Experimental Studies of Stereoscopic Vision for Command and Control Operations

Estudios experimentales de visión estereoscópica para operaciones de comando y control

La visión estereoscópica 3D se usa en muchas aplicaciones, pero el nivel de beneficio para el usuario difiere según la aplicación en particular. Estudiamos sus beneficios para las aplicaciones de comando y control, como la visualización del campo de batalla o la respuesta a desastres. Realizamos experimentos donde los sujetos completaron algunos ejercicios simples de planificación militar con y sin visión 3D. Los usuarios de 3D tuvieron un menor error en general, particularmente al juzgar la línea de visión entre dos puntos. Además, los resultados de la encuesta muestran que la mayoría de los sujetos prefieren 3D. Sin embargo, 3D tardó más en completar las tareas. También comparamos dos formas de representar símbolos militares en el entorno virtual, descubriendo que la visualización de estilo de cartelera aumentó la eficiencia de los sujetos en comparación con la colocación del símbolo en el terreno.

1. Introducción

El software de mando y control (C2) muestra información a los comandantes sobre las unidades bajo su control, la ubicación de esas unidades y otra información que puede ser relevante para la situación actual. Esta información suele mostrarse en pantallas o monitores bidimensionales. Sin embargo, la ubicación de las unidades militares, los puntos de interés e incluso el terreno del propio campo de batalla son naturalmente datos tridimensionales. Un método para mostrar información tridimensional en un dispositivo 2D es proyectar la información 3D en el plano 2D. Esto se llama una visualización 2.5D. Sin embargo, la proyección en 2D pierde la información de profundidad, lo que puede dificultar al usuario la estimación de la profundidad a partir de la pantalla de 2,5D (por ejemplo, la determinación de las pendientes de las montañas en la Fig. 1).

Por el contrario, un sistema de visión en 3D presenta los datos desde dos ángulos de perspectiva ligeramente diferentes, de modo que el usuario percibe realmente los objetos en tres dimensiones mediante la visión estereoscópica. Las visualizaciones estereoscópicas son un ajuste natural para la información geoespacial como las ubicaciones de los campos de batalla. Nuestro trabajo estudia las fortalezas y debilidades de la visión estereoscópica específicamente para las tareas de planificación militar con sistemas C2. Este estudio también evalúa dos formas diferentes de presentar los símbolos militares para las operaciones C2 y estudia las preferencias de los usuarios sobre las técnicas de visualización.

2. Antecedentes y motivación

Los dispositivos estereoscópicos 3D se han hecho cada vez más frecuentes en el mercado de consumo y benefician a los usuarios de diversas maneras. Se han utilizado en una variedad de áreas como la simulación, la formación, el entretenimiento, la educación, las ciencias físicas, la geografía y la medicina [1-5].