home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Giga Games 1 / Giga Games.iso / net / vir_real / faq / rsrch / nasaames < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1991-12-30  |  8.4 KB  |  177 lines
  1. 90-05/NASA.2
  2. From: good@baviki.enet.dec.com
  3. Subject: McGreevy on James Gibson (long)
  4. Date: 10 May 90 12:52:50 GMT
  5. Organization: Digital Equipment Corporation
  6.  
  7.  
  8.  
  9. Howard Rheingold suggested that I post the following excerpt from
  10. a trip report on the ACM SIGGRAPH Symposium on User Interface
  11. Software in Banff, Alberta that I wrote up on November 4, 1988. 
  12. This excerpt describes Michael McGreevy's talk at that conference
  13. on October 19, 1988.  That talk was my main motivator for starting
  14. research in this area - and I think it had a similar effect on at
  15. least a couple of others who were present.
  16.  
  17. The focus of this excerpt is to show how James Gibson's theories
  18. of ecological optics applies to virtual worlds work.  It's
  19. basically a paraphrase of McGreevy's interpretation of Gibson,
  20. but I'm not aware of anything that Michael has published directly
  21. on this topic, so it seems this re-interpretation may be useful.
  22.  
  23. Michael Good
  24.  
  25. Good@Baviki.Enet.Dec.Com
  26.  
  27. -----------------------------------------------------------------
  28.  
  29. Copyright ) 1988 Digital Equipment Corporation
  30.  
  31. 1.3  3-D focus - Mike McGreevy, NASA-Ames Research Center
  32.  
  33. But now let me describe the undisputed star of the show: Mike McGreevy
  34. from the NASA-Ames Research Center.  He gave an invited address on
  35. "Personal Simulators and Divergence from Realism."  I wish this talk
  36. had been videotaped - it was one of the most inspirational talks I've
  37. seen.  My notes capture only a small part of the total effect.
  38.  
  39. Calvin, from the Calvin and Hobbes comic, is the mascot of McGreevy's
  40. group.  As readers of the strip know, Calvin has a wonderful
  41. imagination.  McGreevy showed examples from the strip, where Calvin
  42. imagines what happens if gravity is arbitrary (he floats away on an
  43. adventure) or size is arbitrary (he grows to King Kong size and adopts
  44. King Kong behavior).  Personal simulators are built into every child. 
  45. Imagination is always an experimental process.  Personal simulators
  46. are a tool for imagination in childhood, science, and art.
  47.  
  48. McGreevy's talk then discussed:
  49.    - varieties of realism,
  50.    - natural vision: beyond the eyes and brain,
  51.    - a test of utilitarian realism,
  52.    - remapping the physical world, and
  53.    - illustrations of work at NASA-Ames.
  54.  
  55. 1.3.1  Varieties of Realism
  56.  
  57. Most graphic systems today view the user as a pinhole-camera; or, if
  58. they are stereoscopic systems, as 2 pinhole-cameras.  This is not an
  59. very enlightened view for providing realistic graphics.  In most
  60. systems, the image is not related to the user.  Images are constructed
  61. as viewed from a single point; if the user is not at that point, the
  62. image lacks realism.  A more realistic interface would also stimulate
  63. peripheral vision, not just focal vision - it would be wide-angle, not
  64. just 400 of angle.  There are spatial and dynamic links to the user
  65. ignored in current systems.
  66.  
  67. 1.3.2  Natural Vision
  68.  
  69. McGreevy's discussion of natural vision was based on Gibson's
  70. "Ecological Approach to Visual Perception."  This theory was new to me
  71. (as are most things in visual perception), but seems well worth
  72. exploring as it appears to come from a similar perspective to our own
  73. work, and perhaps to Maturana's work in vision as well.  In this
  74. approach, natural vision is viewed as part of our body, not as a
  75. separate phenomenon.
  76.  
  77. A comprehensive visual interface must enable the user to directly and
  78. naturally observe and manipulate objects and explore environments.  To
  79. perceive the world is to co-perceive one's self.  We perceive meaning
  80. and utility of the environment and objects within it by observing our
  81. own capacity for visual, manipulative, and locomotor interaction with
  82. the environments and objects.  Environments provide a context; objects
  83. provide operations like grasping, manipulation, and much more.
  84.  
  85. Current graphical interfaces fall far short of these goals.  Current
  86. interfaces are sterile: unlike physical environments, they have no
  87. indigenous creatures, no objects with a history that reflects
  88. experience, and provide poor representations of other people within
  89. the environment.  For manipulation, a mouse for examples severely
  90. attenuates what people can gesture to a system.
