TY  - THES
A1  - Stauffert, Jan-Philipp
T1  - Temporal Confounding Effects in Virtual and Extended Reality Systems
T1  - Zeitliche Störeinflüsse in Systemen der Virtuellen und erweiterten Realität
N2  - Latency is an inherent problem of computing systems. Each computation takes time until the result is available. Virtual reality systems use elaborated computer resources to create virtual experiences. The latency of those systems is often ignored or assumed as small enough to provide a good experience.

This cumulative thesis is comprised of published peer reviewed research papers exploring the behaviour and effects of latency. Contrary to the common description of time invariant latency, latency is shown to fluctuate. Few other researchers have looked into this time variant behaviour. This thesis explores time variant latency with a focus on randomly occurring latency spikes. Latency spikes are observed both for small algorithms and as end to end latency in complete virtual reality systems. Most latency measurements gather close to the mean latency with potentially multiple smaller clusters of larger latency values and rare extreme outliers. The latency behaviour differs for different implementations of an algorithm. Operating system schedulers and programming language environments such as garbage collectors contribute to the overall latency behaviour. The thesis demonstrates these influences on the example of different implementations of message passing.

The plethora of latency sources result in an unpredictable latency behaviour. Measuring and reporting it in scientific experiments is important. This thesis describes established approaches to measuring latency and proposes an enhanced setup to gather detailed information. The thesis proposes to dissect the measured data with a stacked z-outlier-test to separate the clusters of latency measurements for better reporting.

Latency in virtual reality applications can degrade the experience in multiple ways. The thesis focuses on cybersickness as a major detrimental effect. An approach to simulate time variant latency is proposed to make latency available as an independent variable in experiments to understand latency's effects. An experiment with modified latency shows that latency spikes can contribute to cybersickness. A review of related research shows that different time invariant latency behaviour also contributes to cybersickness.
N2  - Latenz ist ein inhärentes Problem in Computersystemen. Jede Berechnung benötigt Zeit bis das Ergebnis verfügbar ist. Virtual Reality Systeme verwenden komplexe Rechenressourcen um virtuelle Erfahrungen zu erstellen. Die Latenz dieser Systeme wird oft ignoriert oder als klein genug angesehen um eine gute Erfahrung zu ermöglichen.

Diese kumulative Doktorarbeit ist aus peer reviewten Forschungspublikationen zusammengesetzt, die das Verhalten und Effekte von Latenz erforschen. Gegensätzlich zu der landläufig verwendeten Beschreibung als zeitinvariante Latenz, wird gezeigt, dass Latenz fluktuiert. Wenige Forscher haben dieses zeitvariable Verhalten genauer untersucht. Diese Arbeit erforscht zeitvariable Latenz mit einem Fokus auf zufällig auftretende Latenzspitzen. Latenzspitzen wurden sowohl für die Ausführung kleiner Algorithmen als auch als End-to-End Latenz in kompletten Virtual Reality Systemen beobachtet. Die meisten Latenzmessungen sammeln sich nahe eines Durchschnittswertes wobei es mehrere Ballungen von höheren Latenzwerten gibt und einige seltene extreme Ausreißer. Das Latenzverhalten unterscheidet sich bei unterschiedlichen Implementierungen eines Algorithmusses. Betriebssystemsscheduler und Programmiersprachenumgebungen wie Garbage Collektoren tragen zu dem Gesamtlatenzverhalten bei. Diese Arbeit beschreibt diese Einflüsse am Beispiel unterschiedlicher Implementierungen von Nachrichtenaustausch.
Die Vielfalt an Latenzquellen resultiert in einem unvorhersehbaren Latenzverhalten. Das Messen und Dokumentieren von Latenz ist wichtig in wissenschaftlichen Experimenten. Diese Arbeit beschreibt etablierte Ansätze um Latenz zu messen und schlägt einen verbesserten Ansatz vor um detaillierte Messungen zu sammeln. Diese Arbeit beschreibt wie gemessene Daten mit Hilfe eines stacked z-Testes in separate Cluster geteilt werden können um das Verhalten besser beschreiben zu können.
