增强现实地图载体的空间认知负荷特征研究

本文依据增强现实数字地图与地理场景在时空、尺度和语义等的上下文关联性，研究并划分了包括存在上下文关联的地理实体空间载体、模型实体空间载体，以及不存在上下文关联的虚位空间载体三类AR地图载体。选取二维纸质地形晕渲图、三维打印地形实体模型、以及桌面虚位空间3种不同类型载体的AR地图为研究对象，以目标搜索和路径规划为任务目标，开展不同载体AR地图空间认知实验研究。结果表明，在2组实验中三维实体模型载体AR地图的认知负荷指数(CLI)分别为2.53和4.84均显著低于二维地图和虚位载体，具有认知负荷低、沉浸在场感强的认知特征；二维地图载体的认知负荷指数略低于虚位空间载体，但两者并无显著差异；同时，两组实验对比分析结果显示，随着任务难度提升，二维地图载体和虚位空间载体AR地图的认知负荷显著增加，但三维实体模型载体AR地图的认知负荷未显著增加，表明实体模型载体在面向复杂空间认知任务时具有较低认知负荷的优势。此外CLI和任务难度的同步变化也表明脑电数据对空间认知实验敏感，能有效反映空间认知实验过程中的认知特征变化。