《Electronics》:Response Expiration, Accuracy, and Response Time Across Two Time-Limited Immersive VR Quiz Blocks: An Exploratory Within-Subject Comparison
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限时沉浸式虚拟现实(VR)任务中的行为可通过响应准确性、已提交响应中的响应时间以及是否在可用间隔到期前提交响应来表征。这项探索性受试内研究在22名成人中比较了两个非等效VR测验区块的结果。基线区块呈现视觉倒计时,而听觉线索区块使用了不同的固定题库,并在名义15
限时沉浸式虚拟现实(VR)任务中的行为可通过响应准确性、已提交响应中的响应时间以及是否在可用间隔到期前提交响应来表征。这项探索性受试内研究在22名成人中比较了两个非等效VR测验区块的结果。基线区块呈现视觉倒计时,而听觉线索区块使用了不同的固定题库,并在名义15 s响应间隔中点加入加速的预录滴答声。区块顺序在被试间平衡。混合效应模型显示,全试验准确性(OR = 0.93,95% CI [0.22, 3.89], )或已提交响应中的响应时间(GMR = 0.93,95% CI [0.74, 1.16], )均无统计学显著区块间对比。响应到期(response expiration)发生在基线220次试验中的33次(15.0%)和听觉线索220次试验中的8次(3.6%),估计区块间OR为0.21(95% CI [0.07, 0.65], )。由于题库和听觉配置在每个区块内永久关联,该对比不能特异地归因于听觉线索。该研究展示了一种在限时沉浸式交互中同时报告响应到期、准确性和已提交响应中的响应时间的实用方法。
论文解读:限时交互任务中的时间约束常见于数字评估、训练、模拟和决策支持系统。既有研究常以响应准确性和响应时间描述表现,但是否在可用间隔到期前产生响应这一第三类结果也具相关性;限时任务中未提交响应的试验若被简单视为缺失或与完成试验混同,可能丢失决策行为信息。听觉信息可传达紧迫性和时间相关性,倒计时等信息可改变反应准备;沉浸式虚拟现实(VR)可同步控制视觉、听觉和交互事件。该研究拟在独立VR测验中同时考察全试验准确性、响应到期(response expiration)和已提交响应中的响应时间(response time among submitted responses),并探索可用性及其与任务表现的关系。由于每个区块的题库与听觉配置永久关联,研究目标是比较两个已实施区块配置,而非估计听觉线索的孤立因果效应。
关键技术方法(≤250字):研究采用平衡两期受试内设计,22名成人便利抽样自Universidad Tecnológica Indoamérica(Ambato, Ecuador),数据收集于2026年4—5月;11例AB、11例BA,区块顺序伪随机化。应用为Meta Quest 3独立Unity 6程序(OpenXR、XR Interaction Toolkit、Input System、Firebase Realtime Database)。两套固定10题题库分别永久对应区块;基线为15 s视觉倒计时且无时间相关听觉,听觉线索区块在同样倒计时下加入预录滴答,前半约1 Hz,剩余7.5 s时约2 Hz。每题4选项,三种生命线;行为按题项记录;采用混合效应模型(mixed-effects models)分析全试验准确性、响应到期和已提交响应中响应时间,并以系统可用性量表(System Usability Scale, SUS)评估可用性。
3.1 参与者特征与实验流程:29人初筛,7人未进入实验,22人完成两个区块并纳入分析;AB与BA各11人,所有开始实验者均完成两期。样本平均年龄23.91岁(SD = 3.96,范围18—31),20名男性、2名女性。该结果通过参与者流程和样本特征描述得出。
3.2 描述性行为表现:440个题项级观察中399次提交响应、41次响应到期。参与者层面全试验准确性基线47.27%(SD = 17.78),听觉线索区块49.55%(SD = 18.89);已提交响应中响应时间均值分别为7.78 s(SD = 1.56)和7.29 s(SD = 1.57)。响应到期为基线33/220(15.0%)对听觉线索8/220(3.6%);13/22参与者在听觉线索区块到期更少,9人相同,无人更多;基线减听觉的平均配对差为1.14次(SD = 1.17,95% CI [0.62, 1.65])。该结果通过描述统计和参与者层面配对汇总得出。
3.3 响应准确性:采用二项广义线性混合效应模型(generalized linear mixed-effects model, GLMM)分析全试验准确性,未检测到显著区块间对比;交互模型听觉对基线比值比(odds ratio, OR)为0.93(95% CI [0.22, 3.89])。内容类别、实验时期及区块配置×内容类别交互均不显著;不含交互的简化模型OR = 1.02(95% CI [0.26, 4.05]),结论未变。题项异质性明显,参与者随机截距方差0.470(SE = 0.241,95% CI [0.173, 1.282]),题项随机截距方差1.867(SE = 0.819,95% CI [0.790, 4.413]),题项观察准确性范围4.55%—100%。该结果通过GLMM和题项级描述得出。