Latenz in Anwendungen der Virtuellen Realität kann die Erfahrung in verschiedenen Arten verschlechtern. Diese Arbeit fokussiert sich auf Cybersickness als einen bedeutenden negativen Einfluss. Es wird ein Ansatz vorgestellt um Latenz zeit-variant zu simulieren damit Latenz als unabhängige Variable in Experimenten, die Auswirkungen von Latenz untersuchen, verwendet werden kann. Ein Experiment mit modifizierter Latenz zeigt, dass Latenzspitzen zu Cybersickness beitragen können. Ein Review verwandter Arbeiten zeigt, dass auch andere Latenzverhalten Cybersickness negativ beeinflussen können.
KW  - Virtuelle Realität
KW  - latency cybersickness
KW  - virtuel reality
KW  - Latenz
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-290609
ER  - 
TY  - THES
A1  - Madeira, Octavia
T1  - The Human-Experimental Virtual Elevated Plus-Maze as an Anxiety Model
T1  - Das human-experimentelle virtuelle Elevated Plus-Maze als Angstmodell
N2  - Anxiety research is one of the major psychological research domains and looks back on decades of research activity. Traditionally, novel theories and approaches are tested utilizing animal models. One way to study inherent anxiety in rodents is the elevated plus-maze (EPM). The EPM is a plus-shaped platform with two closed, i.e., walled, arms and two open unwalled arms. If given the opportunity to freely explore the apparatus, rodents instinctively avoid the open arms to protect themselves from predators. Hence, they spent less time on open and more time on closed arms, which is behaviorally associated with general anxiety. In the course of the pharmacological validation, it was found that this exploratory pattern can be reversed by anxiolytic substances, e.g., benzodiazepines, or potentiated by anxiogenics. One of the significant advantages of the EPM is that no prior training session is required in contrast to conditioning studies, thus allowing to observe natural behavior. Therefore, together with the economic and uncomplicated setup, the EPM has become a standard preclinical rodent anxiety test over the decades. In order to validate these rodent anxiety tests, there have recently been attempts to retranslate them to humans. A paramount of cross-species validation is not only the simple transferability of these animal tests but also the observation of anxiety behaviors that are evolutionarily conserved across species. Accordingly, it could be possible to conclude various factors associated with the etiology and maintenance of anxiety disorders in humans. So far, convincing translations of the EPM to humans are still lacking. For that reason, the primary aim of this dissertation is to retranslate the EPM throughout three studies and to evaluate cross-species validity critically. Secondly, the undertaken studies are set out to observe ambulatory activity equivalent to rodent EPM behavior, i.e., open arm avoidance. Thirdly, the undertaken studies aimed to assess the extent to which trait anxiety influences human exploratory activity on the platform to associate it with the assumption that rodent EPM-behavior is a reflection of general anxiety. Finally, virtual reality (VR) was the method of choice to maintain the economic advantage and adjust the EPM size to humans. Study 1 (N = 30) was set up to directly transfer the rodent EPM regarding test design and experimental procedure using a Computer Automatic Virtual Environment (CAVE). The results revealed that humans unlike rodents display a general open arms approach during free exploration. However, open arm avoidance was associated with high trait anxiety and acrophobia (fear of height), which was initially assessed as a control variable due to the virtual platform height. Regression analyses and subjective anxiety ratings hinted at a more significant influence of acrophobia on open arm avoidance. In addition, it was assumed that the open arms approach might have resulted from claustrophobic tendencies experienced