis priss¨attning beroende p˚a oms¨attning i f¨oretaget.
3.6.2 Unreal engine
Uneral engine [22] ¨ar en spelmotor fr¨amst utvecklat f¨or f¨orsta persons spel. Uneral engine fungerar att anv¨anda p˚a de flesta plattformarna och konsoller. C++ ¨ar det spr˚ak som anv¨ands f¨or programmering i Unreal engine och har en avancerad mekanik f¨or att optimera rendrering i VR. Unreal engine har en milj¨o de kallar det-du-ser-¨ar-vad- du-f˚ar vilket ¨ar ett l¨age d¨ar det ¨ar m¨ojligt att editera VR samtidigt som utvecklaren befinner sig i VR. Kostnaden f¨or att anv¨anda Unreal engine [23] ¨ar fri tills applikationen oms¨atter 3,000 USD per kvartal, d˚a tr¨ader en royaltyavgift p˚a 5% in i avgift. Detta inneb¨ar att Unreal engine endast tj¨anar pengar n¨ar produkten utvecklad i Unreal engine lyckas.
Figur 3.5: Sk¨armdump fr˚an Unreal engine, det-du-ser-¨ar-vad-du-f˚ar. [24]
3.7 Slutsatser kring teknik
De tidigare applikationerna som finns tillg¨angliga l¨ampar sig inte till detta examens- arbete d˚a det i dessa inte finns m¨ojlighet till att anpassa dessa till att montera bygg- block. Ljud˚aterkoppling ¨ar b¨attre ¨an texter d˚a detta tvingar anv¨andaren att lyssna och ta in medan texter kan hamna ur bild d¨arf¨or kommer ˚aterkoppling ske med ljud.
˚Aterkoppling i form av k¨ansel ¨ar viktigt d˚a det ¨ar ett av kroppens sinnen och kan i VR ˚aterspeglas med vibration i kontrollerna.
F¨or att f¨orh¨oja upplevelsen i VR b¨or anv¨andaren kunna interagera med objekt.
Interaktion kan ske genom m¨ojlighet att greppa saker och f¨orflytta objekten. Telepor- tering ¨ar en interaktion som kombinerar f¨orflyttning med verklighet d˚a anv¨andaren r¨or sig i VR men inte i verkligheten. F¨orflyttning med att m¨orka bilden kommer att anv¨andas d˚a med denna ¨ar det mindre risk f¨or ˚aksjuka. Detta f¨or att med denna metod enligt [25] sker ingen sensorisk konflikt, tolkningsproblem mellan ¨ogon och balanssin- net som kan utg¨ora ˚aksjuka. Tolkningsproblem och d¨arigenom ˚aksjuka uppst˚ar n¨ar
¨ogon och balanssinnet uppfattar olika r¨orelser. Genom att m¨orka bilden sker ingen r¨orelse som kan f¨orvirra hj¨arnan medan vid konstant f¨orflyttning sker en r¨orelse som
¨
ogonen registrerar men inte balansorganen.
Tv˚a VR l¨osningar ¨ar m¨ojliga att anv¨anda i detta examensarbete, Oculus Rift och HTC Vive d˚a dessa har m¨ojlighet till interaktion. De VR l¨osningar som var m¨ojliga att anv¨anda var Oculus Rift och HTC Vive d¨ar valet f¨oll p˚a HTC Vive med anledning av det kompletta l¨osningen f¨or 360◦ sp˚arning som tillhandah˚alls till en mer ekonomisk f¨ordel.
Valet av spelmotor f¨oll p˚a Unity och grundas p˚a tidigare erfarenhet av Unity och m¨ojlighet till att anv¨anda VRTK vilket underl¨attar till snabb implementering av VR med den samling av skript som f¨oljer med som hj¨alpmedel. N˚agra l¨osningar som till- handah˚alls i VRTK [26] ¨ar interaktion, kroppsfysik i VR och kollisions detektering.
Kapitel 4 Metod
Metoden i denna studie best˚ar av tv˚a delar, genomf¨ora intervjuer och utveckling av en applikation. Deltagarna kommer f¨orst genomg˚a ett antal moment i montering av en byggsats i applikationen f¨or att sedan svara p˚a fr˚agor ang˚aende deras upplevelse.
Applikationen kommer att presenteras som en egen del i kapitlet, Implementation och resultatet fr˚an intervjuerna presenteras i kapitlet Utv¨ardering.
4.1 Utveckling
Utvecklingen av applikationen utf¨ordes i Unity och med HTC Vive f¨or VR representa- tion. Delarna i applikationen sammankopplades ofta och synades av varandra f¨or att minimera f¨oljdkatiga fel. GitHub anv¨andes f¨or hantering av koden. GitHub [27] ¨ar ett versionhateringssystem n¨ar alla utvecklare kan se varandras kod och s¨atta samman olika delar av kod.
Genomf¨orandet av applikationen skedde i ett n¨ara samarbete mellan utvecklarna.
D˚a utvecklarna utvecklade olika delar som var beroende gjordes en beroendelista p˚a vanligt papper. P˚a beroendelistan listades alla delar som skulle implementeras samt vilken del som beror p˚a vilken samt vilka som kan implementeras frist˚aende. N¨ar en del var implementerad bockades denna av p˚a listan och den andre utvecklaren kunde se vad som gjorts och om denne har en ny del som kan implementeras efter. Eftersom det var ett n¨ara samarbete under kortare tid beslutades det att en lista ¨ar nog och mer avancerad verktyg f¨or hantering av vad som ska g¨oras upplevdes ¨overfl¨odigt.
