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L'ospite del secondo appuntamento di Radio UX è Amir Baldissera, CEO di Experenti e docente di Business Management presso l'Università di Padova.

Recentemente Amir ha pubblicato con Hoepli il volume Realtà virtuale e realtà aumentata per il business: Applicazioni pratiche con la Mixed Reality, per il quale mi aveva chiesto di scrivere un breve capitolo. Il tema che avevamo concordato era il rapporto fra realtà virtuale e UX. Poiché per me UX non è tanto una questione di interazione (e l'interazione in un ambiente virtuale è un tema affascinante ma che conosco poco) quanto di esperienza, ho preferito analizzare i punti di forza della VR, ovvero quelle caratteristiche che la rendono diversa da altri tipi di interazione e che, nonostante i costi, la rendono, in determinate circostanze, la soluzione più appropriata.

Nel decidere se usare o meno un servizio, un prodotto o una tecnologia, le persone fanno implicitamente un bilancio costi benefici.
Lo scopo della UX - almeno come la vedo io - è di valutare questi costi e benefici, per progettare soluzioni capaci di minimizzare i primi e massimizzare i secondi.

I costi economici della VR si sono estremamente ridotti: Un visore VR come l'Oculus Quest 2 costa meno di 500 € (meno di uno smartphone della mela, per capirci). Le prestazioni di questi device contribuiscono, assieme al rispetto di alcune linee guida di progettazione, a diminuire anche il rischio di motion sickness ed aumentare il realismo grafico degli ambienti virtuali.
Secondo alcune stime nel 2020 sono stati venduti più di 5 milioni di HMD (head mounted disply, i caschetti con il visore) e VR/AR hanno avuto un mercato, nel 2020, di 12 miliardi di dollari (con un aumento del 54%).

Gli ostacoli maggiori all'adozione della VR sono legati all'offerta di contenuti e alla user experience non sempre all'altezza.

Interagire in un ambiente di realtà virtuale, soprattutto attraverso gli HMD (head mounted display, ovvero i visori come l'oculus), è comunque più faticoso che utilizzare i device 2D. L'esperienza risulta positiva solo nelle circostanze in cui le caratteristiche peculiari della VR offrono un vantaggio importante per l'esperienza dell'utente.

I punti di forza della realtà virtuale

Per capire in quali circostanze la realtà virtuale offre un sostanziale vantaggio in termini di esperienza utente, può essere utile identificare quegli aspetti che la rendono peculiare rispetto all'interazione 2d tradizionale. Ci focalizzeremo prima sugli aspetti tecnici specifici della realtà virtuale, e poi quegli aspetti esperienziali innescati dalle caratteristiche tecnologiche evidenziate.

Caratteristiche tecniche

Le caratteristiche tecnologiche più salienti, che rendono la VR differente da altri ambienti digitali, sono:

  • rappresentazione tridimensionale di uno spazio virtuale
  • visione a 360 gradi (soprattutto con l'uso degli hmd)
  • dinamicità: l'ambiente può essere dinamico, possono esserci degli avatar o degli oggetti che compiono delle azioni
  • interattività: l'utente può compiere delle azoini: può spostare il suo punto di vista, e il sistema aggiornerà la rappresentazione del mondo in base a questi movimenti; può interagire con l'ambiente attraverso degli effettori (dei particolari joystick, o dei guanti con sensori); gli spostamenti nell'ambiente virtuale possono avvenire attraverso un trasporto innescato da un comando, oppure camminando nell'ambiente reale attraverso una pedana che permette il movimento, o nello spazio fisico se sufficientemente grande da contenere lo spazio virtuale.
  • corpo virtuale: se il sistema utilizza degli strumenti di body tracking (tracciamento del movimento degli arti e della testa), è possibile costruire un avatar (un corpo virtuale) del partecipante che ne mima in tempo reale i movimenti, ad esempio in una prospettiva in soggettiva.

Conseguenze psicologiche

Queste caratteristiche, combinate, possono innescare un'esperienza d'uso con caratteristiche del tutto peculiari.