in the closed arms due to the high walls. Study 2 (N = 61) sought to differentiate the influence of trait anxiety and acrophobia and adapt the virtual EPM to humans. Therefore, parts of the platform held a semi-transparent grid-floor texture, and the wall height on the closed arms was reduced to standard handrail level. Moreover, participants were priorly screened to exclude clinically significant levels of acrophobia, claustrophobia, and agoraphobia. The data on general exploratory activity showed no arm preference. Regression analyses confirmed that acrophobia is related to open arm avoidance, corroborating the finding of Study 1. Surprisingly, for trait anxiety, the result of Study 1 could not be replicated. Instead, for trait anxiety, no significant effect was found indicating that predominantly fear of heights shapes human EPM behavior even on a subclinical stage. In Study 3 (N = 57), the EPM was embedded into a city setting to 1) create a more natural human environment and 2) eliminate height. Furthermore, a head-mounted display was utilized for VR presentation, and arousal ratings were introduced. Participants were screened for high and low levels of trait anxiety and agoraphobia, and claustrophobia. Replicating the findings of Study 2, no difference in open and closed arm activity was observed, and no effect was found in relationship with trait anxiety. The data on anxiety ratings and claustrophobia suggest a positive correlation indicating that in this city EPM, claustrophobic tendencies might play a role in closed arm avoidance. In summary, this thesis added valuable insights into the retranslation of a well-established standard anxiety test used in rodents. However, it also majorly challenges current findings on the cross-species validity of the EPM. Various explanatory models for the results are critically discussed and associated with clinical implications concerning future research.
N2  - Die Angstforschung ist eines der wichtigsten psychologischen Forschungsgebiete und blickt auf eine jahrzehntelange Forschungstätigkeit zurück. Traditionell werden neue Theorien und Ansätze anhand von Tiermodellen getestet. Eine Möglichkeit, inhärente Angst bei Nagetieren zu untersuchen, ist das Elevated Plus-Maze (EPM). Das EPM ist eine plusförmige Plattform mit zwei geschlossenen, d. h. mit Wänden versehenen, Armen und zwei offenen, nicht mit Wänden umschlossenen, Armen. Wenn Nagetiere die Möglichkeit haben, die Plattform frei zu erkunden, meiden sie instinktiv die offenen Arme, um sich vor Fressfeinden zu schützen, d.h. sie verbringen weniger Zeit in den offenen und mehr Zeit in den geschlossenen Armen, was verhaltensmäßig mit Ängstlichkeit assoziiert wird. Im Rahmen der pharmakologischen Validierung wurde festgestellt, dass dieses Explorationsmuster durch anxiolytische Substanzen, z. B. Benzodiazepine, umgekehrt oder durch anxiogene Substanzen verstärkt werden kann. Einer der wesentlichen Vorteile des EPM ist, dass im Gegensatz zu Konditionierungsstudien kein vorheriges Training erforderlich ist und somit natürliches Verhalten beobachtet werden kann. Zusammen mit dem ökonomischen und unkomplizierten Versuchsaufbau hat sich das EPM daher im Laufe der Jahrzehnte zu einem Standardtest für präklinische Angstforschung bei Nagern entwickelt. Um diese Angsttests von Nagern zu validieren, wurde kürzlich versucht, diese auf den Menschen zu übertragen. Eine wichtige Voraussetzung für die artenübergreifende Validierung ist nicht nur die einfache Translation dieser Tiertests, sondern auch die Beobachtung von Angstverhalten, das evolutionär über alle Arten hinweg konserviert ist. Darauf aufbauend könnte es möglich sein, auf verschiedene Faktoren zu schließen, die mit der Entstehung und Aufrechterhaltung von Angststörungen beim Menschen in Verbindung stehen. Bislang fehlt es noch an einer überzeugenden Übertragung des EPM auf den Menschen. Aus diesem Grund besteht das primäre Ziel dieser Dissertation