4.2 Intervjuer
Ett l¨ampligt metodval f¨or denna kvalitativa studie ¨ar intervjuer d˚a det som efters¨oks ¨ar m¨anniskors uppfattning av en h¨andelse. D˚a intervjuns syfte ¨ar att f¨ordjupa f¨orst˚aelsen kring hur anv¨andare uppfattar ett fenomen ¨ar ¨oppna intervjuer l¨ampligt att anv¨anda.
I ¨oppna intervjuer kan den intervjuade sj¨alv f˚a ber¨atta hur denne har upplevt ett visst
fenomen menar [28] p˚a. Med ¨oppna intervjuer f˚ar den intervjuade ber¨atta mer ¨oppet och f˚ar redog¨ora sina tankar muntligt. Fr˚agorna till intervjuerna finns i bilaga C.
4.2.1 Oppna intervjuer ¨
I ¨oppna intervjuer b¨or inte i ¨overensst¨ammelse med [29] exakt f¨ardiga fr˚agor vara formulerade, d¨ar endast svaret p˚a de fr˚agorna som st¨alls behandlas. Vissa fr˚agor b¨or antecknas ner i f¨orv¨ag men dessa ska ses som teman och riktlinje till vad som ska samtalas kring. Det ¨ar det som de intervjuade ber¨attar om sin upplevelse inom temat som definierats som ¨ar intressant. Utifr˚an det som deltagaren ber¨attar ¨ar det m¨ojligt att st¨alla kompletterade fr˚agor f¨or att bilda ett sammanhang till temat. Temat som
¨ar huvudfr˚agan b¨or best˚a av underfr˚agor f¨or att f¨ortydliga f¨or deltagaren vad den ska samtala om eller anv¨andas som grund till om samtalet fastnar. Utformningen av fr˚agorna b¨or vara s˚a pass ¨oppna att det g˚ar att samtala om dessa och det ska helst inte vara m¨ojligt att svara med endast ja eller nej p˚a dessa.
4.2.2 Forskningsetiska principer
Med st¨od av [30] s¨akerst¨aller de etiska principerna att personer som deltar i studien upplever att de kan k¨anna en trygghet f¨or forskningen. Informationskravet, samtyc- keskravet, konfidentialitetskravet och nyttjandekravet ¨ar de fyra allm¨anna krav som ska tas h¨ansyn till. Det f¨orsta kravet, informationskravet inneb¨ar att den som inter- vjuar har en skyldighet att ber¨atta att det ¨ar helt frivilligt att delta i unders¨okningen och att det ¨ar acceptabelt att n¨ar som helst avbryta samtalet utan att ange anledning.
F¨or att den som intervjuar ska f˚a b¨orja samtalet kr¨avs det att samtyckeskravet ¨ar uppfyllt. Detta menar att den intervjuade ska ge samtycke till att delta i studien, om deltagaren ¨ar under 15 ˚ar ska dennes v˚ardnadshavare tillsammans med deltagaren ge samtyckte till deltagande. F¨or att s¨akerst¨alla att de intervjuade v˚agar och vill tala
¨oppet ska samtalsledaren informera om att allt som s¨ags hamnar under tystnadsplikt.
Alla svar som behandlas ska ske s˚a att det ¨ar f¨or utomst˚aende om¨ojligt att sp˚ara vem som sagt vad, detta kan l¨osas genom fiktiva namn. Detta faller under konfiden- tialitetskravet. Nyttjandekravet skyddar den information deltagarna har gett fr˚an att anv¨andas i andra sammanhang ¨an vetenskapliga.
4.2.3 Urval
Deltagarna f¨or denna studie ¨ar personer som anser sig sj¨alva ha l˚ag byggerfarenhet och l˚ag erfarenhet med VR och finns tillg¨angliga p˚a f¨oretaget.
Detta urval faller under bekv¨amlighetsurval enligt [31] vilket ¨ar en metod som bygger p˚a att det som finns praktiskt tillg¨angligt anv¨ands. De intevjuvade bidrar sedan till ett sn¨obollsurval d¨ar de anger personer de anser l¨ampliga till studien.
I ¨overensst¨ammelse med [32, 33], n¨ar det inte framkommer n˚agra nya avvikande svar under intervjuerna som s¨arskiljer de tidigare svaren har en m¨attnad uppn˚atts. Det
¨ar forskaren sj¨alv som best¨ammer n¨ar en m¨attnad har uppn˚atts genom att analysera svaren och j¨amf¨ora dessa. I kvalitativa studier ¨ar inte fokuset p˚a antalet deltagare utan deras olika synpunkter d¨arf¨or utg˚ar man fr˚an m¨attnad.
4.2.4 Transkribering
Transkrivering ¨ar av [34] beskrivet d˚a tal ¨overs¨atts till text. Dessa genomf¨ors genom att under intervjun spela in det som s¨ags f¨or att sedan lyssna igenom och skriva ner ordagrant det som s¨ags. Transkribering ¨ar ofta tidskr¨avande men avg¨orande vid analys d˚a intervjun h¨ors en ytligare g˚ang samt att det ¨ar enklare att vid text att j¨amf¨ora m¨onster och ˚asikter mellan deltagare. Vid transkribering kan upprepningar av ord och hummande hoppas ¨over samt l˚anga ord b¨or f¨orkortas. Skratt samt sm˚aprat som sker under intervjun b¨or undvikas att skrivas ned d˚a dessa inte oftast inte ¨ar en del av svaret som ˚atergetts utan en reaktion. Reaktioner b¨or dock emellertid antecknas ned.
Talspr˚ak s¨arskiljer sig fr˚an skrivspr˚ak och under transkribering ska allt ¨overs¨attas till skrivspr˚ak. Allt som skrivs ska vara p˚a standard svenska och samt slangyttryck ska om m¨ojligt skrivas p˚a ut som svenska ord.
