软件工程师利用好VR技术的愿景

3.0 闻远设计 2024-03-13 21 4 56.81KB 5 页免费

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软件工程师利用好 VR 技术的愿景

　　摘　　　　要：软件工程师们都得用键盘和鼠标源与代码进行互动, 而且一般都是在 2D 平面

显示器上进行软件浏览。这种互动范式, 并未很好地利用自然人类诸多的动作和洞察力的启

示。虚拟现实 (VR) 可以更充分地利用这些启示, 使新的创意成为可能, 并能提高生产率, 降低学

习曲线和增加用户的满意度。描述了 VR 所提供的启示;展示了 VR 的益处, 以及用于现场编码

和代码审核的软件工程中的原型, 而且讨论了未来的工作, 开放性问题以及 VR 的挑战等等。

　 Abstract： Software engineers have to use the keyboard and mouse to interact with source code,

and generally browse software in a 2 Dflat displayer.This interactive paradigm does not make a good

use of many inspiration from the natural human being actions and insights.Virtual reality (VR) can use

those inspiration more adequately, make new creative opportunity possible, improve the productivity

potentially, and reduce the learning curve and increase user's satisfaction.In this paper, we describe the

inspiration provided by the VR, show the benefits of VR and prototype used in the field of compile

and code review of software engineering;and discuss the future work, open issues and VR challenges,

and so on.

Keyword 　：Virtual reality; Software engineering; Inspiration; Applications; Challenge;