Immersività percettiva

È la sensazione di essere dentro alla rappresentazione. È influenzata da alcuni aspetti tecnologici.
Aumenta se l'angolo visivo del display è ampio, e copre buona parte del campo visivo della persona e se l'esplorazione visiva della scena avviene attraverso il tracciamento dei movimenti del capo: muovendo la testa la rappresentazione si muove in direzione contraria. Questo meccanismo rispetta la consistenza e la coerenza fra le sensazioni propriocettive di movimento ed il movimento percepito, creando un effetto di persistenza spaziale della scena; tende invece a diminuire se alcuni movimenti avvengono attraverso meccanismi che non rispettano la consistenza fra il movimento visivo e la sensazione propriocettiva, ad esempio con meccanismi di teletrasporto. La navigazione può infatti avvenire o attraverso una camminata virtuale - paragonabile alla navigazione con il joystick nei videogiochi 3d in soggettiva - oppure camminando (sul posto, usando una pedana, o nello spazio reale). Sebbene nel mondo virtuale il risultato sia lo stesso (ci si muove nell'ambiente) dal punto di vista percettivo e motorio la differenza è sostanziale: la rappresentazione cognitiva dello spazio è molto meno articolata se il movimento è solo virtuale.

Embodiment - presenza corporea

Se il sistema traccia il movimento degli arti e li rappresenta sotto forma di avatar in una prospettiva egocentrica, si può innescare una forma di embodiment: la persona si identifica nel corpo dell'avatar.
La prospettiva egocentrica comporta che la persona vedrà le proprie mani (ed eventualmente le gambe) proprio dove si aspetta di vederle. Anche in questo caso è la consistenza fra la sensazione propriocettiva (dove sento di avere le mani) e la percezione visiva che innesca l'illusione che porta la persona ad identificare la rappresentazione dell'avatar con il proprio corpo. Questa illusione tende a permanere anche se le caratteristiche visive delle parti del corpo sono diverse da quelle reali. Ad esempio se, in un videogioco, le braccia virtuali indossano una armatura. Naturalmente più marcate sono le differenze, più indeboliscono la sensazione di embodiment.

Agency

Nella vita reale quando decidiamo di muovere la mano riusciamo a trasformare l'intenzione in movimento, e - attraverso le sensazioni propriocettive e la visione - ci accorgiamo che la mano si sta muovendo davvero, proprio come avevamo pianificato. La corrispondenza fra intenzione, atto motorio, propriocezione e visione innesca la sensazione fenomenologica di agency: noi siamo gli agenti che controllano il nostro corpo. La sensazione di agency è uno dei fattori che ci permette di riconoscere il nostro corpo come nostro.
Se nelle nostre azioni usiamo degli strumenti, in una certa misura questi diventano una estensione del nostro corpo, soprattutto se l'agency - la corrispondenza fra intenzione e risultato - si estende ad essi: lo sciatore professionista che riesce a controllare gli sci, che attraverso di essi riesce a sentire la neve, che attraverso i propri movimenti riesce a comandarli, ha la sensazione che - in un certo senso - gli sci facciano parte del proprio corpo.

Nell'ambiente virtuale, se vi è corrispondenza fra ciò che decidiamo di fare, la sensazione propriocettiva e ciò che vediamo succedere al nostro avatar, si innesca la sensazione di agency: vi è una fusione fenomenologica fra noi ed il nostro avatar.

La presenza

La presenza è la sensazione di essere lì, dentro lo spazio virtuale; la sensazione che non si sta vedendo una rappresentazione tridimensionale ma che si sta navigando un ambiente: "the perceptual illusion that a mediated environment is not mediated".

La presenza è un costrutto multidimensionale, ovvero è composta da più fattori:

  • la presenza spaziale
  • il coinvolgimento
  • la sensazione di autenticità (realness) dell'esperienza

La presenza spaziale è innescata ed influenzata dagli aspetti citati sopra: l'immersività percettiva, la sensazione di agency e di embodiment.

La sensazione fenomenologica è quella di essere non nello spazio fisico reale (la stanza attrezzata con la tecnologia vr) ma nell'ambiente virtuale. In letteratura viene definita place illusion (PI).

Il coinvolgimento

Il coinvolgimento è innescato da fattori cognitivi ed emotivi.
Dal punto di vista cognitivo, per essere coinvolti è necessario che l'attenzione sia diretta - meglio ancora, catturata - dall'ambiente e dagli eventi che succedono. Se l'attenzione della persona non è catturata dall'ambiente, è più difficile dimenticarsi di essere in un contesto fittizio.
Un secondo aspetto è la possibilità di crearsi una rappresentazione dell'ambiente. Una rappresentazione spaziale del luogo virtuale influenza positivamente la presenza spaziale - place illusion. Per innescare il coinvolgimento, è però necessario anche riuscire a crearsi una rappresentazione della logica e delle regole del mondo virtuale in cui siamo immersi. Per comprendere il concetto, può essere utile riferirsi ad ambienti di gioco. Il mondo fittizio di un videogioco di zombie avrà delle regole logiche, narrative, retoriche diverse da un videogioco in un mondo fantascientifico, o da un mondo fantasy. Queste regole valgono anche in contesti diversi dalla realtà virtuale: nei romanzi, nei film è fondamentale che vi sia coerenza interna nel mondo in cui il lettore, lo spettatore sono invitati ad immergersi. Lo spettatore accetta di buon grado che nel mondo di Harry Potter avvengano delle magie, mentre non lo accetta in un film di fantascienza, dove la magia deve avere una plausibilità scientifica o tecnologica (anche se del tutto inventata).

