Augmented reality (AR) and spatial cognition: effects of holographic grids on distance estimation and location memory in a 3D indoor scenario

GND
1170696260
VIAF
267552248
ORCID
0000-0002-5284-2002
Affiliation
Geography Department, Cartography, Ruhr University Bochum
Keil, Julian;
GND
1222033054
Affiliation
Geography Department, Ruhr University Bochum
Korte, Annika;
Affiliation
Geography Department, Ruhr University Bochum
Ratmer, Anna;
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1036740374
VIAF
287088479
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0000-0002-2260-9103
Affiliation
Geography Department, Cartography, Ruhr University Bochum
Edler, Dennis;
GND
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VIAF
5791533
ORCID
0000-0002-9012-9419
Affiliation
Geography Department, Cartography, Ruhr University Bochum
Dickmann, Frank

Recent advances in augmented reality (AR) technology enable the projection of holograms to a fixed location in 3D space. This renders new possibilities for influencing peoples’ spatial perception and to address cognitive limitations as structural distortions in cognitive representations of space. The study presented in this paper investigated whether these structural distortions can be reduced by projecting a holographic grid into 3D space. Accuracy of the cognitive representation of space was assessed based on distance estimations and an object location memory task. The findings revealed that distance estimations were indeed more accurate when a holographic grid was available. Location memory performance, on the other hand, was worse when a holographic grid was available. Based on feedback from the participants, it can be assumed that design characteristics of the used AR headset are at least partly responsible for this result. These characteristics include a reduced field of view and visual distortions in the peripheral areas of the field of view. Overall, the findings show that AR can be used to influence and, when applied correctly, improve peoples’ spatial perception. However, more research is needed to specify requirements, strengths, and weaknesses of geographic AR applications.

Jüngste Fortschritte in der Augmented-Reality (AR)-Technologie ermöglichen die Projektion von Hologrammen auf eine bestimmte Stelle im 3D-Raum. Dadurch ergeben sich neue Möglichkeiten, die menschliche Raumwahrnehmung zu beeinflussen und kognitive Einschränkungen, wie strukturelle Verzerrungen von mentalen räumlichen Repräsentationen, zu korrigieren. Die vorgestellte Studie untersuchte, ob solche Verzerrungen durch die Projektion eines holografischen Gitters in den 3D-Raum reduziert werden können. Die Genauigkeit des mentalen Raummodells wurde auf der Grundlage von Distanzschätzungen und einer Positionsgedächtnisaufgabe bewertet. Die Ergebnisse zeigten, dass die Distanzschätzungen tatsächlich genauer waren, wenn ein holographisches Gitter zur Verfügung stand. Die Erinnerungsleistung der Objektpositionen war dagegen mit einem holographischen Gitter schlechter. Aufgrund der Einschätzungen durch die Probanden kann davon ausgegangen werden, dass die Designmerkmale des verwendeten AR-Headsets zumindest teilweise für dieses Ergebnis verantwortlich sind. Zu diesen Merkmalen gehören ein reduziertes Sichtfeld und visuelle Verzerrungen in dessen Randbereichen. Insgesamt zeigen die Ergebnisse, dass AR die räumliche Wahrnehmung des Menschen beeinflusst und bei richtiger Anwendung verbessern kann. Es sind jedoch weitere Untersuchungen erforderlich, um die Anforderungen, Stärken und Schwächen von geografischen AR-Anwendungen zu spezifizieren.

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