An Empirical Study on Spatial Presence in Immersive Geo-Environments

Abstract

Research on immersive virtual reality (VR) indicates that VR technologies facilitate understanding through the formation of spatial presence, which is the user's feeling of "being there" in a virtual place. These findings make VR a highly interesting tool for geographic information science and the visualization of geospatial phenomena. However, immersion and presence are often studied under laboratory conditions, while research on virtual representations of real-world environments is still rare. This paper aims to reduce this gap empirically through a user study on spatial presence in immersive geo-environments. A total of 60 subjects entered a VR replica of a coral reef in the Mexican Caribbean built upon WorldView2 imagery. After testing within-and between-subject performance under both VR headset-and desktop-based visualization conditions, all users completed the IPQ self-report questionnaire to evaluate the sense of presence experienced. The results indicate a strong effect of immersion, leading to statistically significant higher levels of spatial presence in immersive geo-environments. Keywords Virtual reality • Spatial presence • Immersion • Geovisualization • Immersive geo-environments Zusammenfassung Räumliches Präsenzerleben in immersiven geographischen Umgebungen-eine empirische Studie. Aktuelle Forschungen weisen darauf hin, dass mittels immersiver virtueller Realität (VR) ein intensives räumliches Präsenzerleben (Telepräsenz) erzeugt werden kann, bei dem sich NutzerInnen im virtuellen Raum anwesend bzw. handlungsfähig fühlen. Empirische Studien legen außerdem nahe, dass mit dem Gefühl der Telepräsenz ein gesteigertes Interesse am dargestellten Sachverhalt bzw. ein besseres Verständnis desselben einhergehen. Da es den Geoinformationswissenschaften immer auch um die möglichst gute Vermittlung raumbezogenen Wissens geht, kommt dem Phänomen des räumlichen Präsenzerlebens besondere Bedeutung für die Geovisualisierung zu. Allerdings stützen sich empirische Befunde zur Wirkung von VR meist auf fiktive Umgebungen, während georeferenzierte geographische Räume bislang weitgehend unerforscht sind. Der vorliegende Text möchte diese Forschungslücke anhand einer Nutzungsstudie zur Telepräsenz in einer realistischen immersiven Umgebung verkleinern. 60 ProbandInnen testeten eine satellitenbild-und eine GIS-basierte virtuelle Repräsentation eines Korallenriffs. Sowohl inter-als auch intraindividuelle Leistungen wurden unter immersiven (VR-Brille) und desktop-basierten Untersuchungsbedingungen verglichen. Die Ergebnisse sprechen für einen starken Einfluss von Immersion auf die NutzerInnen, welcher in einem statistisch betrachtet signifikant höherem Präsenzerlebnis in immersiven Geovisualisierungen zum Ausdruck kommt.

Creating Immersive Virtual Environments Based on Open Geospatial Data and Game Engines

“…Thus, the synthesis of different geographic approaches and perspectives in VR-based 3D spatial representations can support the development of urban development concepts towards more smart, green and resilient cities (Jamei et al 2017;Ma et al 2020). Moreover, besides the basic ability to visualize space in 3D, VR is characterized by the component of immersion, which considerably intensifies the communication of spatial information (Hruby et al 2020b). Immersion describes the potential of a technology to create a feeling of presence in a virtual environment (Baños et al 2004;Waterworth and Riva 2014).…”

“…By implementing VR capabilities into these 3D spatial representations, the level of immersion can be significantly increased (Hruby et al 2020b). Consequently, it is much easier for a user to obtain a feeling of being present in the spatial representation.…”

The impact of a 360° virtual tour on the reduction of psychological stress caused by COVID-19

“…This impression is directly created from the attributes of destination attractions, so it has the strongest direct effect on satisfying the 360° VR. Telepresence is a technical aspect of presence; high telepresence can be created by embedding rich 360° video [ 62 ]. In cases where the 360° VR interface utilises a better immersive experience of the VR display, people will feel themselves immersed in the virtual environment.…”

Cartographic Scale in Immersive Virtual Environments

“…1:1 visualization is a defining characteristic of highly immersive VR-systems, facilitating the acceptance of HIVE in general (Cummings and Bailenson 2016) and GeoIVE in particular (Hruby et al 2020) as the user's preferred egocentric reference frame (Wirth et al 2007) and, consequently, the formation of spatial presence, i.e. the feeling of being there in a virtually mediated environment (Skarbez et al 2018).…”