Kapitel 5
Implementation
Kapitlet beskriver de olika momenten som ¨ar implementerade och varf¨or de ¨ar imple- menterade som de ¨ar. ¨Aven inledande observationer som uppt¨acktes vid experimentella f¨ors¨ok i HTC Vive presenteras.
5.1 Inledande observationer
Under startskedet av utvecklingsarbetet konstaterades n˚agra insikter g¨allande upp- levelsen av HTC Vive. Eftersom det rum som fanns tillg¨angligt f¨or utveckling in- neh¨oll m¨obler som utgjorde att den rekommenderade ytan f¨or r¨orelse i HTC Vive inte uppn˚addes ledde det till att st˚aende position blev tvingat till att anv¨andas. Trots att endast stillast˚aende position skulle anv¨andas var det l¨att att anv¨andaren blev deso- rienterad. I displayen ¨ar det m¨ojligt att se en bl˚a fyrkant vilket ¨ar det utrymme som utg¨or den st˚aende placeringen. Denna var sv˚ar att se och gl¨omdes bort s˚a anv¨andaren b¨orjade f¨orflytta sig i rummet och slog i bord. F¨or att l¨osa detta placerades en tjockare matta som m¨atte ca 0,5x0,5m som anv¨andaren skall befinna sig p˚a som s¨akerhet.
˚Aksjuka var en upplevelse som drabbade m˚anga testpersoner d˚a de provade p˚a VR med andra applikationer. Detta noterades och konstaterades till att applikationen som kommer utvecklas kommer beh¨ova utvecklas med ˚aksjuka i ˚atanke. Detta ins˚ags kunna f¨orhindras genom att studera de personer som blev ˚aksjuka genom att minska r¨orliga effekter som sker runt anv¨andaren som denne inte interagerar med. R¨orelser som personen utf¨or sj¨alv inte ans˚ags utg¨ora upplevelsen av ˚aksjuka. Nya anv¨andare av HTC Vive upplevde VR sv˚art utan en introduktion till r¨orelse och kontrollernas knappar.
Ofta tryckte anv¨andarna p˚a fel knappar p˚a kontrollerna d˚a deras naturliga antagande var att en viss knapp, exempelvis avtryckaren p˚a handkontrollen alltid anv¨ands f¨or att avfyra ett vapen. I vissa fall utf¨orde den knappen en helt annan funktion och anv¨andaren blev f¨orvirrad. D¨arf¨or kr¨avs ett introduktionsmoment i applikationen d¨ar kontrollernas funktionalitet presenteras.
5.2 Beslut
I denna del kommer ¨overgripande beslut presenteras som ¨ar av betydelse f¨or applika- tionens inneh˚all.
Ingen av de tidigare funna applikationerna var m¨ojliga att anv¨andas under denna utveckling d˚a de har sluten k¨allkod och ingen m¨ojlighet till att l¨agga till specifika modeller som kr¨avdes. F¨or att uppfylla f¨oretages krav att modellerna ska likna deras verkliga konstruktioner beh¨ovdes en egen applikation utvecklas fr˚an grunden.
5.2.1 Montagemomenten
En byggsats best˚ar av ett flertal olika delar som ska sammanfogas. Monteringsanvis- ningen som Lundqvist Tr¨avaru AB tillhandah˚aller f¨orklarar de olika tillv¨agag˚angss¨atten f¨or att uppf¨ora byggnaden. De viktigaste momenten definieras som de moment som ¨ar avg¨orande f¨or att en byggnad ska st˚a sj¨alvst¨andigt p˚a ett s¨akert s¨att. Enligt monte- ringsanvisningen [35] och representanter fr˚an Lundqvist Tr¨avaru AB ¨ar:
• Syll
– Syllen ska l¨aggas ut l¨angs grunden och h¨anga ¨over med 22,5mm. N¨ar syllen
¨ar placerad r¨att ska den f¨orankras i grunden med expanderbultar.
• V¨aggblock
– V¨aggblocken placeras fr˚an ett h¨orn ovanp˚a syllen s˚a att nedersta regeln p˚a v¨aggblocket har kontakt med syllen. Den nedersta regeln spikas fast i syllen och d¨arefter f¨astes regel p˚a varje sida. En mindre regel i h¨ornet och en st¨orre i den del som anslutande v¨aggblock ska f¨astas i. Det anslutande v¨aggblocket f¨astes p˚a samma s¨att som f¨oreg˚aende och i befintlig regel p˚a f¨oreg˚aende v¨aggblock genom att spika fast panelen i regeln.
• Hammarband
– Hammarbanden placeras ovanp˚a v¨aggblocken och f¨astes i varje v¨aggblocksregel.
• Takstolar
– Vinkelbeslag f¨astes i hammarbandet ¨over varje regel. Takstolarna h¨angs d¨arefter upp och ner f¨or att sedan roteras upp och lyftas in och f¨astas i vinkelbeslagen.
Figur 5.1: Illustration som visar hur takstolen ska roteras.[35]
• Kondensduk
– Kondensduk rullas ut i l¨angdriktningen av byggnaden och h¨aftas fast med h¨aftklammer vid varje takstol.
• Reglar
– Reglar l¨aggs ut ovanp˚a kondensduken och f¨astes i varje takstol.
• Pl˚attak
– Pl˚attaket l¨aggs ut, en l¨angd i taget och f¨astes i varje dal av pl˚attaket i regeln under.
Det finns fler moment ¨an ovan n¨amnda i en byggstats men de p˚averkar inte stabiliteten av byggnaden utan ¨ar mer av typen estetik eller v¨aderskydd.