　 0 　、引言

过去数十年中, 尽管在软件开发的心理学、神经系统科学以及社会学方面, 编程环境取得了不少

进展, 但始终未能解决程序员的问题。在代码中导航的时候, 开发者们仍然会有迷失方向的体会

[1], 而且开发者在理解代码的时候仍然会出现问题[2]。这些基本问题也阻碍了其他比较重要的

软件工程活动。举个例子, 在代码审查时, 因为审查时没有足够的能力去导航并理解代码, 开发

者大多会汇总问题上报, 比如违反约定等, 而不是去讨论设计缺陷或者瑕疵。

对于开发者所体验的几个问题之下所隐藏的认知问题, 研究员们进行了探究.其中一个问题就是

—空间记忆这是一种海马旁回中的记忆系统, 能支持保留空间认知的能力。有些人观察到, 在其

所依赖的线索-诸如滚动条以及文档标签[3], 被当作其导航的一个结果而被扰乱, 开发者会遗失

相关代码的轨迹。通常所参与的人本能的空间记忆处理工作失败, 会导致类似的方向迷失。

启示是促使本能认知机制改变的设施。研究者们曾经试图采纳人类的关注、认知和记忆才能来

改进界面。例如, 一次学习减少了网络书签的存储和检索时间, 也通过定位在一个 3D 空间的各

种堆积的页面的屏幕截图, 来减少检索失败次数[4]。

类似的是, 研究者们曾经为编程环境中的空间记忆融入了启示。编码画布将代码文件定位在一

个较大的可滚动、可缩放的平面上, 在这里能够保存较稳定的代码空间位置。代码气泡允许一

个开发者在一个可无限滚动的屏幕上定位相关的代码片段, 这也改善了片段的导航及内涵。

空间记忆就是这么一种促使编程环境进行改善的启示, 其它有很多的启示都可以被改变。虚拟

现实 (VR) 比现有的开发者环境能更充分地利用这些启示, 来使新创意机会成为可能, 并且潜在

地提高生产率, 降低学习曲线并增加用户满意度。

本文描述了虚拟现实如何在空间认知、操作和运动以及编程环境中尚未得以充分利用的反馈中,

提供启示。而后我们描述了我们所造出来的两种虚拟现实系统的原型, 以及虚拟现实如何能应

用于软件工程中。最后, 我们对未来的工作、开放性的问题研究、以及在软件工程中用现有技

术使用 VR 的挑战, 提供了一些简要的讨论。

　 1 　、虚拟现实中的启示

虚拟现实在空间认知、操控及运动还有反馈中提供启示。

1) 空间认知: —空间记忆是靠位置细胞、专门的神经元来支撑的像人一样, 通过对一个物理空间

以及环境中其他的上下文线索的导航, 进行开火。头盔式虚拟现实显示器允许用户通过移动身

体或者扭动脖子来更新视野, 在此过程中向位置细胞开火。此外, 这些显示器对每个眼睛都经行

了轻度的不同形象的渲染 (立体渲染) , 它能够使人的眼睛更容易去感知显示器上的形象纵深。

这些显示器能够创造出一种存在感, “ ”或者它在那里的感觉。我们期望用户的空间记忆能够比

平面显示更多地参与到虚拟现实中, 特别是在观看可视化 3D 的时候。

虚拟现实能够直接模拟由物理导航所提供的启示。基于记录在大脑皮层表面的脑皮层电图学

(eCoG) , 位置细胞能被观察到, 在一个虚拟镇子中导航并且随后他们再次回忆穿过镇子的路径

时, 在同一序列中像人一样开火。

2) 操控及运动:由一个物理对象的操控所产生的启示, 能够导致知觉和记忆力的改善。例如, 由

一本书翻页产生的启示, 在面对电脑显示器阅读相同的文本段落时, 会导致理解和回忆的增加。

此外, 对无意浏览以及重新定位资料的能力也有所提高。通过诸如步行这样的努力, 一个物理空

间中的运动会有重要的认知因果关系。其他的启示能由运动加以辅助。例如, 通过空间中的自

行移动可以加强感知深度。

—研究者们曾经对将现有的编程环境与自然交互集成起来进行过探究。通过输入设备如跳跃运

—动是有可能跟虚拟目标进行物理互动的。物理运动在虚拟空间中也是可行的。身体护具允许

在一个虚拟空间中的自由运动, 诸如步行、跑步、跳跃以及屈膝蹲伏。

3) 反馈:当评估系统的状态比较困难时, Norman 所描述的湾区估值就出现了。虚拟现实会允许

软件工程师呆在一个环境中-这个环境通过剔除在程序员行动及看见其行动结果之间的时延, 来

试图清除这一湾区。这种快速反馈之前已经在二维的显示中实施过, 但虚拟现实将这一能力扩

展到了三维的显示环境中。

　 2 　、应用

我们为现场编码以及代码审查建立起了虚拟现实原型-它们具体地显示出了使用虚拟现实的启

示的益处。我们证明了这一节中所述的益处, 同样也能扩展到其他软件工程活动之中。

所有的系统都采用了头盔式的显示装置 (Oculus RiftDevelopment Kit 2) 以及一个用于姿态认知

的跳跃运动控制器[5]。

　 2.1 　、现场编码

RiftSketch 是一种为虚拟现实所建立起来的现场编码环境, 它能允许用户用 Three.js library 函数

库来描述一个 3D 场景[6]。

RiftSketch 给了用户一个简单的文本编辑器(参见图 2) , 在另外的一个虚拟现实世界中, 漂浮在

他们眼前。当用户键入编码到编辑器中, 环绕在他们周围的世界会立即更新, 显示出由其代码所

标明的3D 场景。RiftSketch 也能令用户通过每一帧中执行过的回调函数来模拟其场景。用户能

够在这一代码环路块中操控 3D 场景的状态, 以便在其场景中为对象增加行为动作。这种模拟通

过一种方式, 令用户得以真实地感觉如同在场景中, 而不是通过一个 2D 屏幕截图所捕获的场

景。

为了有助于键盘的互动, 我们允许通过使用固定在虚拟眼镜上的一个网络相机以及系统中所反

映出来的对象, 使现实部分得以发光, 如图1所示。

图1 RiftSketch 屏幕截图

那棵树是用户已经键入到漂浮的编辑器中的递归算法所生成的。飞翔的虚拟小鸟代表着从

Twitter 的应用程序接口拖拽过来的 twitter 信息, 它们也是由客户所键入的代码所生成的

1) 反馈:RiftSketch 在所写代码及其在虚拟环境中的效果之间, 提供了一个紧密的反馈回路, 使得

用各种解决方案、算法以及计算的实验得以快速进行。RiftSketch 也是一种颇有前景的学习工

具, 因为用户可以立即看到其编程错误, 并无需一个中间的编译步骤就可自行修改-而这一编译

步骤可能看上去像是另一种阻碍。当代码描述了一个 VR 场景时, 这些益处在 RiftSketch 中都特

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摘要：

软件工程师利用好VR技术的愿景　　摘　　　　要：软件工程师们都得用键盘和鼠标源与代码进行互动,而且一般都是在2D平面显示器上进行软件浏览。这种互动范式,并未很好地利用自然人类诸多的动作和洞察力的启示。虚拟现实(VR)可以更充分地利用这些启示,使新的创意成为可能,并能提高生产率,降低学习曲线和增加用户的满意度。描述了VR所提供的启示;展示了VR的益处,以及用于现场编码和代码审核的软件工程中的原型,而且讨论了未来的工作,开放性问题以及VR的挑战等等。　Abstract：Softwareengineershavetousethekeyboardandmousetointeractwithsource...

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