darin, das EPM in drei Studien neu zu übersetzen und die speziesübergreifende Validität kritisch zu bewerten. Zweitens sollen die durchgeführten Studien eine dem EPM-Verhalten von Nagetieren äquivalente Bewegungsaktivität beobachten, d.h. die Vermeidung offener Arme. Drittens zielten die durchgeführten Studien darauf ab, das Ausmaß zu bewerten, in dem Angstmerkmale das Explorationsverhalten des Menschen auf der Plattform beeinflussen, um sie mit der Annahme in Verbindung zu bringen, dass das EPM-Verhalten von Nagetieren Ängstlichkeit repräsentiert. Schließlich war die virtuelle Realität (VR) die Methode der Wahl, um die ökonomische Validität zu erhalten und das EPM in seiner Größe an den Menschen anpassen zu können. In Studie 1 (N = 30) wurde das Tier-EPM hinsichtlich des Testdesigns und des Versuchsablaufs unter Verwendung einer computergesteuerten virtuellen Umgebung (CAVE) direkt auf den Menschen übertragen. Die Ergebnisse zeigten, dass Menschen im Gegensatz zu Nagern während der freien Exploration generell eine Annäherung zu den offenen Armen zeigen. Die Vermeidung offener Arme war jedoch mit hoher Traitängstlichkeit und Akrophobie (Höhenangst) verbunden, die aufgrund der Höhe der virtuellen Plattform zunächst als Kontrollvariable erhoben wurde. Regressionsanalysen und subjektive Angstbewertungen deuteten auf einen stärkeren Einfluss der Akrophobie auf die Vermeidung der offenen Arme hin. Darüber hinaus wurde angenommen, dass die Vermeidung der offenen Arme aus klaustrophobischen Tendenzen resultieren könnte, die in den geschlossenen Armen aufgrund der hohen Wände auftreten. In Studie 2 (N = 61) wurde versucht, den Einfluss von Traitängstlichkeit und Akrophobie zu differenzieren und das virtuelle EPM an den Menschen anzupassen. Daher waren Teile der Plattform mit einer halbtransparenten Gitterbodenstruktur versehen, und die Wandhöhe in den geschlossenen Armen wurde auf die Höhe eines Standardgeländers reduziert. Darüber hinaus wurden die Versuchsteilnehmer vorselektiert um klinisch signifikante Werte von Akrophobie, Klaustrophobie und Agoraphobie auszuschließen. Die Daten zu generellem Explorationsverhalten zeigten, dass keine Armpräferenz besteht. Die durchgeführte Regressionsanalyse demonstrierte, dass die Vermeidung der offenen Arme mit Akrophobie zusammenhängt, was die Ergebnisse von Studie 1 bestätigt. Überraschenderweise konnte das Ergebnis von Studie 1 in Bezug auf Traitängstlichkeit nicht repliziert werden. Stattdessen wurde für Ängstlichkeit kein signifikanter Effekt gefunden, was darauf hindeutet, dass hauptsächlich Höhenangst das menschliche EPM-Verhalten sogar in einem subklinischen Stadium prägt. In Studie 3 (N = 57) wurde das EPM in eine städtische Umgebung eingebettet, um 1) eine für den Menschen natürlichere Umgebung zu schaffen und 2) den Faktor Höhe zu eliminieren. Darüber hinaus wurde für die VR-Präsentation eine Virtual-Reality-Brille verwendet, und Arousalratings eingeführt. Die Teilnehmer wurden auf hohe und niedrige Werte von Traitängstlichkeit und Agoraphobie sowie Klaustrophobie untersucht. Wie in Studie 2 konnte kein Unterschied zwischen der Explorationstendenzen der offenen und der geschlossenen Arme beobachtet werden, und es wurde kein Effekt in Bezug auf die erhobenen Angstmerkmale festgestellt. Die Daten zu Angstbewertungen und Klaustrophobie deuten auf eine positive Korrelation hin, was darauf bedeutet, dass bei diesem Stadt-EPM klaustrophobische Tendenzen eine Rolle bei der Vermeidung des geschlossenen Arms spielen könnten. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass diese Arbeit wertvolle Einblicke in die Retranslation eines gut etablierten Standard-Angsttests für Nager liefert. Sie stellt jedoch auch die derzeitigen Erkenntnisse über die artenübergreifende Validität des EPM in Frage. Verschiedene Erklärungsmodelle für die Ergebnisse werden kritisch diskutiert und mit klinischen Implikationen für die zukünftige Forschung verbunden.