3.4 响应到期:采用同类GLMM,检测到显著区块间对比,听觉线索区块响应到期 odds 低于基线,OR = 0.21(95% CI [0.07, 0.65]);内容类别、实验时期及交互不显著。国际/一般题项估计到期概率基线0.133(95% CI [0.057, 0.278])对听觉0.019(95% CI [0.005, 0.070]);Ecuador相关题项为0.124(95% CI [0.045, 0.299])对0.049(95% CI [0.014, 0.154])。简单比较中国际/一般题项显著、Ecuador相关题项不显著,但总体交互不显著,故未解释为类别差异。参与者与题项随机截距方差分别为1.316和1.596。该结果通过GLMM和参与者层面配对图/计数得出。
3.5 已提交响应中的响应时间:仅分析399次提交响应。原始响应时间均值7.41 s(SD = 3.27,范围2.24—25.87),正偏;对数转换后采用线性混合效应模型。未检测到显著区块间对比,听觉对基线几何均值比(geometric mean ratio, GMR)为0.93(95% CI [0.74, 1.16]);内容类别、实验时期及交互不显著。回转换后几何均值约基线7.22 s、听觉6.70 s。该结果通过仅限提交响应的对数线性混合模型得出,且应理解为条件于提交响应的子集。
3.6 敏感性与稳健性分析:排除响应到期后,提交响应中正确数基线104/187(55.6%)对听觉109/212(51.4%),无显著区块间对比。按原始15 s截止定义,基线37/220(16.8%)对听觉12/220(5.5%)未在原始截止内响应,模型区块间对比显著,估计概率0.131对0.041。生命线使用无显著参与者内差异;加入实验序列不改变主要对比;主题配对模型得到期OR = 0.19(95% CI [0.04, 0.91])且区块间对比显著,主题对本身不显著。准确性与响应时间随机斜率模型与主模型结论一致;到期随机斜率模型不稳定未解释。Holm校正后到期对比仍显著,准确性与响应时间调整p均为0.984。该结果通过多种替代定义、生命线、序列、主题配对、随机效应和多重性分析得出。
3.7 系统可用性:SUS平均80.91(SD = 11.09,95% CI [75.99, 85.83]),中位81.25,范围52.5—100;SUS仅在两区块完成后施测,代表对应用整体的感知可用性。SUS与总体准确性呈正相关但Holm校正后不显著;与总体响应时间无显著关联。该结果通过SUS描述统计和探索性Spearman相关得出。
讨论部分总结:主要发现为两区块全试验准确性和已提交响应时间无显著对比,而响应到期在听觉线索区块较少;参与者层面多数到期更少、无人更多。响应到期的方法学意义在于显式保留截止未提交事件,与提交响应潜伏期分析互补;但本研究不能识别区块差异机制,因听觉配置与题库链接且无操纵检查。准确性方面,全试验准确性将到期计为错误;排除到期后仍未发现完成率更高伴随正确率更高的证据。响应时间结果仅条件于提交响应,不能解释为完整时间过程等效。关于VR中的时间和听觉信息,研究提示不应假定未改变截止的听觉表征会产生与缩短决策时间相同的行为后果,也不支持将加速滴答作为一般性能改进策略;未来需独立交叉题库与听觉配置。内容类别分析为次要探索性,不能作为先验知识或熟悉度的直接测量;题项异质性显著。生命线使用未见明显区块不平衡,计时重置敏感性分析保留到期描述模式但不确定性增加。SUS结果应描述性解读,现有数据不足以证明可用性与表现相关。局限包括题库与听觉永久关联、样本小且性别不平衡、响应时间非物理显示起始同步、帧率未记录、听觉未校准、无操纵检查、题目和选项固定顺序、练习未含听觉线索、生命线自选以及单一应用/间隔/听觉模式和知识测验限制。研究结论翻译:这项探索性研究比较了两个非等效、限时沉浸式VR测验区块的响应准确性、响应到期和已提交响应中的响应时间。响应到期发生在基线220次试验中的33次(15.0%)和听觉线索220次试验中的8次(3.6%),而全试验准确性或已提交响应中的响应时间未检测到统计学显著区块间对比。参与者层面,22人中的13人在听觉线索区块到期更少,9人相同,无人更多;基线减听觉的平均配对差为每人1.14次到期事件(SD = 1.17,95% CI [0.62, 1.65])。这些发现描述两个已实施区块配置,而非听觉截止线索的孤立效应。听觉配置与题库永久关联,两套题库未进行心理测量等值或独立交叉。观察到的题项级异质性进一步提示,将区块间到期差异特异地归因于听觉操纵需谨慎。同样,准确性和响应时间的非显著对比不应解释为区块间等效的证据。该方法学贡献是在限时沉浸式任务中显式保留并报告响应到期、全试验准确性和已提交响应中的响应时间,从而保留可用响应间隔到期而未提交的试验信息,而不将其视为普通缺失响应时间数据。更强的听觉截止线索评估将需要独立交叉的题项集或经心理测量校准的平行形式、更大且更多样的样本、校准的听觉刺激、直接操纵检查以及事件同步的时间测量。