Se nell'ambiente virtuale vi sono regole narrative, logiche e retoriche chiare, non solo aumenterà la capacità della persona di crearsi una rappresentazione e farsi delle aspettative, ma aumenterà la sensazione di autenticità.

L'autenticità è influenzata anche dal modo in cui l'ambiente - ed eventualmente altri agenti - reagiscono alla presenza virtuale e ai comportamenti dell'utente.
Dal punto di vista percettivo, ad esempio, la sensazione di autenticità aumenta se l'avatar dell'utente proietta delle ombre realistiche (ad esempio attraverso l'uso di ray tracing) nell'ambiente circostante.

Ma l'aspetto più importante è la capacità dell'ambiente di agire in maniera coerente alla presenza e alle azioni della persona. Se nell'ambiente virtuale la persona chiama l'ascensore, si aspetta che l'indicatore dei piani reagisca e che - dopo un tempo ragionevole - si aprano le porte. Se questo succede, rispettando le sue aspettative, la sensazione di autenticità aumenta.

Questo vale soprattutto se nell'ambiente vi sono altri agenti. Se questi avatar si comportano come se la persona non esistesse, coinvolgimento ed autenticità diminuiscono. Al contrario, se gli avatar reagiscono alla presenza dell'utente, aumenta la probabilità di coinvolgimento e di autenticità.

Coinvolgimento emotivo

Se si innescano le sensazioni di immersione percettiva, presenza fisica, coinvolgimento cognitivo ed autenticità, è probabile che si inneschino anche delle risposte di tipo fisiologico ed emotivo. Questo avviene in base a due meccanismi: da un lato la credibilità del mondo in cui la persona è immersa, grazie al rispetto delle regole narrative; questo meccanismo è prevalentemente top-down: ci credo perché è coerente, e dunque ho l'illusione di viverlo davvero. Vi è, contemporaneamente, un meccanismo bottom-up, che è condizionato in parte dal realismo visivo delle scene, in parte dalla prospettiva in prima persona. Se vediamo l'immagine di un mostro che si sta avventando contro di noi, istintivamente ci spaventiamo, aumenta il battito cardiaco e la conduttanza cutanea. Dobbiamo fare uno sforzo cognitivo per ricordarci che è tutto finto. La convergenza della credibilità narrativa e di quella percettiva può dunque innestare delle reazioni emotive. Se queste reazioni sono coerenti con lo scenario virtuale che stiamo vivendo, aumenta il coinvolgimento e la sensazione complessiva di autenticità.

Presenza sociale (o co-presenza)

Sebbene le persone siano del tutto consapevoli di essere in un ambiente finto, in presenza di altri agenti si possono innescare dei meccanismi tipici delle interazioni sociali negli ambienti reali: prossemica, identificazione con l'altro, pregiudizi, ansia sociale. Ad esempio, nell'interagire con gli avatar, le persone tendono a mantenere una distanza prossemica simile a quella mantenuta in ambienti reali; le persone si comportano in maniera diversa se possono o meno identificarsi con l'agente (ad esempio se questi indossa la maglia della loro squadra di calcio); questo fatto può essere utilizzato in ambiti di ricerca (ad esempio di psicologia sociale), in ambito psicoterapeutico, in ambito formativo (empatia e gestione psicologica dei pazienti da parte dei medici). Le persone si comportano come se fossero al cospetto di persone reali, e non di agenti artificiali.
La presenza sociale è influenzata dalla credibilità dei comportamenti degli agenti virtuali. Vi sono agenti autonomi che riescono a simulare abbastanza bene alcuni comportamenti umani, anche se solo in particolari contesti, e in riferimento a dominii molto specifici. In alcuni casi il sistema utilizza meccanismi di riconoscimento del parlato, delle espressioni facciali, del tono della voce del partecipante per analizzare in maniera sofisticata i suoi comportamenti, i suoi discorsi ed il tono emotivo, riuscendo a fare in modo che gli agenti virtuali reagiscano a tono. In altre circostanze dietro al comportamento degli agenti virtuali ci sono in realtà degli esseri umani - spesso, almeno negli esperimenti, all'insaputa degli utenti.