KW  - Virtuelle Realität
KW  - Angststörung
KW  - Elevated Plus-Maze
KW  - Explorationsverhalten
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-281478
ER  - 
TY  - THES
A1  - Winter, Carla
T1  - Evaluation der Verwendung von Virtueller Realität (VR) als Ergänzung zum Laufbandtraining im Rahmen der Behandlung von Gangstörungen bei Patienten mit Multipler Sklerose (MS) und Schlaganfall
T1  - Evaluation of the use of virtual reality (VR) as a supplement to treadmill training in the treatment of gait disorders in patients with multiple sclerosis (MS) and stroke
N2  - Die Rehabilitation von Gangstörungen bei Patienten mit MS und Schlaganfall erfolgt häufig mithilfe eines konventionellen Laufbandtrainings. Einige Studien haben bereits gezeigt, dass durch eine Erweiterung dieses Trainings um eine virtuelle Realität die Motivation der Patienten gesteigert und die Therapieergebnisse verbessert werden können.
In der vorliegenden Studie wurde eine immersive VR-Anwendung (unter Verwendung eines HMD) für die Gangrehabilitation von Patienten evaluiert. Hierbei wurden ihre Anwendbarkeit und Akzeptanz geprüft sowie ihre Kurzzeiteffekte mit einer semi-immersiven Präsentation (unter Verwendung eines Monitors) und mit einem konventionellen Laufbandtraining ohne VR verglichen. Der Fokus lag insbesondere auf der Untersuchung der Anwendbarkeit beider Systeme und der Auswirkungen auf die Laufgeschwindigkeit und Motivation der Benutzer.
Im Rahmen einer Studie mit Innersubjekt-Design nahmen zunächst 36 gesunde Teilnehmer und anschließend 14 Patienten mit MS oder Schlaganfall an drei experimentellen Bedingungen (VR über HMD, VR über Monitor, Laufbandtraining ohne VR) teil.
Sowohl in der Studie mit gesunden Teilnehmern als auch in der Patientenstudie zeigte sich in der HMD-Bedingung eine höhere Laufgeschwindigkeit als beim Laufbandtraining ohne VR und in der Monitor-Bedingung. Die gesunden Studienteilnehmer berichteten über eine höhere Motivation nach der HMD-Bedingung als nach den anderen Bedingungen. Es traten in beiden Gruppen keine Nebenwirkungen im Sinne einer Simulator Sickness auf und es wurden auch keine Erhöhungen der Herzfrequenzen nach den VR-Bedingungen detektiert. Die Bewertungen des Präsenzerlebens waren in beiden Gruppen in der HMD-Bedingung höher als in der Monitor-Bedingung. Beide VR-Bedingungen erhielten hohe Bewertungen für die Benutzerfreundlichkeit. Die meisten der gesunden Teilnehmer (89 %) und Patienten (71 %) präferierten das HMD-basierte Laufbandtraining unter den drei Trainingsformen und die meisten Patienten könnten sich vorstellen, es häufiger zu nutzen.
