Three dimensional (3D) object selection refers to the action of explicit pointing or identifying the object in the 3D virtual world, and it is a typical and necessary user interaction required before following any other interactions such as object manipulation. Among the metaphors for object selection, virtual hand is the most intuitive metaphor which has one-to-one mapping between the physical input and the 3D cursor, but it re-quires both the large amount motion for the cursor manipulation and the lengthy selection time. In this paper, we propose ‘Select Ahead’ as a new object selection technique that overcomes the limitations while maintain-ing the intuitiveness of virtual hand. Select Ahead makes the object selection with a virtual hand more effi-cient by estimating the tendency of the recent cursor movements in consideration of the user’s intention, and allows the user to select distant object along the estimated tendency. We evaluate the relative performance of Select Ahead through the experiments in 3D virtual environments with various object densities. The quantita-tive results show that Select Ahead reduces the amount of the cursor manipulation remarkably compared to those of the original 3D point cursor and the 3D bubble cursor regardless of the object density. For the selec-tion time, Select Ahead outperforms the original 3D point cursor and shows comparable interaction time with the 3D bubble cursor. Although Select Ahead method is shown to be efficient in 3D selection, the uses have commented that it is less intuitive to use than the 3D bubble cursor in terms of robustness and easiness of control. We further analyze the recorded information about cursor manipulation in order to identify the essential elements of object selection as well as the characteristics of Select Ahead. Finally, we address the effectiveness of 3D object selection techniques with virtual hand metaphor through the analysis of 3D bubble cursor and Select Ahead techniques.
3 차원 객체 선택은 가상 환경에 존재하는 객체들 중 하나를 선택하는 상호작용으로 다른 사용자 작업(객체 위치 조작, 객체 회전 조작 등)보다 선행되어야 하는 가장 기본적인 형태의 상호작용이다. 객체 선택 방법 중 가상 손(Virtual hand) 방법은 사용자가 커서의 3차원 위치를 조작하고 커서와 접촉한 객체를 선택하는 방법으로서 입력과 커서 위치가 직접적으로 연결되어 있고 접촉 및 선택이 실제 환경과 유사한 형태로 이루어 지기 때문에 직관성의 측면에서 장점이 있다. 하지만 매 객체 선택 시, 커서를 목표 객체의 위치로 조작해야 하는 특징 때문에 가상 손 방법은 다른 객체 선택 방법과 비교할 때, 객체 선택에 긴 시간을 소요하고 많은 입력 조작을 요구한다는 한계가 존재하며 이러한 한계점은 사용자가 가상 환경과 상호작용 할 때 느낄 수 있는 육체적 피로도에 직접 반영된다. 본 논문에서는 가상 손 방법의 한계를 극복함과 동시에 기존에 가지고 있던 직관성을 유지시킬 수 있는 객체 선택 기법인 Select Ahead를 제안한다. Select Ahead는 사용자의` 의도를 고려하여 최근 커서가 이동하는 경향을 분석하고, 분석된 방향에 존재하는 객체를 원거리에서 선택할 수 있게 함으로써 사용자가 보다 효율적으로 객체 선택을 수행할 수 있게 한다. 본 논문에서는 Select Ahead의 성능을 확인하기 위하여 기존의 객체 선택 기법인 3차원 점 커서(3D point cursor), 3차원 버블 커서(3D bubble cursor)와 함께 실험을 구성하여 다양한 객체 분포를 가지는 가상 환경에서 객체 선택의 정량적, 정성적 성능을 확인하였다. 그 결과로서 Select Ahead는 기존의 객체 선택 기법들 보다 현저하게 적은 입력 조작량으로 객체 선택을 완료할 수 있는 것을 확인하였고, 객체 선택에 소요된 시간에 있어서는 Select Ahead는 3차원 점 커서보다 유의하게 적은 소요시간을 소요하였고, 3차원 버블 커서와는 유의하지 않은 차이로 객체 선택을 완료할 수 있음을 보였다. 반면, 정성적인 평가에서 Select Ahead기법이 기존의 3차원 버블 커서에 비하여 만족도가 다소 떨어지고, 특히 강건함과 편의성에서 한계가 있다는 결과를 확인하였다. 이에 더하여 실험에서 저장한 사용자 커서 조작 정보를 분석하여 실험 결과에 영향을 준 Select Ahead의 특성을 확인하였고, 마지막으로 본 연구에서 확인한 3차원 버블 커서와 Select Ahead에 대한 분석을 바탕으로 가상 손 기반 객체 선택 기법들의 논의 사항들을 점검하였다.
