Optimalisatie van het ontwerp van immersieve expositieruimtes met behulp van adaptieve simulated annealing met herverhitting en evaluatie via virtual reality

Samenvatting

Deze studie presenteert een reproduceerbare workflow voor het optimaliseren van indelingen van immersieve tentoonstellingen door het combineren van adaptieve simulated annealing, fase-afhankelijke voorstelselectie en reheating-controle. De geselecteerde indeling werd geïmplementeerd in een virtuele-realiteit tentoonstellingsomgeving en geëvalueerd met behulp van ruimtelijke kostenmetrieken, gedragslogs van deelnemers en beoordelingen na de ervaring.

Samenvatting

Immersieve expositieruimtes vereisen indelingen die zorgen voor een efficiënte circulatie, duidelijke wayfinding, een gebalanceerde interactie en een comfortabele omgevingservaring. Echter worden expositie-indelingen vaak ontwikkeld via handmatige ontwerpbeslissingen, wat het moeilijk maakt om gelijktijdig de routelengte, visuele toegankelijkheid, het risico op crowdvorming, het omgevingscomfort en de distributie van interactieknooppunten te evalueren. Deze studie ontwikkelde en evalueerde een workflow voor de optimalisatie van ruimtelijk ontwerp op basis van adaptief simulated annealing met fase-afhankelijke voorstelselectie en reheating-controle. Er werd een immersieve expositiehal van 36 m x 24 m geconstrueerd met zes thematische zones, overgangscorridores, één rustgebied en meerdere interactieknooppunten. Drie indelingen werden vergeleken: een handmatige indeling, een indeling via standaard simulated annealing en een indeling via adaptief simulated annealing met reheating. Het optimalisatiemodel minimaliseerde een gewogen ruimtelijke kostenfunctie waarin loopafstand, visuele toegankelijkheid, crowdvorming, omgevingscomfort en interactiebalans waren opgenomen. De geselecteerde indelingen werden geïmplementeerd in virtual-reality expositiescenes en geëvalueerd via gedragslogs van deelnemers en beoordelingen na de ervaring. Het adaptieve algoritme produceerde een lagere uiteindelijke ruimtelijke kostprijs, een hoger verbeteringspercentage en vereiste minder iteraties om tot de beste oplossing te komen dan standaard simulated annealing, met een geringe toename in rekentijd. Deelnemers die aan de adaptieve indeling waren toegewezen, rapporteerden een hogere tevredenheid, een sterkere presence, duidelijkere wayfinding, een lagere waargenomen crowdvorming en een lagere cognitieve belasting, en zij voltooiden de route met een kortere loopafstand, minder aarzelingen, een langere verblijftijd en een bredere heatmap-dekking. Deze bevindingen ondersteunen de workflow als een beslissingsondersteunende benadering voor het geteste expositiescenario; ze stellen geen universeel optimale expositie-indeling vast of superioriteit boven alle alternatieve metaheuristieken.

Inleiding

Immersieve expositieruimtes combineren in toenemende mate ruimtelijk ontwerp, digitale media, interactieve displays en virtual-realitytechnologieën om omgevingen te creëren waarin bezoekers de inhoud niet simpelweg observeren, maar door de tentoonstelling bewegen, erop reageren en deze interpreteren als een ruimtelijke ervaring. In dergelijke omgevingen hangt de kwaliteit van de ervaring niet alleen af van de rijkdom van de visuele of interactieve inhoud, maar ook van de continuïteit van de route, de zichtbaarheid, de drukte, het omgevingscomfort en de distributie van interactiemogelijkheden. Het ontwerp van expositieruimtes vormt daarom een probleem met meerdere variabelen: een indeling moet bezoekers efficiënt leiden terwijl de narratieve volgorde, de perceptuele openheid en de mogelijkheden voor betrokkenheid behouden blijven. Studies naar museum- en expositiegedrag hebben al lang aangetoond dat de bezoekerservaring wordt gevormd door de ruimtelijke organisatie, de circulatiestructuur en de interpretatieve toegankelijkheid, en niet alleen door de inhoud van de exposities¹.

De ruimtelijke configuratietheorie biedt een nuttige basis om de indeling van een tentoonstelling te behandelen als een analyseerbaar ontwerpprobleem. Vanuit dit perspectief is ruimte geen passieve container voor objecten; het organiseert beweging, ontmoetingen, zichtbaarheid en keuze. Architecturale configuratie kan beïnvloeden hoe mensen door een omgeving bewegen en hoe gemakkelijk zij de relatie tussen ruimtes begrijpen². Op zichtbaarheid gebaseerde ruimtelijke analyse ondersteunt dit standpunt verder door aan te tonen dat gezichtsvelden en zichtlijnen gemodelleerd kunnen worden als meetbare kenmerken van ruimtelijke cognitie en navigatie³. Deze ideeën zijn bijzonder relevant voor immersieve tentoonstellingen, omdat bezoekers voortdurend visuele informatie, routebeslissingen, interactie-aanwijzingen en omgevingsprikkels moeten integreren terwijl zij door de tentoonstelling bewegen.