F¨or att momentet ska avklaras inom en ¨overkomlig tid och inte bli f¨or repetitiv i applikationen beh¨ovdes vissa av momentens delar f¨orenklas. F¨orenklingen bestod av antalet komponenter i momentet, vissa delar minskades sett till antalet och dimen- sionerna ¨okades till ideal dimensioner. Antalet f¨astzoner minskades till h¨alften med motiveringen att m˚alet ¨ar att l¨ara sig sammanfoga delar och inte l¨ara sig spika.
5.2.2 Anv¨ andargr¨ anssnitt
Eftersom vissa texter, uppmaningar ska vara placerade p˚a kontrollerna som bara visas vid utvalda tillf¨allen f¨or att inte st¨ora resten av upplevelsen valdes dessa att vara av gr¨anssnittet icke diegetiska. Texter som kommer att vara placerade p˚a objekt och d¨armed synliga hela tiden v¨aljs att vara av typen rumsligt. Verktyget kommer att vara en integrerbar komponent i v¨arlden och d¨armed vara av gr¨anssnittet diegetisk.
Interaktionen som st¨ods i applikationen ¨ar f¨orflyttning via teleportation d¨ar bilden m¨orkas under f¨orflyttningen. Eftersom visa objekt har ideala dimensioner ¨ar de m˚anga g˚anger klumpiga och d¨arf¨or beh¨ovdes fysiken f¨or objekten minskas, trots att detta begr¨ansar hur realistisk interaktionen upplevs. Objekt ¨ar endast m¨ojliga att greppa om kontrollen befinner sig nog n¨ara objektet, detta g¨or interaktionen mer realistisk
¨an om det ¨ar m¨ojligt att greppa fr˚an avst˚and. F¨or att slippa tappa objektet n¨ar det st¨oter i marken s¨atts krafterna som anv¨andaren greppar med till o¨andlighet.
5.2.3 ˚ Aterkoppling
Den inledande unders¨okningen ang˚aende ˚Aterkoppling i VR visade att i virtuell verk- lighet ¨ar det b¨attre att anv¨anda sig av ljud f¨or information samt att texter ska f¨olja anv¨andarens ¨ogon. Begr¨ansat med texter visualiseras p˚a handkontrollerna eftersom det m¨ojligg¨or f¨or anv¨andaren att v¨alja i en viss m˚an sk¨arpan p˚a texten genom att titta n¨armre p˚a texten eller l¨angre ifr˚an. Ytterligare anledning till valet att placera texterna p˚a handkontrollerna ¨ar att det ¨ar med denna anv¨andaren interagerar och ser konstant och texten kommer inte att undg˚as. F¨or att anv¨andaren inte ska undg˚a information ska ljud spelas in. ˚Aterkoppling i form av k¨ansel ¨ar ¨ar en naturligt sinne som finns natur- ligt som ˚aterkoppling och eftersom HTC-Vive kontrollerna st¨odjer detta kommer det att anv¨andas. Kontrollerna ska vibrera d˚a interaktion med handkontrollerna sker. Vid anv¨andandet av ett verktyg eller vid grepp av ett objekt f˚ar anv¨andaren ˚aterkoppling genom vibration i den handkontroll som anv¨ants f¨or interaktionen.
5.3 Applikationens delar
Denna del beskriver hur de olika momenten ¨ar uppbyggda var f¨or sig och ¨aven v¨asentliga delar implementerade i applikationen. Utvecklingen av momenten delades upp mellan tv˚a studenter men alla finns presenterade nedan. Redovisningen av vem som imple- menterade vad finns i bilaga, B.
VR i Unity
Implementationen av VR i Unity genomf¨ordes genom att importera verktyget VRTK - Virtual Reality Toolkit. Verktyget har st¨od f¨or SteamVR [36] vilket m¨ojligg¨or inter- aktion med HTC Vive samt ger en intuitiv genomg˚ang av att s¨atta upp HTC Vive i praktiken och konfigurera denna. Att anv¨anda sig av f¨ardigt verktyg f¨or integration av VR sparar tid som kan anv¨andas till att utveckla den specifika applikationen samt att m¨ojligheter till felaktigheter kring fysik minskas.
UI (menyer, texter)
Texterna som visualiseras f¨or anv¨andaren ¨ar placerade p˚a v¨anster handkontroll. Dessa
¨ar uppbyggda av en canvas och textruta. Texten skrivs med en funktion i ett C# script, genom detta ¨ar det m¨ojligt att ˚ateranv¨anda samma canvas med textruta och endast ers¨atta texten. N˚agra huvudsakliga texter ˚aterfinns, en d˚a saxen n¨armar sig l˚adan, en meny n¨ar anv¨andaren vill markera momentet klart och en startmeny med tre knappar,
¨ovning, utmaning och time attack. Anv¨andaren v¨aljer vilken den vill genomf¨ora genom att med h¨ogerkontroll sikta med en pekare p˚a motsvarande knapp och trycker in avtryckaren. F¨or att anv¨anda olika verktyg finns en meny p˚a h¨ogerkontroll som alltid
¨ar synlig d¨ar tre val finns, universala f¨astningsverktyget, sax och hand. P˚a v¨anster kontroll finns liknande meny men med endast en knapp, byggst¨allning.
Figur 5.2: Text placerad p˚a kontroller.
Figur 5.3: Startmenyn.
N¨ar anv¨andaren anser att denne har slutf¨ort ett moment ska momentet markeras som klart genom en meny som tas fram p˚a v¨anster kontroll. I denna meny finns tex- ten “Vill du markera momentet klart? Spika h¨ar” tillsammans med en spikzon d¨ar anv¨andaren spikar f¨or att bekr¨afta. N¨ar momentet ¨ar markerat s˚a f˚ar anv¨andaren en procentsats i menyn d¨ar det st˚ar hur m˚anga procent av momentet som lyckades.
