【设计融创】合肥工业大学王连彬：基于脑电信号的虚拟现实界面布局深度感知认知负荷研究

设计与思维

2025-12-07

导读：【设计融创】【论文精选】

以下文章来源于“设计融创”，作者设计融创

-论文导读-

基于脑电信号的虚拟现实界面布局深度感知认知负荷研究

王连彬，殷晓晨，周涵，刘成龙，孟欣怡

（合肥工业大学建筑与艺术学院，合肥 230009）

摘要：目的通过脑电信号的时频特征分析，探究视觉深度线索对虚拟现实菜单界面布局审美感知的影响。方法从认知负荷角度出发，运用认知神经美学理论及生理数据采集手段，通过AB对比实验佐证视觉深度线索对虚拟现实菜单界面布局审美感知的影响。将被试在2组实验下执行相同交互任务的任务态脑电信号（EEG）数据进行时频分析，并将θ、α、β频段的神经震荡节律作为脑电分析指标，通过配对样本t检验分析比较被试在2组不同界面布局形式下的脑电信号时频特征是否具有统计学差异。结果被试在融入视觉深度线索的虚拟现实菜单界面布局实验中，θ频段在前额叶区（FP1、FP2电极）、α频段在枕叶区（PO7、PO8电极）、β频段在顶叶区（P3、PZ、P4电极）的组平均功率显著低于Web式虚拟现实菜单界面布局实验中相同脑区的组平均功率（P<0.05）。结论 θ、α、β频段相关脑区的组平均功率降低可能由于融入视觉深度线索的虚拟现实菜单界面布局认知负荷降低的影响所致。

关键词：认知神经美学；虚拟现实界面；EEG；深度视觉线索；时频分析

-论文图表-

-结语-

本研究从认知神经美学角度出发，采用AB对比实验范式对Web式虚拟现实菜单界面布局以及融入视觉深度线索的虚拟现实菜单界面布局的交互认知负荷进行探索，采用脑电设备对被试进行EEG信号采集，并进行相关频段时频分析，结果显示，被试在Steam VR Web式虚拟现实菜单界面布局下执行交互任务所产生的任务态组平均功率在所关注的θ、α、β频段均显著高于融入视觉深度线索的虚拟现实菜单界面布局，由EEG数据分析可知，θ频段额叶区、α频段枕叶区、β频段顶叶区域具有显著差异且有统计学意义。该结果说明，在融入视觉深度线索的虚拟现实菜单界面布局进行视觉认知及交互任务过程中，认知负荷更低，认知体验和审美感知更高。在虚拟现实界面布局设计的相关研究中，要充分认识用户在虚拟现实环境中的视觉认知规律，关注视觉深度线索在虚拟现实界面布局中脑认知机制方面的研究，符合审美认知规律的界面布局设计可提升用户在虚拟环境中的感知体验。本研究的创新点在于对实验对象剔除虚拟现实菜单界面布局的颜色、动效、风格等属性的干扰，单纯考虑在虚拟现实菜单界面布局中的视觉深度线索对用户认知负荷的影响；研究方法采用EEG时频分析方法计算θ、α、β频段及相关脑区的组平均功率，并通过配对样本t检验验证实验结果的统计学意义，为视觉深度感知线索在虚拟现实菜单界面布局方面的研究提供了新的思路。

-引文格式-

王连彬,殷晓晨,周涵,刘成龙,孟欣怡.基于脑电信号的虚拟现实界面布局深度感知认知负荷研究[J].包装工程,2025,46(2):71-81.

全文下载：基于脑电信号的虚拟现实界面布局深度感知认知负荷研究.pdf

包装工程·设计融创