Mit der vorliegenden Studie wurde eine strukturierte Evaluation der Anwendbarkeit eines immersiven VR-Systems für die Gangrehabilitation geprüft und dieses erstmals in den direkten Vergleich zu einem semi-immersiven System und einem konventionellen Training ohne VR gesetzt. Die Studie bestätigte die Praktikabilität der Kombination eines Laufbandtrainings mit immersiver VR. Aufgrund ihrer hohen Benutzerfreundlichkeit und der geringen Nebenwirkungen scheint diese Trainingsform besonders für Patienten geeignet zu sein, um deren Trainingsmotivation und Trainingserfolge, wie z. B. die Laufgeschwindigkeit, zu steigern. Da immersive VR-Systeme allerdings nach wie vor spezifische technische Installationsprozeduren erfordern, sollte für die spezifische klinische Anwendung eine Kosten-Nutzen-Bewertung erfolgen.
N2  - Rehabilitation of gait disorders in patients with MS and stroke is often done with the help of conventional treadmill training. Some studies have already shown that extending this training with virtual reality can increase patient motivation and improve therapy outcomes.
In the present study, an immersive VR application (using an HMD) was evaluated for gait rehabilitation of patients. Here, its applicability and acceptability were tested, and its short-term effects were compared with a semi-immersive presentation (using a monitor) and with conventional treadmill training without VR. In particular, the focus was on investigating the applicability of both systems and the effects on user walking speed and motivation.
In a study using a within-subjects design, first 36 healthy participants and then 14 patients with MS or stroke participated in three experimental conditions (VR via HMD, VR via monitor, treadmill training without VR).
In both the healthy participant study and the patient study, the HMD condition showed a higher walking speed than the treadmill training without VR and the monitor condition. The healthy study participants reported higher motivation after the HMD condition than after the other conditions. No side effects in terms of simulator sickness occurred in either group, and no increases in heart rates were detected after the VR conditions. Presence experience ratings were higher in both groups in the HMD condition than in the monitor condition. Both VR conditions received high ratings for usability. Most of the healthy participants (89%) and patients (71%) preferred the HMD-based treadmill training among the three training modalities, and most patients could imagine using it more often.
The present study tested a structured evaluation of the applicability of an immersive VR system for gait rehabilitation and, for the first time, compared it directly with a semi-immersive system and conventional training without VR. The study confirmed the practicability of combining treadmill training with immersive VR. Due to its high usability and low side effects, this form of training seems to be particularly suitable for patients to increase their training motivation and training success, such as walking speed. However, immersive VR systems still require specific technical installation procedures, so a cost-benefit assessment should be performed for the specific clinical application.
KW  - Multiple Sklerose
KW  - Schlaganfall
KW  - Virtuelle Realität
KW  - Motivation
KW  - Head-mounted Display
KW  - Neurorehabilitation
KW  - Laufbandtraining
KW  - Treadmill training
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-280544
ER  - 
TY  - THES
A1  - Großekathöfer, Jonas David
T1  - Virtually Valid? On the Importance of Ecological Validity and Virtual Reality for Social Attention Research
T1  - Praktischerweise Valide? Über die Bedeutung von ökologischer Validität und virtueller Realität in der sozialen Aufmerksamkeitsforschung