Interaktion och f¨orflyttning
I samr˚ad med [8] sker interaktionen s˚a som att greppa saker sker genom f¨ardiga kompo- nenter fr˚an VRTK. D¨ar bland finns VRTK InteractableObject som m¨ojligg¨or att det ¨ar m¨ojligt att interagera med objekt. VRTK TrackObjectGrabAttach g¨or att objektet all- tid f¨oljer kontrollen, ¨aven om objektet dras mot marken. VRTK SwapControllerGrabAction l˚ater anv¨andaren v¨axla vilken kontroll som h˚aller i objektet. F¨or att ett objekt ska va- ra integrerbart beh¨over objektet ¨aven ha en box collider och f¨or att falla n¨ar objektet sl¨apps beh¨ovs en rigidbody. N¨ar ett objekt lagts p˚a plats och f¨asts med en spik s˚a st¨angs is grabbable av p˚a objektet f¨or att simulera att det sitter fast.
F¨orflyttningen sker genom teleportation som tillhandah¨olls f¨ardigt fr˚an
VRTK BodyPhysics d¨ar en publik variabel enable teleport kan s¨attas f¨or att m¨ojligg¨ora teleporteing. F¨or att anv¨andaren inte endast teleportera sig l¨angs marken och inte p˚a objekt s˚a finns den en policylista, VRTK PolicyList [37]. Denna lista har tre paramet- rar, Operation, operation vilket kan vara ignorera eller inkludera, Check types, kon- trollera typer som kan vara tagg, skript eller lager. Tredje parametern ¨ar Identifiers, identifierare vilket ¨ar en lista av identifierare som ska j¨amf¨oras med. F¨or att ignorera att i detta fall m¨ojligheten till att teleportera p˚a objekt skapades en policylista med parametrarna ignorera, tagg och de olika objektens taggar.
Hanterare
I applikationen finns det tv˚a hanterare en momenthanterare och en ljudhanterare. Mo- menthanteraren ¨ar uppbyggd av publika variabler, en startvariabel och en f¨ardigvariabel f¨or varje moment. Med dessa variabler ¨ar det m¨ojligt att styra att endast r¨att moment kan utf¨oras. N¨ar applikationen startar ¨ar f¨orsta momentet syll start satt till sant. N¨ar anv¨andaren markerar momentet som klart s˚a s¨atts f¨ardigvariabeln till sant, alla delar som inte lagts ut l¨aggs automatiskt genom instansiering av de saknade objekten. Alla objekt som ligger l¨ost, inte ¨ar utplacerade och alla zoner som tillh¨or momentet avak- tiveras. N¨ar detta ¨ar gjort s˚a s¨atts efterf¨oljande moments startvariabel till sant och momentets zoner aktiveras.
Hanteraren som hanterar ljud˚aterkopplingen ¨ar en lista som h˚aller p˚a alla olika ljudklipp tillsammans med ett skript. I skriptet finns det en funktion f¨or varje ljud- klipp som kan kallas p˚a fr˚an andra skript n¨ar ett visst ljudklipp ¨onskas spelas upp.
Ljudklippen som finns kan ses i bilaga D.
Interaktionszoner
Figur 5.4: Visar den visuella gr¨ona cylindern med kapseln som agerar kolliderare. Kapseln ¨ar in- te synlig i VR.
En interaktionszon eller ocks˚a ben¨amnd h¨adanefter som spikzon ¨ar ett omr˚ade d¨ar inom denna ¨ar det endast m¨ojligt att utf¨ora en viss sak. Interaktionszonen d¨ar det
¨ar m¨ojligt att anv¨anda det universala f¨astningsverktyget
¨ar uppbyggd av en kapsel som fungerar som en kolli- derare. Denna visualiseras med en gr¨on cylinder f¨or att anv¨andaren ska se vart det ¨ar m¨ojligt att anv¨anda verk- tyget. Det ¨ar endast m¨ojligt att anv¨anda verktyget i den- na zon d˚a denna i sin tur har en kolliderare. N¨ar des- sa tv˚a kolliderare kolliderar ¨ar det m¨ojligt att anv¨anda verktyget. N¨ar n˚agot ¨ar utf¨ort i interaktionszonen avak- tiveras denna och det ¨ar inte m¨ojligt att anv¨anda den igen.
Universalt f¨astningsverktyg
Det universala f¨astingverktyget symboliserar en spikpistol beskrivet av [8] och fungerar endast att anv¨andas inom spikzoner och vid anv¨andandet d¨ari spikas en spik. Vid anv¨andning utanf¨or spikzonerna f˚ar anv¨andaren en uppmaning att det inte ska spika d¨ar som en automatisk ˚aterkoppling d˚a det ¨ar fel utf¨ort. Spikpistolen ¨ar universal f¨or alla f¨astpunkter och ¨ar del av f¨ardig modell som ¨ar placerad p˚a h¨oger handkontroll som tas fram fr˚an en radial meny p˚a kontrollen.
Figur 5.5: Verktyget placerat p˚a handkontrollen. Figur 5.6: Uppmaningen vid felspikning.
Kn¨appningszon
En kn¨appningszon menar [8] ¨ar en zon d¨ar ett objekt f¨astes n¨ar det placeras i zonen.
Zonen ¨ar en f¨ardig komponent, VRTK SnapDropZone d¨ar en zon placeras ut enligt m˚atten p˚a objektet som ska placeras d¨ar i. Zonen inneh˚aller en mall som ¨ar en kopia av objektet som ska placeras d¨ari, det ¨ar mallen som syns p˚a zonens plats innan objektet
¨ar placerat. Alla kn¨appningszoner ¨ar f¨argade i gr¨ont och kn¨appningszoner anv¨ands f¨or alla objekt som ska placeras. Kn¨appningszoner anv¨ands f¨or att underl¨atta placeringar av objekt d˚a dessa kan vara sv˚ara att l¨agga exakt r¨att.