Tegelijkertijd hebben immersieve technologieën de mogelijkheden uitgebreid om tentoonstellingsomgevingen te ontwerpen en te testen voordat ze fysiek worden geïmplementeerd. Virtuele en immersieve interfaces stellen onderzoekers en ontwerpers in staat om te onderzoeken hoe gebruikers waarnemen en zich gedragen onder gecontroleerde ruimtelijke omstandigheden, waardoor vergelijkingen tussen alternatieve indelingen mogelijk zijn terwijl de inhoud en omgevingsinstellingen constant blijven⁴. Reviews van immersieve virtual-reality-toepassingen tonen aan dat ruimtelijke structuur, interactieontwerp en taakduidelijkheid belangrijke determinanten zijn voor de betrokkenheid van de gebruiker en de leerkwaliteit⁵. Meta-analytisch bewijs suggereert daarnaast dat het niveau en het type immersie de presentie kunnen beïnvloeden, maar immersie alleen garandeert geen betere resultaten als de omgeving slecht is georganiseerd of moeilijk te navigeren is⁶.

De gebruikerservaring van een immersieve tentoonstelling is nauw verbonden met presence, cognitieve belasting en fysiek comfort. Presence weerspiegelt in hoeverre gebruikers ervaren dat zij zich in een gemedieerde omgeving bevinden, waardoor het een belangrijke uitkomst is in virtuele en immersieve settings⁷. Immersieve omgevingen kunnen echter ook een cognitieve belasting veroorzaken wanneer navigatie, interactie of sensorische informatie niet goed zijn gecoördineerd⁸. Om deze reden moet de optimalisatie van de tentoonstellingsruimte niet alleen de interactiedichtheid of visuele stimulatie verhogen. Het moet een coherente ruimtelijke ervaring ondersteunen, onnodige routebeslissingen verminderen en vermijdbare vermoeidheid minimaliseren. Simulator sickness moet ook worden gemonitord, omdat ongemak zowel de veiligheid van de virtual-reality-blootstelling als de interpretatie van de resultaten van de gebruikerservaring kan beïnvloeden⁹.

Ondanks deze vereisten worden veel tentoonstellingsindelingen nog steeds ontwikkeld op basis van de ervaring van ontwerpers, iteratieve handmatige aanpassingen of post hoc observaties van bezoekers. Deze benaderingen blijven waardevol, maar ze maken het moeilijk om meerdere beperkingen van de indeling gelijktijdig te evalueren. Ruimtelijk ontwerp voor immersieve tentoonstellingen kan worden geformuleerd als een beperkt optimalisatieprobleem waarbij routelengte, zichtbaarheid, drukte, comfort en interactieverdeling gezamenlijk worden overwogen. Simulated annealing is geschikt voor dit type probleem omdat het grote, onregelmatige oplossingsruimten kan doorzoeken, terwijl het de gecontroleerde acceptatie van niet-verbeterende tussenoplossingen toestaat, waardoor het helpt om lokale optima te vermijden¹⁰. De acceptatielogica volgt de Metropolis-regel¹, terwijl het meer algemene Metropolis-Hastings-raamwerk een ratio van de voorwaartse ten opzichte van de omgekeerde voorsteldichtheid introduceert wanneer de voorstelkern asymmetrisch is¹². In de huidige implementatie zijn de vier voorwaardelijke voorstelkernen symmetrisch; formele afleiding toont daarom aan dat de Hastings-ratio gelijk is aan één voor omkeerbare haalbare zetten. De methode wordt dienovereenkomstig beschreven als adaptieve simulated annealing met Metropolis-acceptatie en reheating, in plaats van als een afzonderlijke Metropolis-Hastings-sampler.

Adaptieve varianten van simulated annealing maken al lang gebruik van niet-uniforme buurtselectie, modificatie van het koelschema, reheating, herstartstrategieën en hybride zoekcomponenten^13,14. De huidige implementatie moet daarom worden beschouwd als een applicatiespecifieke configuratie en niet als een nieuwe metaheuristische primitieve. De bijdrage bestaat uit de expliciete koppeling van een faseafhankelijk schema met vier mogelijke verplaatsingen en reheating aan expositiespecifieke haalbaarheidsbeperkingen, een transparante ruimtelijke kostenfunctie met meerdere componenten en validatie via virtual reality op deelnemerniveau¹⁵. Deze specifiekere positionering onderscheidt de huidige workflow direct van claims over een fundamenteel nieuw optimalisatieprincipe. Er werd verwacht dat de faseafhankelijke selectie van voorstellen de zoektocht zou verschuiven van een bredere exploratie van sequenties/paden naar een lokale ruimtelijke verfijning, terwijl reheating de mobiliteit van de zoektocht na stagnatie zou herstellen. Er werd verwacht dat deze balans tussen exploratie en exploitatie het voortijdig vastlopen in lokale minima zou verminderen en de kans zou vergroten om binnen hetzelfde nominale aantal iteraties een haalbare indeling met lagere kosten te bereiken.