N2  - Gazes are of central relevance for people. They are crucial for navigating the world and communicating with others. Nevertheless, research in recent years shows that many findings from experimental research on gaze behavior cannot be transferred from the laboratory to everyday behavior. For example, the frequency with which conspecifics are looked at is considerably higher in experimental contexts than what can be observed in daily behavior. In short: findings from laboratories cannot be generalized into general statements. This thesis is dedicated to this matter. The dissertation describes and documents the current state of research on social attention through a literature review, including a meta-analysis on the /gaze cueing/ paradigm and an empirical study on the robustness of gaze following behavior. In addition, virtual reality was used in one of the first studies in this research field. Virtual reality has the potential to significantly improve the transferability of experimental laboratory studies to everyday behavior. This is because the technology enables a high degree of experimental control in naturalistic research designs. As such, it has the potential to transform empirical research in the same way that the introduction of computers to psychological research did some 50 years ago. The general literature review on social attention is extended to the classic /gaze cueing/ paradigm through a systematic review of publications and a meta-analytic evaluation (Study 1). The cumulative evidence supported the findings of primary studies: Covert spatial attention is directed by faces. However, the experimental factors included do not explain the surprisingly large variance in the published results. Thus, there seem to be further, not well-understood variables influencing these social processes. Moreover, classic /gaze cueing/ studies have limited ecological validity. This is discussed as a central reason for the lack of generalisability. Ecological validity describes the correspondence between experimental factors and realistic situations. A stimulus or an experimental design can have high and low ecological validity on different dimensions and have different influences on behavior. Empirical research on gaze following behavior showed that the /gaze cueing/ effect also occurs with contextually embedded stimuli (Study 2). The contextual integration of the directional cue contrasted classical /gaze cueing/ studies, which usually show heads in isolation. The research results can thus be transferred /within/ laboratory studies to higher ecologically valid research paradigms. However, research shows that the lack of ecological validity in experimental designs significantly limits the transferability of experimental findings to complex situations /outside/ the laboratory. This seems to be particularly the case when social interactions and norms are investigated. However, ecological validity is also often limited in these studies for other factors, such as contextual embedding /of participants/, free exploration behavior (and, thus, attentional control), or multimodality. In a first study, such high ecological validity was achieved for these factors with virtual reality, which could not be achieved in the laboratory so far (Study 3). Notably, the observed fixation patterns showed differences even under /most similar/ conditions in the laboratory and natural environments. Interestingly, these were similar to findings also derived from comparisons of eye movement in the laboratory and field investigations. These findings, which previously came from hardly comparable groups, were thus confirmed by the present Study 3 (which did not have this limitation). Overall, /virtual reality/ is a new technical approach to contemporary social attention research that pushes the boundaries of previous experimental research. The traditional trade-off between ecological validity and experimental control thus becomes obsolete, and laboratory studies can closely inherit an excellent approximation of reality. Finally, the present work describes and discusses the possibilities of this technology and its practical implementation. Within this context, the extent to which this development can still guarantee a constructive classification of different laboratory tests in the future is examined.
N2  - Blicke sind für Menschen von zentraler Relevanz. Sie sind entscheidend für die Navigation in der Welt und für die Kommunikation mit Mitmenschen. Dennoch zeigt die Forschung der letzten Jahre, dass sich Erkenntnisse aus der experimentellen Forschung zu Blickverhalten vom Labor nicht in alltägliches Verhalten übertragen lassen. So ist beispielsweise die Häufigkeit, mit der Mitmenschen angeschaut werden, erheblich höher in experimentellen Kontexten als das beobachtbare alltägliche Verhalten. Kurz: Erkenntnisse aus Laboren lassen sich nicht zu allgemeinen Aussagen generalisieren. Diesem Spannungsfeld ist die hier vorliegende Arbeit gewidmet. Diese Doktorarbeit beschreibt und dokumentiert den aktuellen Forschungsstand zur sozialen