Omgivning
Omgivningen best˚ar av en f¨ardig modell h¨amtad fr˚an [38]. Denna inneh˚aller f¨ardiga delar som kan anv¨andas s˚a som gr¨as, lera som kan anv¨andas till att symbolisera stigar, berg och v¨axtlikheter. Omgivningen begr¨ansades till att endast inneh˚alla mark i form av gr¨as, stigar och berg som omsluter omr˚adet d¨ar byggnaden ¨ar placerad. Valet av att utesluta tr¨ad och v¨axer berodde p˚a att vid tester med dessa utplacerade blev uppdateringen i HTC Vive mindre f¨oljsam.
L˚ador
F¨or att underl¨atta f¨or anv¨andaren att f¨orflytta objekt fr˚an en plats till en annan och f¨or att dra en parallell till verkligheten d¨ar alla delar fr˚an en byggsats kommer paketerade, f¨ordelas alla delar i l˚ador. Dessa l˚ador inneh˚aller delar till ett visst moment och det ¨ar m¨ojligt att b¨ara hela l˚adan med allt inneh˚all till en plats.
Figur 5.7: Saxen som anv¨ands f¨or att ¨oppna l˚ador.
L˚adorna kan endast ¨oppnas med en sax. Saxen ¨ar h¨amtad fr˚an [39] och anv¨ands endast till f¨or att ¨oppna l˚ador. L˚adorna ¨ar uppbyggda av en 3D-kub och texturen
¨ar skapad i programmet Blender genom ett fotografi av den verkliga plasten till paket och UV-mappa fotogra- fiet till l˚adans form f¨or att placera fotografiets delar i f¨orh˚allande till l˚adans form. N¨ar l˚adan ¨oppnas inaktive-
ras l˚adan visuellt och samtidigt aktiveras inneh˚allet i l˚adan. Detta sker programmatiskt genom ett C# script i Unity.
Figur 5.8: L˚ada som inneh˚aller delar ur en byggsats.
Syll
Syllen placeras i zoner runt om grunden enligt [8]. Syllen ¨ar modellerat av en 3D-kub till ideal l¨angd och har tv˚a spikzoner vardera i varje h¨orn som med ett Unity-event aktiveras n¨ar objektet kn¨apps i zonen.
V¨aggblock
V¨aggblock best˚ar av tv˚a delar, v¨aggblock och v¨aggreglar. Dessa utf¨ors i samma mo- ment men ¨ar uppdelat i tv˚a paket. V¨aggblocken monteras varannan med en regel mellan. Det ¨ar m¨ojligt att b¨orja bygga med ett v¨aggblock vart som helt p˚a syllen men sedan m˚aste n¨asta monteras vid f¨oreg˚aende. F¨or att hantera detta s˚a h˚aller en lista p˚a alla zoner som finns, denna lista ¨ar uppbyggd statiskt s˚a att varje zoner har en fast position i listan.
Figur 5.9: V¨aggblockets delar is¨ar, standardpanel, vindduk och reglar.
N¨ar ett objekt placeras i en zon och f¨astes s˚a l¨aggs objektet i en annan lista p˚a motsvarande position som zonen objektet placerades i. De efterf¨oljande m¨ojliga place- ringszonerna aktiveras genom att positionen p˚a en l¨agre och en h¨ogre position aktive-
ras i zonlistan. Ytterspikning p˚a v¨aggblocken aktiveras om det f¨oreg˚aende placerade objektet ¨ar en v¨aggregel. F¨or att symbolisera vikten av att f¨asta, s˚a d˚a anv¨andaren befinner sig tre meter bort fr˚an objektet s˚a appliceras en vertikal kraft upp˚at och en horisontell kraft fram˚at f¨or att f˚a objektet att falla, om inga spikar har satts.
V¨aggblocken ¨ar modellerade i tre steg, fyra reglar som ¨ar modellerade av 3D-kuber och texturen h¨amtad fr˚an [40], vindduk som ¨ar visualiserad med textur fr˚an Lundqvist Tr¨avaru AB och standardpanelen ¨ar f¨ardig modellerad fr˚an dem. V¨aggreglarna ¨ar uppbyggda av samma modell som reglarna p˚a v¨aggblocken men har andra dimensioner.
Hammarband
Hammarbanden beskrivet av [8] placeras ovanp˚a v¨aggreglarna. Dessa ¨ar identiska upp- byggda som syllen, 5.3 men har en spikzon som ¨ar i linje med varje v¨aggregel. D˚a reglar- na l¨angs kortsidorna inte ¨ar symmetriskt placerade mot varandra d˚a en av sidorna har en port¨oppning och att det ska vara m¨ojligt att l¨agga vilket av hammarbanden p˚a valfri sida beh¨ovdes spikzonerna hanteras. Detta hanteras genom att kn¨appningszonerna p˚a kortsidorna har en variabel portsida som kan vara sann eller falsk. Om hammarbandet som placeras i kn¨appningszonen d¨ar variabeln ¨ar sann kommer spikzoner anpassade f¨or den sidan att aktiveras, om den ¨ar falsk aktiveras andra spikzoner.