Il flow

Il flusso di esperienza ottimale è stato l'argomento dell'ultimo post di questa newsletter. Il flow è uno stato esperienziale che si innesca nelle circostanze in cui le persone riescono ad essere completamente coinvolte ed assorte nell'attività, la loro attenzione è focalizzata su quello che stanno facendo, escludendo gli stimoli e gli eventi ad essa estranei. Sono attività in cui la motivazione è prevalentemente intrinseca ed autotelica (le persone sono motivate dall'esperienza in sè più che dai risultati).

Lo stato di flusso di esperienza ottimale tende ad avere alcune caratteristiche: concentrazione intensamente focalizzata sull'attività, unità fenomenologica fra consapevolezza e azione: si è consapevoli solo di quello che si sta facendo, e si dimenticano quegli aspetti della situazione presente che non sono pertinenti con l'attività; senso di controllo delle proprie azioni, e sensazione di riuscire a gestire la situazione; distorta percezione del tempo, che sembra scorrere più velocemente.

Nello stato di flusso, le persone generalmente riescono a dare il meglio di sè in quella attività. Fra i requisiti che innescano lo stato di flusso, vi è il fatto che il compito sia abbastanza sfidante da non risultare noioso, ma non così difficile da generare ansia o da interrompere il corso dell'azione.

Come possiamo vedere, alcune delle caratteristiche del flusso di esperienza ottimale hanno un legame con i precursori dell'effetto di presenza della realtà virtuale: il fatto che l'attenzione sia focalizzata sull'attività che ha luogo nell'ambiente virtuale, il fatto che la persona si dimentichi di tutto ciò che non è attinente - e non è coerente - con l'esperienza, e la sensazione di agency: la persona è alla guida delle proprie azioni.

Questa convergenza è importante in quanto se si innesca una esperienza di flusso è più probabile che si inneschi il fenomeno della presenza, e viceversa. È pertanto opportuno che l'attività in cui il partecipante è coinvolto sia sfidante (non noiosa) ma non eccessivamente impegnativa. Inoltre, il flusso viene vissuto dai partecipanti in maniera molto positiva, e questo si riverbera sull'esperienza d'uso dell'ambiente.

Gli ambiti applicativi

Quali sono i settori in cui la VR risulta avere un vantaggio competitivo?
Alcune recenti rassegne mostrano come la VR abbia trovato applicazione in molti contesti: industria, ricerca, formazione e clinica, solo per citarne alcuni. Nonostante i differenti ambiti e le diverse applicazioni, il denominatore comune appare essere la capacità di sfruttare quelle peculiarità tipiche della realtà virtuale per creare ambienti, rappresentazioni ed esperienze che - nella realtà o utilizzando altri strumenti - non sarebbero possibili, oppure sarebbero troppo costosi, o pericolosi, o non altrettanto efficaci.
La vera potenzialità della VR sta non nel simulare fedelmente la realtà, ma nel creare ambienti fisici, psicologici e sociali che superano alcuni dei vincoli posti dalla realtà, abilitando un ampio spettro di possibilità che nella realtà sono escluse.

In ambito industriale, molte applicazioni VR fanno leva sulla possibilità di creare rappresentazioni tridimensionali, interattive e navigabili, di spazi, luoghi, oggetti. Ad esempio in ambito automobilistico la VR viene usata per simulare l'abitacolo delle auto, per valutare la visibilità e i punti ciechi, l'ergonomia di comandi e cruscotto, o per fare simulazioni di guida. L'utilizzo della VR per studiare l'ergonomia di strumenti e luogo di lavoro è comune a diversi settori industriali. La possibilità di visualizzare e navigare rappresentazioni dinamiche tridimensionali è stata usata anche in ambito farmaceutico, per visualizzare la struttura morfologica di molecole complesse. Oppure per navigare rappresentazioni tridimensionali aumentate di aree geografiche.

La possibilità di creare rappresentazioni tridimensionali in alta risoluzione grafica viene ampiamente utilizzata in ambito di design industriale.

La capacità della realtà virtuale di creare un effetto di presenza spaziale è stata utilizzata, ad esempio, per rappresentare luoghi di interesse architettonico, o per ricreare siti archeologici.

La possibilità di innescare delle risposte fisiologiche ed emotive viene utilizzata in vari ambiti: in ambito clinico, ad esempio per il trattamento di varie tipologie di fobie e della sindrome post traumatica da stress. O in ambito di addestramento, per creare setting che simulano situazioni potenzialmente pericolose.