Deze studie stelt een reproduceerbare workflow voor die adaptieve simulated annealing, fase-afhankelijke voorstelselectie, reheating-controle, een ruimtelijk kostenmodel met meerdere componenten en evaluatie via virtual reality op deelnemerniveau integreert. De methodologische bijdrage is applicatiegericht en gericht op reproduceerbaarheid, in plaats van een claim van een fundamenteel nieuw optimalisatieprincipe¹⁶. De methode vergelijkt een handmatige lay-out, een standaard simulated annealing lay-out en een adaptieve simulated annealing lay-out met reheating in een gecontroleerde expositieomgeving in virtual reality. De studie onderzoekt zowel de algoritmische resultaten als de resultaten op deelnemerniveau, waaronder de uiteindelijke ruimtelijke kosten, het verbeteringspercentage, presence, de duidelijkheid van de routevinding, tevredenheid, cognitieve belasting, loopafstand, het aantal aarzelingen, de verblijftijd en de heatmap-dekking. De primaire hypothese was dat de adaptieve methode een lagere uiteindelijke ruimtelijke kost zou bereiken dan standaard simulated annealing; op deelnemerniveau werd verwacht dat de corresponderende lay-out de algehele tevredenheid en de route-efficiëntie zou verbeteren ten opzichte van de handmatige en standaard simulated annealing lay-outs. Deze inkadering volgt de bredere logica van metaheuristische ontwerpmethoden, waarbij computationeel zoeken het menselijk ontwerpbesluit ondersteunt in plaats van vervangt¹⁷.

Protocol

Het studieprotocol is beoordeeld door de Henan Agricultural University en op 20 december 2025 vrijgesteld van een formele ethische toetsing. Er is geen apart ethisch goedkeurings- of vrijstellingsreferentienummer afgegeven door het beoordelende orgaan. Van alle deelnemers is vóór inschrijving schriftelijke geïnformeerde toestemming verkregen.

Voorbereiding van de participanten
Er werden volwassen participanten in de leeftijd van 18–60 jaar met een normaal of tot normaal gecorrigeerd gezichtsvermogen geworven. Participanten die melding maakten van ernstige vestibulaire stoornissen, ongecontroleerde epilepsie, ernstige visuele beperkingen, recente grote chirurgische ingrepen of eerdere ernstige ongemakken tijdens blootstelling aan virtual reality werden uitgesloten. Elke participant vulde voor aanvang van het experiment een screeningsformulier in. Leeftijdsgroep, geslacht, opleidingsniveau, eerdere ervaring met virtual reality en de frequentie van eerdere museum- of tentoonstellingsbezoeken werden geregistreerd als controlevariabelen.

Deelnemers werden met behulp van een door de computer gegenereerde randomisatielijst toegewezen aan een van drie lay-outcondities: handmatige lay-out, standaard simulated annealing lay-out, of adaptieve simulated annealing met reheating lay-out. Er werd gebruikgemaakt van een between-subject design om leereffecten tussen de verschillende lay-outs te voorkomen. De allocatieratio werd vastgesteld op 1:1:1, waarbij 60 deelnemers aan elke conditie werden toegewezen en er in totaal 180 deelnemers waren. Leeftijdsgroep, geslacht, opleidingsniveau, eerdere ervaring met virtual reality en de frequentie van museum- of tentoonstellingsbezoeken werden vóór de allocatie geregistreerd voor een beschrijvende beoordeling van de kenmerken van de deelnemers; deze variabelen werden niet gebruikt als exclusiecriteria na de randomisatie.

Voorbereiding van het model voor de expositieruimte
Er is een rechthoekige immersieve expositiehal geconstrueerd met afmetingen van 36 m x 24 m en een plafondhoogte van 4,5 m. Het totale bruikbare vloeroppervlak werd vastgesteld op 864 m². Eén ingang en één uitgang werden geplaatst aan tegenoverliggende korte zijden van de hal. De breedtes van zowel de ingang als de uitgang werden ingesteld op 3,0 m en bleven constant voor alle lay-outcondities.

De expositiehal was verdeeld in zes thematische expositiezones, twee overgangscorridors, één rustgebied en één hoofdroute voor bezoekers. De toegestane oppervlakte voor elke thematische zone werd vastgesteld op 80–130 m², en de toewijzing voor het rustgebied werd vastgesteld op 40 m². De toegestane breedte van het hoofdpad werd vastgesteld op 1,8–3,5 m. In elk ontwerp werden acht tot twaalf interactieknooppunten geplaatst. Elk interactieknooppunt werd gedefinieerd als een punt waar deelnemers konden stoppen, digitale inhoud konden activeren, een expositiestuk konden bekijken of van richting konden veranderen.

Het grondplan werd gediscretiseerd in rastercellen van 0,5 m x 0,5 m. Het raster werd gebruikt voor zichtbaarheidsanalyse, controle van routecontinuïteit, berekening van de heatmap-dekking en lokale dichtheidsschatting. Elke thematische zone werd gerepresenteerd door de middelcoördinaat, de begrenzingspolygoon, het oppervlak en de positie in de routevolgorde. Elke interactienode werd gerepresenteerd door de coördinaat, de bijbehorende zone, de triggerstraal en het vrijwaringsgebied.

