开发虚拟现实视频游戏来模拟裂口电流

Summary

裂口电流是美国最致命的气象灾害之一。为了展示在捕获裂口电流时，以令人难忘的和引人入胜的方式采取的正确行动，开发了虚拟现实视频游戏。

Abstract

美国的海滩游客面临许多不同的危险，但裂口流每年对海洋游泳者来说都是最致命的。尽管裂口电流带来风险，但很明显，公众对于它们的危险和在陷入裂口电流时采取的适当缓解行动了解有限。开发了一个虚拟现实 （VR） 视频游戏，将参与者置于模拟裂口电流中，以帮助改善此问题。VR游戏用于调查2019年7月和8月纽约长岛大西洋海岸的海滩游客。参与者在面对裂口电流时所采取的行动被记录下来，以及他们是否逃脱了或淹死。在参与游戏后，还对每位玩家进行了访谈，以确定裂口电流模拟的逼真性，以及在受到一个模拟影响时，在演示正确行动方面的有效性。这些结果表明，VR 具有传达裂口电流风险的潜力，以及以独特且引人入胜的方式将其降至最低的方法。然而，还需要做进一步的工作，以提高VR模拟的易用性，并更好地了解人口统计数据等因素如何影响感知到的撕裂电流风险和行为反应。

Introduction

裂口水流是”从海滩1延伸的强而狭窄的^水流”。裂口流通常可能发生在任何海滩上与破浪，并可以运送游泳者迅速远离岸边。危险的裂口电流可能发生在看似”安全”的海滩天，海浪高度只有2至3英尺^2，因此，可以惊喜的游泳者，因为他们携带相当距离岸边。这使得游泳者面临恐慌、疲惫甚至溺水的风险。因此，裂口电流是造成美国天气死亡的主要原因之一。例如，在2018年，有71人死于裂流，2009-2018年的10年，平均每年有58人死亡^，裂口电流是海滩游客的主要危险;2018年，裂口死亡占美国所有”冲浪区”死亡人数的65%。似乎对撕裂电流的脆弱性有一些人口控制，因为一项研究发现，男性比女性比女性多六倍以上从裂口^{电流中淹死}。此外，其他研究发现，不常见的海滩使用者更有可能作出较差的海滩安全选择^5，非本地人比当地人更有可能在^{冲浪区6，7受伤7}。

然而，尽管裂口流在美国最致命的天气灾害中一个，但公众的对裂口电流却知之甚少。一项对德克萨斯州392名公共海滩使用者的调查表明，只有13%的人能够正确识别8张照片显示^{的照片中的}裂口电流，而在佛罗里达州彭萨科拉海滩^{进行的研究中，也} 发现了类似的结果（15%）和迈阿密海滩， 佛罗里达州¹⁰ （27%）。更广泛地说，Houser等人（2017年^）5 对50个州中的49个州的1622名受访者进行了基于互联网的调查，发现54%的参与者正确地报告了在电流撕裂时要采取的行动。然而，调查样本的自我选择性质表明，只有10%的样本是不常有的海滩使用者，他们最容易受到撕裂电流的影响，并且在调查中显示，对其中一个样本中该做什么的知识较少。

显然，裂口电流是一种独特的挑战，因为公众对此了解不一，在最小或没有事先警告的情况下，可能会突然在小尺度上发生，并可能导致死亡。因此，需要采取新的办法应对这一公共安全挑战。沉浸式技术（如虚拟现实 （VR））提供了一种创新的方法，可提高当前的成熟素养，并鼓励在影响时采取积极行为。先前的研究表明，VR 和类似类型的沉浸式媒体在传达信息方面非常有效。VR 通常定义为在模拟环境中发生的交互式体验，该环境中包含听觉和视觉反馈，通常在耳机的协助下进行。最近的一^项研究11断言VR是一种成熟的技术，非常适合协助科学调查过程。此外，最近^{的其他研究12}显示，当个人阅读纽约时报的故事与VR补充，他们更可能认为来源是可信的，回忆提供的信息，与他人分享，并感受到情感联系，比那些谁阅读文章在传统媒体，只有文本和图形。其他研究^{1313、14得出结论认为}，沉浸式媒体通过增加参与度和实际适用性来促进教育。最近，^{研究人员利用}VR模拟了3级飓风登陆，并确定观看VR的受访者比只观看传统文本和图形产品的受访者更有可能考虑疏散。尽管其用途明显，但没有任何研究或举措全面表明，VR如何有效地应用于培训海滩用户以更好地定位和应对裂口电流的独特挑战。本工作填补了这一研究空白，首先教个人如何在虚拟的海洋环境中游泳和挥手，然后评估他们对裂口电流突然和不预警的发作的反应。参与者在游泳和挥手求助方面都受过训练，因为每一个动作在^16、17,17的裂口中被捕获时都被视为有效的反应，而个别撕裂的条件下，往往会听写哪些动作可能最有效地促进^逃跑。我们假设VR裂口电流模拟的现实和令人难忘的性质将允许参与者在虚拟游戏中成功采取回避行动，然后报告该体验增强了他们对裂口电流风险和缓解的知识。

Protocol

所有使用的方法都得到霍夫斯特拉大学机构研究委员会（IRB）的批准。VR视频游戏被开发用于调查64个人。 注意：脚本是用 C# 语言编写的，可在以下时间下载https://github.com/Jasebern/HofstraVR。 1. 创建VR翻录当前视频游戏：虚拟环境和用户输入/输出 开放VR开发平台（例如，Unity18）。此过程在 Unity 2018.3.1f1 中完成。 启动名为”翻录…

Representative Results

VR rip当前视频游戏调查于2019年7月和8月在纽约汤望点亨普斯特德海滩镇的长岛进行（详细结果见 补充表1-3）。64人玩游戏，并回应了调查，60人逃离撕裂电流和4溺水（即耐力达到零）。在逃跑的60人中，有51人挥手求助，9人幸免于家。鉴于大多数参与者挥手寻求帮助作为逃生手段，模拟中所用的时间量偏向于较高的值，平均值为 11.1 s，中位数为 9.5 s，标准偏差为 6.2 s（<strong class="xfig"…

Discussion

对后续调查结果的初步分析表明，VR翻录当前视频游戏在准确描绘风险和展示以引人入胜和令人难忘的方式采取适当行动方面通常是有效的。Likert 比例问题的受访者表示，VR 模拟使他们感觉比对裂口电流准备得更充分，而且它相当身临其境。此外，从六份简短陈述中挑选一份的结果显示，鉴于超过 90% 的选择是正面的，视频游戏是有帮助的。同样，在免费回答问题时，许多参与者称赞VR具有真实性…

Materials

Dell 17.3" Alienware 17 R5 Laptop	Dell		PC for virtual reality development
Oculus Rift S	Oculus		Virtual reality headset