Aufmerksamkeit anhand einer Literaturübersicht inklusive einer Metaanalyse zum /gaze cueing/ Paradigma sowie einer empirischen Untersuchung zur Robustheit des Blickfolgeverhaltens. Zudem wird in einer der ersten Studien in diesem Forschungsfeld virtuelle Realität eingesetzt. Virtuelle Realität hat das Potenzial, die Übertragbarkeit zwischen experimentellen Laboruntersuchungen auf alltägliches Verhalten deutlich zu verbessern. Denn die Technologie ermöglicht eine hohe experimentelle Kontrolle in naturalistischen Forschungdesigns. Damit kann sie die empirische Forschung ebenso stark verändern wie die Einführung des Computers für psychologische Forschung vor rund 50 Jahren. Die Literaturübersicht über soziale Aufmerksamkeit wurde durch eine systematische Begutachtung der Publikationen und einer meta-analystische Auswertung zum klassischen /gaze cueing/ Paradigma erweitert (Studie 1). Die kumulierte Evidenz unterstützt die Befunde primärer Studien: Verdeckte räumliche Aufmerksamkeit wird durch Gesichter gelenkt. Allerdings zeigte sich eine überraschend große Varianz in den publizierten Ergebnissen, die durch die untersuchten experimentellen Faktoren nicht erklärt werden konnte. Es scheint also noch Weitere, nicht gut verstandene Einflussgrößen auf diesen sozial-kognitiven Prozess zugeben. Klassische /gaze cueing/ Studien besitzen zudem eine eingeschränkte ökologische Validität. Diese wird als ein zentraler Grund für die fehlende Generalisierbarkeit diskutiert. Ökologische Validität beschreibt die Übereinstimmung von experimentellen Faktoren mit realistischen Situationen. Ein Stimulus oder ein experimentelles Design kann auf verschiedenen Dimensionen hohe und niedrige ökologische Validität aufweisen. Dies kann auf verschiedene Verhaltensbereiche unterschiedlichen Einfluss haben. Die empirischen Untersuchungen zum Blickfolgeverhalten zeigten, dass der /gaze cueing/ Effekt auch bei kontextuell eingebundenen Stimuli auftritt (Studie 2). Die kontextuelle Einbindung des Richtungscues stellte dabei einen Kontrast zu klassichen /gaze cueing/ Studien dar, die in der Regel Köpfe in Isolation zeigen. Die Forschungsergebnisse lassen sich also /innerhalb/ von kontrollierten Laboruntersuchungen auch auf ökologisch validere Forschungsparadigmen übertragen. Forschungsarbeiten zeigen allerdings, dass die mangelnde ökologische Validität in experimentellen Designs die Übertragbarkeit von experimentellen Befunden auf komplexe Situationen /außerhalb/ des Labors erheblich einschränken. Dies scheint insbesondere der Fall zu sein, wenn soziale Interaktionen und Normen untersucht werden. Die ökologische Validität ist in diesen Studien aber auch für weitere Faktoren häufig eingeschränkt, wie beispielsweise die kontextuelle Einbettung /von Versuchspersonen/, freies Explorationsverhalten (und damit Aufmerksamkeitssteuerung) oder Multimodalität. In einer ersten Arbeit in diesem Forschungsfeld wurde für diese Faktoren mit virtueller Realität eine hohe ökologische Validität erreicht, die so bisher nicht im Labor zu erreichen war (Studie 3). Spannenderweise zeigten sich selbst unter /ähnlichsten/ Bedingungen im Labor und in der natürlichen Umgebung Unterschiede in den beobachteten Fixationsmustern. Interessanterweise sind diese ähnlich zu Befunden, die ebenfalls aus Vergleichen von Augenbewegung im Labor und Felduntersuchung stammten. Diese Befunde, die bisher auf wenig vergleichbare Untersuchungsgruppen beruhen, wurden durch die vorliegende Studie 3 (die diese Einschränkung nicht besitzt) bestätigt. Insgesamt steht der heutigen sozialen Aufmerksamkeitsforschung mit /virtueller Realität/ ein neuer technischer Ansatz zur Verfügung, der die Grenzen bisheriger experimenteller Forschung verschiebt. Die traditionelle Abwägung zwischen ökologische Validität und experimenteller Kontrolle wird damit hinfällig und in Laboruntersuchungen kann die Realität extrem nah nachgebildet werden. Abschließend werden in dieser Arbeit die Möglichkeiten und die praktische Umsetzung dieser Technologie beschrieben und diskutiert. Dabei wird auch kritisch beleuchtet, inwiefern mit dieser Entwicklung auch in Zukunft noch eine konstruktive Einordnung von verschiedenen Laboruntersuchungen gewährleistet werden kann.
KW  - Aufmerksamkeit
KW  - Validität
KW  - Virtuelle Realität
KW  - social attention
KW  - ecological validity
KW  - virtual reality
KW  - eye tracking
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-260417
ER  -