De ruimtelijke configuratie werd behandeld als de belangrijkste ontwerpvariabele, omdat de indeling van de tentoonstelling, de zichtbaarheid en de routestructuur van invloed zijn op de beweging van bezoekers, het oriëntatievermogen en de ruimtelijke cognitie¹⁸. De volledige workflow, van de constructie van het ruimtelijke model tot de optimalisatie van de indeling, de implementatie van de virtuele scène, het testen van participanten en de statistische analyse, wordt getoond in Figuur 1.

Lay-outparameters en haalbaarheidsbeperkingen
Dezelfde haalbaarheidsbeperkingen werden toegepast op alle lay-outcondities. Ten eerste moesten alle thematische zones binnen de grens van 36 m x 24 m blijven. Ten tweede mochten thematische zones elkaar niet overlappen. Ten derde moest de hoofdroute voor bezoekers zonder onderbreking de ingang, zes thematische zones, een rustgebied en de uitgang verbinden. Ten vierde mochten interactieknooppunten het hoofdpad niet blokkeren. Ten vijfde moest elk interactieknooppunt een vrije straal van ten minste 1,2 m behouden. Ten zesde mocht de voorspelde lokale dichtheid op de hoofdroute niet meer bedragen dan 1,50 personen/m². Ten zevende mocht de uiteindelijke route geen doodlopende wegen of niet-verbonden subpaden bevatten.

Dezelfde scaal van de scène, routeringsregels, omgevingsdoelen en interactie-instellingen werden gebruikt over de drie lay-outcondities. Voordat de optimalisatie-algoritmen werden uitgevoerd, werden de afmetingen van de hal, de parameters van de functionele zones, het bereik van de padbreedte, de instellingen van de interactieknooppunten, de haalbaarheidsdrempels, de virtual-reality-instellingen, de gewichten van de doelfunctie, de algoritmeparameters en de definitie van de uitkomsten vastgelegd. Deze parameters definieerden de reproduceerbare grenzen van het protocol en zijn samengevat in Tabel 1.

Ruimtelijke kostenfunctie
Elk kandidaat-ontwerp werd geëvalueerd met behulp van de gewogen ruimtelijke kostenfunctie:

waarbij F(x) de totale ruimtelijke kosten van indeling x is. C_distance(x) zijn de kosten voor de loopafstand, C_visibility(x) zijn de kosten voor de visuele toegankelijkheid, C_crowding(x) zijn de kosten voor overbevolking, C_comfort(x) is de straf voor het omgevingscomfort, en C_interaction(x) is de straf voor de interactiebalans. Een lagere F(x) duidt op een gunstigere indeling.

De kosten voor de loopafstand werden als volgt berekend:

waarbij L_x de totale routelengte van layout x in meters is. Er is gebruikgemaakt van een referentiemaximum voor de routelengte van 120 m.

De kosten voor visuele toegankelijkheid werden als volgt berekend:

waarbij V_x de frontage van de thematische zone is die zichtbaar is vanaf de hoofdroute, en V_total de totale frontagelengte is van alle thematische zones. Zichtlijnen werden uitgezonden om de 0.5 m langs de bezoekersroute. Tentoonstellingsschotten, muren en zonegrenzen werden behandeld als occluderende objecten.

De crowding-kost werd als volgt berekend:

C_crowding(x) = min(D_max / 1.50, 1)

waarbij D_max de maximaal voorspelde lokale dichtheid is in personen/m². Voor de hoofdroute werd een bovenste dichtheidsdrempel van 1,50 personen/m² gebruikt.

De boete voor omgevingscomfort werd als volgt berekend:

De verlichtingsboete werd vastgesteld als:

De geluidsdrukboete werd als volgt vastgesteld:

De koolstofdioxidesanctie werd als volgt vastgesteld:

De temperatuurbestraffing werd ingesteld als:

De interactie-balansstraf werd als volgt berekend:

waarbij s_k de routeafstand tussen twee aangrenzende interactieknooppunten is. Een lagere waarde duidt op een gelijkmatigere verdeling van interactiemogelijkheden langs de route van de bezoeker.

Omgevingscomfort is inbegrepen omdat verlichting, geluid, luchtkwaliteit en temperatuur invloed hebben op vermoeidheid, comfort en de bereidheid om in tentoonstellingsomgevingen te blijven¹⁹. De omgevingsbereiken zijn doelwaarden voor de protocolcontrole en geen universele wettelijke limieten. De verlichtingsband van 300–50 lx is in overeenstemming met de huidige Chinese richtlijnen voor gebouw- en museumverlichting; de kooldioxidedoelwaarde van <90 ppm is bewust conservatiever dan de dagelijkse gemiddelde limiet van 1.0 ppm in GB/T 183-202^20,21; de temperatuurband van 2–25 °C valt binnen de algemeen aanvaarde thermische comfortvoorwaarden voor licht actieve aanwezigen²; en 45–60 dB(A) wordt gebruikt als een gecontroleerde band voor omgevingsgeluid in plaats van als een wettelijke limiet voor binnengeluid^23,24.

