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为探究显示类型和身体姿势对运动表现的影响，研究人员对比 VR 护目镜与投影屏幕两种显示条件下，直立和仰卧姿势对 12 名右利手参与者双手协调任务的影响。发现 VR 护目镜可稳定运动协调，投影屏幕在仰卧时力同步性和准确性更佳，为相关领域设计提供依据。
在科技飞速发展的今天，虚拟现实（Virtual Reality, VR）和增强现实（Augmented Reality, AR）技术已广泛渗透到教育、医疗、军事等多个领域，为人们带来了全新的交互体验。然而，尽管这些技术在诸多场景中展现出巨大潜力，关于显示类型和身体姿势对运动表现，尤其是双手协调（bimanual coordination）能力的影响，却一直未被充分探索。双手协调在日常生活和复杂运动中至关重要，比如演奏乐器、外科手术等，而不同的显示方式（如 VR 护目镜与投影屏幕）以及身体姿势（直立或仰卧）可能通过改变感知反馈和本体感觉输入，对这种协调能力产生不同影响。因此，深入研究这些因素如何相互作用，对于优化 VR 在训练、康复等需要精准运动协调的场景中的应用至关重要。
为了填补这一研究空白，来自相关研究机构的研究人员开展了一项针对显示类型和身体姿势对双手协调能力影响的研究。该研究成果发表在《Human Movement Science》上，为理解虚拟现实环境中的运动表现提供了重要见解。
研究人员采用了多种关键技术方法来开展研究。首先，招募了 12 名右利手的健康年轻成年人作为参与者，通过爱丁堡利手量表（Edinburgh Handedness Inventory）评估其利手情况。实验中，参与者需要完成一项持续的 1:1 双手力量协调任务，采用利萨茹图（Lissajous plots，一种将两个效应器位置整合为单一视觉提示的图形）作为视觉反馈。研究设置了两种显示条件：VR 护目镜和投影屏幕，同时通过倾斜桌操纵参与者的身体姿势（直立和仰卧）。通过非参数方差分析等统计方法，对参与者的运动表现数据进行分析，包括平均峰值力、力连贯性、绝对误差等指标。
平均峰值力
非参数方差分析显示，身体姿势（F (1,11)=11.0282, p=0.020, ηp2=0.402）和肢体（F (1,11)=5.9084, p=0.027, ηp2=0.372）均有显著主效应。参与者在直立条件下产生的平均峰值力（M=32.34, SD=18.42）高于仰卧条件（M=29.27, SD=18.79），且右肢产生的峰值力显著更大。
显示类型与身体姿势的影响
使用 VR 护目镜时，直立和仰卧姿势下的表现差异最小，表明 VR 护目镜通过减少感知干扰和缓解环境限制，稳定了运动协调。相比之下，投影屏幕条件下，仰卧姿势时 8-12Hz 频段的力连贯性高于直立姿势，显示出与身体姿势相关的力同步差异，且仰卧时投影屏幕组的绝对误差更低。
研究结论表明，VR 护目镜和投影屏幕在影响运动表现方面各有优劣。VR 护目镜能够在不同姿势下稳定运动表现，使其成为需要一致性和适应性任务的宝贵工具，例如太空探索中的宇航员训练或跨姿势康复场景。而投影屏幕可能更适合需要集中注意力和神经同步的活动，如实验室环境下的精准运动控制训练。这些发现强调了在设计和使用显示环境时，需根据任务特定需求进行考量，为康复、训练和人机交互等领域提供了重要的理论基础。例如，在开发基于 VR 的康复方案时，可利用 VR 护目镜的稳定性帮助运动障碍患者在不同姿势下保持一致的训练效果；而在需要高注意力和同步性的专业训练中，投影屏幕可能是更优选择。该研究为优化虚拟现实技术在现实世界中的应用提供了指导，有助于设计出更高效、精准和适应性强的沉浸式和半沉浸式系统。