Takstolar och Vinkelj¨arn
Takstolar och vinkelj¨arn ¨ar tv˚a separata moment i applikationen f¨or enklare hantering f¨or anv¨andaren. Eftersom dessa ¨ar starkt sammankopplade kommer de h¨ar beskrivas tillsammans. Vinkelj¨arnen ¨ar modellerade i webbverktyget thinkercad och importerade in i Unity som Obj -modeller medan takstolarnas modeller och texturer tillhandah¨olls av Lundqvist Tr¨avaru AB. Vinkelj¨arnen placeras och f¨astes i tillh¨orande zoner. Tak- stolarna f¨astes upp och ner i zoner f¨or att sedan med koden:
c u r r e n t T i m e += T i m e . d e l t a T i m e ;
t r a n s f o r m . l o c a l R o t a t i o n = Q u a t e r n i o n . L e r p ( s t a r t R o t , Q u a t e r n i o n . E u l e r ( t a r g e t R o t ) , c u r r e n t T i m e / d u r a t i o n );
roteras till uppr¨att position. N¨ar takstolarna roterat till sin m˚alrotation aktiveras spikzonerna. Den automatiska rotationen f¨orenklar montaget avsev¨art f¨or anv¨andaren d˚a det det visades genom observationer vara sv˚art f¨or anv¨andaren att utf¨ora en rota- tionsr¨orelse kring en fix axel.
Gavelspetsarna bet˚ar av tre delar en takstol, panel och vindskiva. Panelen model- lerades genom 3D-kuber i olika l¨angder som placerades ¨over varandra f¨or att bilda s˚a n¨ar som en triangel som t¨acker takstolen. ¨Over panelen ¨ar en vindskiva som till- handah¨olls av Lundqvist Tr¨avaru AB placerad. Dessa tre tillsammans kombinerades genom combine meshes vilket skapade gavelspetsen till ett objekt.
(a) Gavelspetsens delar is¨ar. (b) Gavelspets som helhet.
Figur 5.10: Visar uppbyggnaden av gavelspets.
(a) Innan rotation. (b) Rotation p˚ab¨orjad.
(c) Under rotation. (d) Under rotation.
(e) Rotation avslutad, uppr¨att position.
Figur 5.11: Bilderna illustrerar hur takstolsrotation sker.
Kondensplast
Kondensplasten ¨ar visualiserad som en tunn platta ist¨allet f¨or en rulle som rullas ut, h¨aftats och klipps. Kondensplasten ¨ar nedskalad f¨or enklare man¨ovrering och n¨ar den l¨aggs i kn¨appningszonen f¨or kondensplast skalas plasten upp till att t¨acka halva taket med funktionen ApplyScalingOnSnap i enhetlighet med [8].
B¨arl¨akt
B¨arl¨akten ¨ar reglar som ¨ar modellerade p˚a liknande s¨att som v¨aggblockreglarna, 3D- kuber samt textur fr˚an [40]. B¨arl¨akten placeras i zoner, n¨ar den ¨ar placerad i zonen aktiveras spikzonerna p˚a den b¨arl¨akt som blivit kn¨appt i en zon.
Pl˚attak
Pl˚attaket som [8] menar p˚a ¨ar en modell fr˚an Lundqvist Tr¨avaru AB, delarna har anpassats i storlek f¨or att tillsammans t¨acka taket. Pl˚attaket l¨aggs i zoner d¨ar de kn¨appsfast f¨or att sedan f¨astas med det universala f¨astningsverktyget i tre spikzoner placerade ¨over b¨arl¨akten.
Byggst¨allning
Figur 5.12: Byggst¨allningen med tillh¨orande trap- pa och stege.
Byggst¨allningen modellerades med f¨ardiga modeller h¨amtade fr˚an [41]. Bygg- st¨allningen ¨ar en ren visuell representa- tion och best˚ar av osynliga l˚ador som fungerar som kollision. Dessa ¨ar lite mer utdragna ¨an st¨allningens plankor f¨or att f¨orhindra att anv¨andaren faller av bygg- st¨allningen n¨ar denne interagerar med v¨aggblocken. Byggst¨allningen inneh˚aller en stege vilket det ¨ar m¨ojligt att kl¨attra
via d˚a varje st˚ang i stegen inneh˚aller VRTK ClimbableGrabAttach vilket ¨ar en f¨ardig l¨osning fr˚an VRTK(Virtual Reality Toolkit )[42] f¨or att markera ett objekt som kl¨attringsbart. Trappan upp best˚ar av en Mesh collider som bildar en kollisionszon anpassat efter objektets form och m¨ojligg¨or att det g˚ar att g˚a uppf¨or trappan.
Noterbart ¨ar att vid l¨opande anv¨andartester visades det att det inte gick att kl¨attra upp f¨or stegen med en hand och b¨ara objekt med andra samtidigt. Samt att flera anv¨andare blev v¨aldigt ˚aksjuka n¨ar de kl¨attrade upp f¨or stegen. Troligtvis med anled- ning av att de g¨or en kontinuerlig vertikalf¨orflyttning i VR men inte i verkligheten.
Med dessa anledningar s˚a kr¨avdes en trappa att vara tillg¨anglig.
Lastbil
F¨or att f¨orh¨oja anv¨andarupplevelsen och dra en parallell till verkligheten att varor kommer levererade implementerades en lastbil. Lastbilen best˚ar av en modell h¨amtad fr˚an [43] och har anpassats storleksm¨assigt f¨or att passa in i milj¨on. P˚a lastbilens flak finns l˚ador staplade, dessa ¨ar barn till lastbilen f¨or att f¨olja med i f¨orflyttningen. Last- bilen startar genom att f¨orst tuta f¨or att p˚akalla uppm¨arksamhet och sedan f¨orflyttas
den fram till grunden programmatiskt. Lastbilen stannar i 2 sekunder vid grunden och lastar av l˚adorna f¨or att sedan ˚aka iv¨ag.
Figur 5.13: Lastbilen med staplade l˚ador p˚a flaket.