De gewichten van de doelfunctie werden gekozen als expliciete, scenario-specifieke ontwerpprioriteiten in plaats van als universele coëfficiënten of voorkeursschattingen afgeleid van resultaten van deelnemers. Voor de loopafstand en de drukte werd elk een gewicht van 0.25 toegekend, omdat route-efficiëntie en congestiebeheersing werden beschouwd als de twee belangrijkste operationele beperkingen; visuele toegankelijkheid kreeg 0.20 omdat zichtbaarheid de oriëntatie en de blootstelling aan expositen beïnvloedt; omgevingscomfort en interactie kregen elk 0.15, zodat deze factoren de zoektocht beïnvloeden zonder de circulatiegerelateerde termen te domineren. Omdat expositieprioriteiten per context kunnen verschillen, test het protocol de lokale robuustheid van de gewichten door elk gewicht individueel met ±10% te variëren en de overige gewichten proportioneel te renormaliseren, zodat het totaal 1.00 blijft. De resulterende coëfficiënten moeten daarom worden geïnterpreteerd als protocol-specifieke ontwerpinstellingen die kunnen worden hergekalibreerd voor artistieke, historische, wetenschappelijke of commerciële tentoonstellingen.

Handmatige lay-outgeneratie
De handmatige lay-out werd gecreëerd als de basisconditie. De zes thematische zones werden gerangschikt in een conventionele narratieve volgorde van ingang naar uitgang. De rustzone werd geplaatst nabij het middengedeelte van de route. De initiële breedte van het hoofdpad werd ingesteld op 2.2 m. Interactieknooppunten werden geplaatst nabij de ingang van elke thematische zone en bij belangrijke draaipunten in de route. De handmatige lay-out werd gecontroleerd aan de hand van alle haalbaarheidsbeperkingen. Zonegrenzen werden alleen aangepast wanneer een beperking werd geschonden. Nadat de lay-out haalbaar was geworden, werden de totale routelengte, de ratio van het zichtbare front, de maximale lokale dichtheid, de straf voor omgevingscomfort, de interactie-spatiërings係数 en de totale ruimtelijke kosten geregistreerd.

Standaard simulated annealing
De haalbare handmatige lay-out werd gebruikt als begintoestand. De begintemperatuur werd ingesteld op 10, de koelingscoëfficiënt op 0,95, het maximaal aantal iteraties op 1.50 en de stagnatiedrempel op 200 iteraties. Het algoritme werd uitgevoerd met 30 onafhankelijke random seeds. Deze waarden waren operationele protocolinstellingen die werden gebruikt om een gelijkwaardig computationeel budget te definiëren; ze werden niet gepresenteerd als uit de literatuur afgeleide universele constanten of op resultaten afgestemde optima. T₀ = 10 maakte een brede vroege exploratie mogelijk, α = 0,95 zorgde voor geleidelijke koeling, 1.500 iteraties gaven elke run hetzelfde maximale zoekbudget, en de stagnatiedrempel van 20 iteraties voorkomde voortgezette uitvoering wanneer er geen verbetering meer optrad. Dezelfde temperatuur- en maximum-iteratie-instellingen werden gebruikt voor de adaptieve methode, zodat verschillen konden worden toegeschreven aan de planning van voorstellen en het opnieuw verhitten in plaats van aan een groter nominaal zoekbudget.

Bij elke iteratie werd één naburige indeling gegenereerd door één verplaatsing toe te passen: het verschuiven van één thematische zone met 0.5–2.0 m, het omwisselen van de volgordeposities van twee thematische zones, het aanpassen van één padsegment met 0.1–0.3 m, of het verschuiven van één interactieknoop met 0.5–1.5 m. Een voorgestelde indeling werd onmiddellijk verworpen als deze een van de haalbaarheidsbeperkingen schond.

Indien de voorgestelde lay-out haalbaar was en een lagere ruimtelijke kost had, werd deze geaccepteerd. Indien deze een hogere ruimtelijke kost had, werd deze geaccepteerd volgens de kansvergelijking:

waarbij ΔF de toename in ruimtelijke kosten is en T de huidige temperatuur. De temperatuur na elke iteratie werd bijgewerkt met behulp van:

T_nieuw = 0,95T_oud

Elke run werd gestopt wanneer het maximale aantal iteraties was bereikt of wanneer de beste ruimtelijke kostprijs gedurende 20 opeenvolgende iteraties niet verbeterde. Simulated annealing werd als geschikt beschouwd voor deze taak, omdat de optimalisatie van de tentoonstellingsindeling een combinatorisch ruimtelijk probleem is dat niet efficiënt kan worden opgelost door middel van een uitputtende zoektocht.

