《Computers in Human Behavior Reports》:Walking Experience in Real and Virtual Environments: A Comparative Study
编辑推荐:
为破解“VR能否替代真实环境评估步行体验”难题,Luxembourg团队让47名受试者在真实街道与全向跑步机+HTC Vive Pro Eye虚拟环境中各走350 m,同步采集WHOQOL、EDA、HR、SCL、NSSCR等指标。结果显示心理-生理响应趋势一致但绝对值差异显著,提示VR具相对效度,可用于城市健康政策情景模拟。论文已发表于《Computers in Human Behavior Reports》。
当城市规划者想鼓励人们多走路,他们通常先问:什么样的街道让人愿意走?传统问卷或GPS追踪只能“事后”描述,而真实环境改造又费钱费时。虚拟现实(VR)号称能在“数字沙盒”里随意切换绿化带、车道宽度甚至行人数,可如果虚拟里的“走”根本激不起真实的心理涟漪,政策模拟就成了数字游戏。过去研究大多让被试站在原地看360°视频,或干脆用鼠标“瞬移”,身体没动起来,结果自然失真;少数户外对比又只测“喜不喜欢”,没同步记录心跳、出汗等生理信号。于是,一个“接地气”的疑问悬而未决:当双腿真正迈开,VR街道能否在心理和生理双通道上“骗”过大脑?
带着这个问号,Luxembourg Institute of Socio-Economic Research(LISER)的Marzieh Ghanbari等学者设计了一项“交叉-双情景”实验,把同一条真实街道搬进VR,再让同一批人先后用肉脚和虚拟脚各走一遍,全程佩戴E4手环记录皮肤电和心率,结果刊登于《Computers in Human Behavior Reports》。
关键技术方法
全向跑步机(Virtualizer Elite 2)+ HTC Vive Pro Eye头显实现360°自然步态
交叉设计:49名受试者随机决定先走真实(RE)或虚拟(VE)环境,消除顺序效应
同步采集心理(6项Likert量表)与生理(HR、EDA、SCL、NSSCR)指标
混合线性模型(MLM)检验环境与街段类型主效应及交互
研究结果
3.1 样本特征
47名有效参与者(55%女性,25–34岁占55%),89%熟悉研究区域Belval,38%从未体验VR,基线压力中等偏高。
3.2 描述性统计
虚拟环境存在感4.38/5,Cybersickness评分均<2.3,提示高沉浸、低晕动。
3.3 心理情感响应
RE在美观、舒适、享受、安全、放松维度显著优于VE,而“紧张”评分VE更高;街段效应一致:步行友好段优于车行友好段;交互不显著,说明街段类型不放大RE-VE差异。
3.4 生理响应
真实步行平均心率104.7 bpm显著高于VR的88.3 bpm;相反,皮肤电导水平(SCL)与EDA在VR升高约3 μS,提示虚拟情境下生理唤醒更强;非特异性皮电反应(NSSCR)无环境差异,但车行段频率更高。MLM显示EDA存在轻微交互,解释度极低(ηp<0.01)。
结论与讨论
尽管VR在绝对数值上“输”给真实世界,但心理-生理变化方向高度一致:步行友好环境始终让人更愉悦、更放松,车行环境则伴随更高唤醒与压力。这种“相对效度”意味着规划者可用VR快速比对不同街景方案,预测居民步行意愿,再决定真金白银改造哪一段。研究同时提醒:跑步机步态、头显视野限制及温度差异仍是绝对效度的“拦路虎”,未来需扩大样本、提升分辨率,并设置无头显习惯化环节以减少新奇应激。总体而言,该文为“数字孪生城市”提供了可重复的心理-生理验证框架,让VR从“好看”走向“好用”,向健康城市政策又迈进一步。