  91.  
  92. 1.3.3  A Test of Utilitarian Realism
  93.  
  94. This discussion introduced Gibson's concept of affordances. 
  95. Affordances are reflected in the following test of utilitarian realism
  96. for artifical realities:
  97.  
  98.    Are the objects and environments as real as I am, and do they
  99.    afford me the opportunities for use, interaction, manipulation,
  100.    and exploration that they appear to offer.
  101.  
  102. For example, many graphics system use wine glasses to illustrate their
  103. capabilities.  Well, does the virtual wine glass hold virtual wine? 
  104. Can I drink the virtual wine?  Can I throw it in the fireplace and
  105. have it shatter?  In another example, consider an architectural 3-D
  106. system. Do walls block my progress, or do I just fly through them?
  107.  
  108. 1.3.4  Remapping the Physical World
  109.  
  110. The realism of affordances serves scientific visualization. Remapping
  111. the inaccessible components of the physical world into virtual objects
  112. and enviroments supports exploration, experimentation, and
  113. imagination.
  114.  
  115. Earlier examples from history show other types of visualization.  For
  116. example, medieval and renaissance art was often a form of religious
  117. visualization.  McGreevy showed an example of a church ceiling, which
  118. when viewed from the proper perspective on the floor, makes it appear
  119. that the church is opening up into the heavens (for example, columns
  120. in the church are lined up with columns in the ceiling painting from
  121. this perspective).  Perspective drawings like this are distorted,
  122. sometimes very severely, when not viewed from the same point from
  123. which they were drawn.  In this case the distortion causes the
  124. religious visualization to break down.  But this type of distortion
  125. happens very frequently in current graphic systems which treat the
  126. user like a pinhole camera.
  127.  
  128. 1.3.5  Work at NASA-Ames
  129.  
  130. McGreevy then gave an overview of three generations of head-mounted
  131. displays developed at NASA-Ames.  These displays use technologies such
  132. as wide-angle optics, a pair of LCD displays with LED arrays, and head
  133. trackers.  Though higher-resolution LCD's are coming, a pair with
  134. 100x100 resolution worked amazingly well in early 1985, since you
  135. could move around and see things from different perspectives.  Now,
  136. sound has been added with headphones and a microphone, and more work
  137. has been done on the affordances of the interface.  It's important to
  138. perceive the floor at your feet.  3-D escalators should not have their
  139. steps hit you in the chest.
  140.  
  141. The first version of the head-mounted display used a red, white, and
  142. blue motorcycle helmet painted with a NASA logo.  This version is
  143. still often used in NASA photos for its photogenic quality.  However,
  144. later versions are less claustrophobic.  One reason is that you can
  145. get a sea-sickness effect with this display, I imagine especially in
  146. people who are prone to motion sickness.  Not having a helmet helps
  147. alleviate the problem somewhat, and works better in cases where the
  148. user does get sick.
  149.  
  150. They have used visual environments to explore physical environments,
  151. in the context of planetary exploration.  McGreevy showed two
  152. videotapes of work done with JPL.  The first was a visual environment
  153. of Los Angeles.  Using techniques developed in that project, they then
  154. developed a visual environment for Miranda, one of the moons of Uranus
  155. photographed by Voyager 2, and we saw "Miranda: The Movie".
  156.  
  157. The head-mounted display work is described in the NASA Tech Briefs of
  158. July/August 1988 (Vol. 12, No. 7).  NASA is transferring this
  159. technology to anyone interested in it...
  160.  
  161. The question-and-answer session had some interesting moments.  Bill
  162. Buxton asked about doing work in real artificiality as well as
  163. artifical reality.  McGreevy agreed, saying that's what Calvin does in
  164. the comic strip.  One person asked about artists working in this area.
  165. McGreevy pointed to the work of Myron Kreuger of Videoplace fame.
  166. Someone asked about using holograms, referring to Steve Benton's work
  167. at the MIT Media Lab.  McGreevy's reply was that with head-tracker
  168. technology working now, there was to need to wait for technology like
  169. holograms.  Another person asked about incorporating tactile feedback. 
  170. McGreevy replied that they've done a little bit of work there and see
  171. a movement to the use of exo-skeletons.
  172.  
  173. In conclusion, McGreevy reiterated his call to go beyond a pinhole
  174. model of the eyes, and called for work on personal simulators to
  175. provide another step along the ascent of humanity.
  176.  
  177.