Standaard simulated annealing werd gebruikt als de primaire numerieke algoritmische benchmark, omdat het dezelfde lay-outcodering, haalbaarheidsregels, doelfunctie, initialisatie, temperatuurschema en computationele budget had als de adaptieve conditie. Standaard simulated annealing was de enige numerieke metaheuristische comparator in deze studie en fungeerde daarom als een matched ablation-achtige baseline voor de toegevoegde voorstelsplanning en herverhitting op workflowniveau. Genetische algoritmen, particle swarm optimization, ant colony optimization en op leren gebaseerde optimizers maakten geen deel uit van het experiment; overeenkomstig waren prestatieclaims beperkt tot de matched standaard-SA baseline. Voor elke run werden de random seed, de initiële ruimtelijke kosten, de uiteindelijke ruimtelijke kosten, het verbeteringspercentage, het aantal iteraties tot de beste oplossing, de looptijd, de acceptatiegraad en de haalbaarheidsstatus opgeslagen. Het verbeteringspercentage werd berekend met de volgende vergelijking:

Adaptieve gesimuleerde annealing met herverhitting
Dezelfde initiële lay-out, haalbaarheidsbeperkingen, begintemperatuur, koefficiënt voor afkoeling, maximaal aantal iteraties en 30 willekeurige seeds als bij de standaard conditie voor gesimuleerde annealing werden gebruikt. Het adaptieve algoritme verschilde uitsluitend in de fase-afhankelijke waarschijnlijkheden van de verplaatsingsklassen en de regel voor herverhitting, terwijl de standaard Metropolis-acceptatieregel voor haalbare kandidaat-lay-outs werd behouden. Er werden vier klassen voor voorgestelde verplaatsingen gedefinieerd: lokale verplaatsing (L), ruil van zonevolgorde (S), aanpassing van padbreedte (W) en herplaatsing van interactieknooppunten (N). Tijdens de eerste 40% van de iteraties werden de waarschijnlijkheden voor de verplaatsingsklassen vastgesteld op pL = 0,20, pS = 0,35, pW = 0,30 en pN = 0,15. Tijdens de laatste 60% werden deze vastgesteld op pL = 0,35, pS = 0,15, pW = 0,20 en pN = 0,30. Deze wijziging in de frequentie van de verplaatsingsklassen verschoof de zoektocht van een bredere exploratie van sequenties/paden naar lokale ruimtelijke verfijning en aanpassing van interactieknooppunten.

Bij iteratie t werd de volledige voorsteldichtheid uitgedrukt als q(x′|x,t) = pm(t)qm(x′|x), waarbij m ∈ {L,S,W,N} de geselecteerde verplaatsingsklasse vertegenwoordigde en pm(t) de fase-specifieke waarschijnlijkheid hiervan vertegenwoordigde. Voor lokale verplaatsing werd één van de zes thematische zones uniform geselecteerd, werd een verplaatsingsrichting uniform getrokken op [0,2π), en werd een verplaatsingsmagnitude uniform getrokken op [0.5,2.0] m; derhalve was qL proportioneel aan (1/6)(1/2π)(1/1.5). Voor een zone-volgordewissel werd één van de 15 ongeordende zoneparen uniform geselecteerd, wat resulteerde in qS = 1/15. Voor de aanpassing van de padbreedte werd één van de J aanpasbare padsegmenten uniform geselecteerd, en werd een getekende wijziging uniform getrokken uit [−0.3,−0.1] ∪ [0.1,0.3] m, wat resulteerde in qW = (1/J)(1/0.4). Voor de herpositionering van interactieknooppunten werd één van de K huidige interactieknooppunten uniform geselecteerd, werd een richting uniform getrokken op [0,2π), en werd een verplaatsingsmagnitude uniform getrokken op [0.5,1.5] m, wat resulteerde in qN proportioneel aan (1/K)(1/2π)(1/1.0). Voorstellen die de beperkingen schonden werden verworpen en droegen bij aan een zelfovergang.

Voor elke omkeerbare haalbare stap in deze implementatie was de conditionele voorstelkern symmetrisch: q_m(x′|x) = q_m(x|x′). Omdat dezelfde fase-specifieke stapklasse-waarschijnlijkheid p_m(t) werd toegepast op de voorwaartse en omgekeerde transitie bij een gegeven iteratie, geldt q(x|x′,t)/q(x′|x,t) = 1. De acceptatiekans wordt daarom gereduceerd tot de standaard Metropolis-regel voor simulated annealing, A(x→x′) = min{1, exp[−(C(x′)−C(x))/T]}. Er is geen niet-triviale Hastings-correctie toegepast; de methode wordt daarom adaptieve simulated annealing met reheating genoemd in plaats van een Metropolis-Hastings-sampler²⁵.

Opnieuw verhitten werd toegepast wanneer de beste ruimtelijke kosten gedurende 150 opeenvolgende iteraties niet verbeterden, waardoor er bewust werd ingegrepen vóór de stop bij stagnatie na 200 iteraties die wordt gebruikt bij standaard simulated annealing. De huidige temperatuur werd met 10% verhoogd, waarbij maximaal 3 opwarmingsgebeurtenissen per run waren toegestaan. Dezelfde variabelen voor algoritme-prestaties als in de standaard simulated annealing-conditie werden opgeslagen. Het experiment evalueerde de gecombineerde configuratie van het fase-afhankelijke voorstelschema plus het opnieuw verhitten en schatte daarom niet de onafhankelijke causale bijdrage van elk component. Stapsgewijze pseudocode voor de exacte reeks van voorstel, haalbaarheid, Metropolis-acceptatie, temperatuuroverdracht, opnieuw verhitten en opslag van output werd verstrekt in Aanvullend Bestand 3.