5.4 Testning
Den testning som genomf¨ordes av applikationen var l¨opande anv¨andartestning beskri- vet av [44].
Anv¨andartester b¨or genomf¨oras med personer fr˚an m˚algruppen som ska anv¨anda applikationen. Redan i ett tidigt skede av utvecklingen ¨ar det viktigt att anv¨andartester genomf¨ors f¨or att f˚anga upp eventuella felaktigheter tidigt. F¨or att f˚a s˚a bra ˚aterkoppling som m¨ojligt fr˚an testerna kan deltagaren l˚atas t¨anka h¨ogt under genomf¨orandet av test- ningen. L˚ater man anv¨andaren ber¨atta vad den t¨anker g¨ora, hur den g˚ar tillv¨aga och om den anser det gick bra erh˚alls ett bra underlag. Ett par f¨ordefinierade uppgifter med f¨orv¨antat resultat b¨or anv¨andaren f¨ors¨oka genomf¨ora och med resultatet kan ut- vecklaren konstatera om det ¨ar nog tydligt och intuitivt samt om anv¨andare lyckades utan hj¨alp. ¨Aven en expertperson som vet hur applikationen ska f¨orh˚allas gentemot det som den representerar i verkligheten kan l˚atas testa.
Dessa tester kan falla under Black-box testing[45], svarta l˚adantester d¨ar anv¨andare som inte har tidigare erfarenhet kring programmet f˚ar testa programmet utan att veta vad som testas. Den samlade bilden fr˚an flera svarta l˚adan tester avg¨or om det ska passera eller beh¨over korrigeras.
Under utvecklingen genomf¨ordes anv¨andartester fr˚an f¨orst utvecklarna sj¨alva sedan med expertperson och d¨arefter med personer ur m˚algruppen. Utvecklarna testade om det som implementerats k¨anns bra f¨or dem, om det fungerar och om r¨orelserna fungerar i rummet. N¨ar detta test passerat s˚a testades det implementerade av en expertperson som i detta fall ¨ar en person med snickarbakgrund och som anser sig veta hur det ska monteras i verkligheten. Med detta test s˚a fastst¨alldes det om monteringen uppleves realistisk samt om det ¨ar tillr¨ackligt n¨ara kopplat till verkligheten. Experttestningen var viktig d˚a utvecklarna inte besatt byggerfarenhet eller erfarenhet kring montering av
byggsats och endast l¨art sig montaget fr˚an monteringsanvisningar. Anv¨andartesterna bedrevs med personer som ans˚ags skulle kunna vara en del av senare studie. Dessa fick genomf¨ora n˚agra uppgifter under testningen, exempelvis fick de instruktionen ’l¨agg ut syll l¨angs grunden’ eller s˚a fick de inga instruktioner. Utvecklarna studerade sedan p˚a sk¨armen hur anv¨andaren lyckades, vilka r¨orelser som utf¨ordes, var anv¨andaren sa och viktigaste vad beh¨ovde anv¨andaren f¨or instruktioner f¨or att lyckas med uppgiften. Med denna kontinuerliga data kunde applikationen st¨andigt f¨orb¨attras och f¨oljdfel kunde undvikas.
Aven viss A/B testning genomf¨¨ ordes, d¨ar A/B testning ¨ar n¨ar anv¨andaren f˚ar testa ett original mot en utmanare och anv¨andaren f˚ar s¨aga vilken som den anser sig l¨ampar sig b¨ast f¨or ¨andam˚alet. A/B testning anv¨ands fr¨amst inom webbutveckling enligt [46]
men fungerar likv¨al n¨ar tv˚a saker ska st¨allas mot varandra och har samma syfte. Under utvecklingen genomf¨ordes A/B som exempelvis genom att testa olika grepp mekanis- mer mot varandra och utreda vilken som upplevs b¨attre i den mening mer verklig- hetstrogen samt enklare att hantera. ¨Aven saker som olika f¨orflyttningsm¨ojligheter, omgivning som ljuss¨attning och menyer testas som A/B f¨or att slutligen anv¨anda den som upplevts fungera b¨ast.
5.5 Spell¨ agen
I enlighet med [8] finns vid applikationens start tre l¨agen att v¨alja bland, ¨ovning, utmaning och time attack, se figur 5.3. ¨Ovning inneh˚aller fyra introduktionsrum f¨or att bekanta sig med kontrollerna, ˚aterkoppling under byggnationen i form av inspelade instruktioner som spelas upp vid l¨ampliga tillf¨allen och n¨asta zon som ¨ar m¨ojlig att utf¨ora lyses upp.
I utmaning f˚ar anv¨andaren ingen ˚aterkoppling med instruktioner hur den ska g˚a tillv¨aga och zoner lyses endast upp n¨ar objektet som ska placeras i zonen ¨ar tillr¨ackligt n¨ara.
Time attack fungerar som utmaning fast med ett tidtagarur som r¨aknar tiden fr˚an att byggnationen startar tills den avslutas, om inga byggnads fel beg˚atts. Anv¨andaren f˚ar vid val av time attack fram ett tangentbord i den virtuella verkligheten och f˚ar skriva in sitt namn. Den snabbaste tiden sparas i ett Scriptable Object, med detta ¨ar det m¨ojligt att alltid spara och visa den snabbaste tiden och ¨ar inte m¨ojligt modifiera tiden manuellt.
5.6 Anv¨ andarens fl¨ ode
Vid val av ¨ovning i startmenyn startar anv¨andaren i introduktionsrum 1. P˚a en av v¨aggarna finns instruktioner f¨or vad som ska g¨oras, p˚a en annan finns en bild ¨over kon- trollerna med vad de olika knapparna heter. Resten av instruktionerna som anv¨andaren