L'effetto embodiment è stato utilizzato - in psicologia sociale - per condurre numerosi esperimenti volti ad esempio a valutare come il fatto di vivere nel corpo di persone di un'altra etnia o di un altro sesso influisca sul comportamento e sulle attitudini dei partecipanti. Fra i numerosi esempi citati in letteratura, uno merita di essere riportato. In un esperimento è stato chiesto ad un gruppo di 36 partecipanti di suonare un tamburo mentre indossavano degli HMD. Mentre suonavano, se i partecipanti guardavano in basso vedevano delle mani virtuali suonare un tamburo virtuale: il movimento delle mani virtuali era in sincrono con il movimento delle mani dei partecipanti. Inoltre, il partecipante poteva vedere il proprio avatar di fronte a sè, dentro ad uno specchio virtuale. A metà dei partecipanti venne assegnato un avatar caucasico vestito in giacca e cravatta. All'altra metà fu assegnato un avatar di colore, vestito con un abbigliamento casual. Dai risultati delle analisi dei movimenti compiuti dai partecipanti emerse che coloro a cui era stato assegnato un avatar di colore con abiti casual si muovevano di più di coloro il cui avatar era un bianco vestito in giacca e cravatta. Gli avatar di colore hanno il ritmo nel sangue.

L'effetto di presenza sociale viene sfruttato sia in ambito di ricerca, per studiare il comportamento delle persone in setting sociali, che in ambito psicoterapeutico, ad esempio nel trattamento delle ansie sociali e della paura di parlare in pubblico. Nel caso degli studi sperimentali, uno dei vantaggi della realtà virtuale è la riproducibilità e la manipolazione sperimentale del setting: le situazioni che i partecipanti si trovano a vivere sono sempre le stesse, e le uniche variazioni sono quelle decise dagli sperimentatori.

Infine il coinvolgimento e il flusso di esperienza ottimale costituiscono il fattore più importante nelle esperienze di gaming. I videogiochi in realtà virtuale capaci di innescare i meccanismi di presenza spaziale, coinvolgimento emotivo e presenza sociale possono garantire dei livelli di esperienza molto superiori dei videogiochi non VR. Si stima che l'ambito ludico sarà il settore trainante della diffusione di hardware e software di realtà virtuale nel mercato consumer, ed i commenti alla pagina amazon dell'Oculus sembrano confermarlo.

Conclusioni

La realtà virtuale appare essere ad un punto di svolta, grazie soprattutto ai progressi tecnologici, che stanno rendendo possibile la commercializzazione di strumenti con delle buone caratteristiche tecniche a prezzi abbordabili anche per il mercato consumer. La tecnologia, però, è solo uno dei fattori abilitanti, e la realtà virtuale è uno strumento, non un fine.
Nella prospettiva della user experience, l'adozione di questo strumento risulta efficace in tutte quelle circostanze in cui riesce a sfruttare appieno la possibilità di creare rappresentazioni tridimensionali immersive e dinamiche e di innescare negli utenti gli effetti di immersività, presenza e flusso di esperienza ottimale.

Credits: l'immagine.

Berg et. al. (2017) Diemer et. al. (2015) Kilteni et. al. (2012) M{"u}tterlein (2018) Parsons et. al. (2011) Slater (2009) Slater et. al. (2016)

Testi citati

Berg, Leif P and Vance, Judy M (2017). Industry use of virtual reality in product design and manufacturing: a survey; Virtual reality
Diemer, Julia and Alpers, Georg W and Peperkorn, Henrik M and Shiban, Youssef and M{\"u}hlberger, Andreas (2015). The impact of perception and presence on emotional reactions: a review of research in virtual reality; Frontiers in psychology
Kilteni, Konstantina and Groten, Raphaela and Slater, Mel (2012). The sense of embodiment in virtual reality; Presence: Teleoperators and Virtual Environments
M{\"u}tterlein, Joschka (2018). The Three Pillars of Virtual Reality? Investigating the Roles of Immersion, Presence, and Interactivity;
Parsons, Sarah and Cobb, Sue (2011). State-of-the-art of virtual reality technologies for children on the autism spectrum; European Journal of Special Needs Education
Slater, Mel (2009). Place illusion and plausibility can lead to realistic behaviour in immersive virtual environments; Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences
Slater, Mel and Sanchez-Vives, Maria V (2016). Enhancing our lives with immersive virtual reality; Frontiers in Robotics and AI

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