T_{opnieuwverwarmd} = 1.10T_huidig

Definitieve lay-outs
Voor elke conditie werd één definitieve lay-out geselecteerd. Voor de handmatige conditie werd de haalbare handmatige lay-out gebruikt. Onder de standaardcondities voor simulated annealing werd de run met de laagste uiteindelijke ruimtelijke kosten van de 30 runs geselecteerd. Voor de conditie van adaptieve simulated annealing met reheating werd de haalbare run met de laagste uiteindelijke ruimtelijke kosten van de 30 runs geselecteerd. Voordat de geselecteerde lay-outs werden geëxporteerd, bevestigde een definitieve haalbaarheidscontrole dat alle zones zich binnen de grens bevonden, zones elkaar niet overlapten, de route continu was, de ingang en uitgang ongewijzigd waren, de vrije ruimte rond de interactienodes minimaal 1.2 m was, de maximale dichtheid onder de 1.50 personen/m² bleef en alle thematische zones bereikbaar waren vanaf de hoofdroute.

Virtuele expositiescènes
Drie virtuele expositiescènes werden gebouwd in Unity 2022.3.2f1 LTS (Unity Technologies) met gebruik van XR Interaction Toolkit 2.5.4. De scènes werden gepresenteerd via een Meta Quest 2 head-mounted display (Meta Platforms) met tracking van het hoofd en de controllers met zes vrijheidsgraden. De expositie-inhoud, visuele stijl, objectmodellen, stijl van de bewegwijzering, verlichtingsassets, omgevingsgeluid, interactiemechanisme en navigatie-instructies bleven in de drie scènes identiek. Alleen de ruimtelijke indeling, de volgorde van de route, de breedte van het pad en de plaatsing van de interactieknooppunten varieerden.

De hoogte van de virtuele camera werd ingesteld op 1,65 m en de loopsnelheid werd ingesteld op 1,2 m/s. Teleportatie was uitgeschakeld. Er werd gebruikgemaakt van dezelfde starttrigger bij de ingang en dezelfde voltooiingstrigger bij de uitgang. De straal van de interactie-node trigger werd ingesteld op 1,0 m. Er werd geregistreerd of elke interactie-node was bezocht.

Dezelfde zes thematische inhoudsdelen werden in alle scènes gebruikt. Elk thema werd toegewezen aan de corresponderende zone, ongeacht de lay-outcondities. De muurhoogte, partitiestijl, grootte van het mediadisplay, tekstdichtheid en schaal van het tentoonstellingsobject werden constant gehouden. Virtual-reality-omgevingen werden als geschikt beschouwd voor dit protocol omdat ze de bestudering van ruimtelijke aanwezigheid, routehelderheid en bezoekerservaring onder gecontroleerde lay-outcondities mogelijk maakten²⁶.

De hardware, software, instrumenten voor omgevingsmonitoring, vragenlijst-/codeboekbestanden en analyseresources die nodig zijn om het protocol te reproduceren, zijn opgenomen in de Tabel met Materialen en georganiseerd als Aanvullende Bestanden 1–3. Onderzoeksresources met geregistreerde Research Resource Identifiers (RRIDs) zijn in de Tabel met Materialen vermeld op basis van hun RRID.

Sessie van de deelnemer
Er werd telkens één deelnemer tegelijk getest. De deelnemer zat 2 min voor aanvang van de sessie. Het head-mounted display werd geplaatst en de interpupillaire afstand werd aangepast aan het comfort van de deelnemer. Er werd een oefenscène van 2 min aangeboden die geen deel uitmaakte van de tentoonstelling. De oefenscène werd uitsluitend gebruikt om de deelnemer te laten wennen aan de beweging en interactie.

Omdat de deelnemers één voor één werden getest, werd drukte in het protocol weergegeven door modelgebaseerde dichtheidsschattingen in plaats van door spontane, gelijktijdige groepsbewegingen. De aanwezigheid van meerdere gebruikers, interpersoonlijke vermijding en dynamische crowd-interacties werden daarom niet direct gesimuleerd en werden meegewogen bij de interpretatie van de crowd-gerelateerde resultaten.

Na de oefening werd gestart met de toegewezen expositiescène. De deelnemer kreeg de instructie om de expositie te betreden, de route op natuurlijke wijze te volgen, te interageren met de gemarkeerde knooppunten en de ruimte te verlaten na het voltooien van alle zes de thematische zones. Aanvullende routebegeleiding werd alleen geboden als de deelnemer gedurende meer dan 30 s niet verder kon gaan. De voltooiingstijd, verblijftijd, loopafstand, het aantal momenten van aarzeling, de bezoeken aan interactieknooppunten en de trajectcoördinaten werden automatisch geregistreerd.

De sessie eindigde wanneer de deelnemer de exit-trigger bereikte. Het head-mounted display werd verwijderd en de deelnemer kreeg 3 min rust. De deelnemer vulde direct na de rustperiode de vragenlijst na de ervaring in.

Gedragsmatige, omgevings- en vragenlijstuitkomsten
De voltooiingstijd werd gedefinieerd als de tijd tussen de activering van de ingangstrigger en de activering van de uitgangstrigger. De verblijftijd werd gedefinieerd als de totale tijd die werd doorgebracht in thematische zones en interactieknooppuntgebieden. De loopafstand werd gedefinieerd als de cumulatieve padlengte op basis van trajectcoördinaten. Het aantal aarzelingen werd gedefinieerd als het aantal pauzes langer dan 3 s buiten de interactieknooppuntgebieden. De heatmap-dekking werd berekend met behulp van:

De gemiddelde verlichtingssterkte werd geregistreerd met een Testo 540 luxmeter (Testo SE & Co. KGaA), het geluidsdrukniveau met een Testo 816-1 Klasse 2 geluidsmetermeter (Testo SE & Co. KGaA), de koolstofdioxideconcentratie met een Testo 535 CO₂-meetinstrument (Testo SE & Co. KGaA) en de omgevingstemperatuur met een Testo 605i thermohygrometer (Testo SE & Co. KGaA). Dezelfde monitoringsposities werden gebruikt voor de drie scènecondities. De verlichtingssterkte werd geregistreerd in lx, het geluidsdrukniveau in dB(A), koolstofdioxide in ppm en de temperatuur in °C.

De domeinen aanwezigheid (presence) en ruimtelijke aanwezigheid (spatial-presence) werden gemeten met behulp van de 7-punts scorestructuur zoals gespecificeerd in het studieprotocol. Deze constructen werden geïnterpreteerd met referentie naar het gevalideerde Presence Questionnaire (PQ) framework van Witmer en Singer en het Igroup Presence Questionnaire (IPQ) framework van Schubert et al.²⁷. De studievariabelen werden gerapporteerd als scores op domeinniveau op een 7-punts schaal, in plaats van als standaard PQ- of IPQ-totaalscores. Voor simulatorsickness werd het symptoomframework van de Simulator Sickness Questionnaire gebruikt, samen met de vooraf gespecificeerde 0–30 samenvattende studievariabele; hogere waarden duidden op meer ongemak. Deze 0–30 samenvatting werd apart gerapporteerd van de standaard gewogen SSQ Total Severity-score, in overeenstemming met het onderscheid tussen conventies voor het meten van simulatorsickness en het rapporteren van cybersickness²⁸. Interactiekwaliteit, duidelijkheid van navigatie (wayfinding), visueel comfort, akoestisch comfort, thermisch comfort, waargenomen drukte, cognitieve belasting en algehele tevredenheid werden gemeten met behulp van studiespecifieke, multi-item, 7-punts beoordelingsschalen. Aanvullend Bestand 2 documenteerde de bron van het construct, het scorebereik en de rapporteringsconventie voor elk domein.

Studieresultaten
Het primaire algoritmische resultaat werd gedefinieerd als de uiteindelijke ruimtelijke kostprijs. Het primaire resultaat met betrekking tot de bezoekerservaring werd gedefinieerd als de algehele tevredenheid. Secundaire algoritmische resultaten werden gedefinieerd als het verbeteringspercentage, het aantal iteraties tot de beste oplossing, de runtime en het acceptatiepercentage. Secundaire resultaten met betrekking tot de bezoekerservaring werden gedefinieerd als presence, ruimtelijke presence, interactiekwaliteit, duidelijkheid van de routevinders, visueel comfort, akoestisch comfort, thermisch comfort, waargenomen drukte, cognitieve belasting, simulatorsickness, voltooiingstijd, verblijftijd, loopafstand, aantal aarzelingen en heatmap-dekking. Voltooiingstijd en loopafstand werden gebruikt om de route-efficiëntie te evalueren. Het aantal aarzelingen en de duidelijkheid van de routevinders werden gebruikt om de navigatiekwaliteit te evalueren. Presence, ruimtelijke presence, interactiekwaliteit en verblijftijd werden gebruikt om de immersieve betrokkenheid te evalueren. Waargenomen drukte, cognitieve belasting, comfortbeoordelingen en simulatorsickness werden gebruikt om de ervaringsbelasting te evalueren.

Opschoning van gegevens en kwaliteitscontrole
Alle deelnemersgegevens werden gecontroleerd vóór de analyse. Er werd bevestigd dat elk record een unieke deelnemersidentificatie, een enkel conditielabel, volledige gedragslogs en vragenlijstscores had, en dat er geen dubbele identificaties aanwezig waren. Beoordelingen van aanwezigheid, ruimtelijke aanwezigheid en studie-specifieke ervaringen werden beperkt tot hun gedefinieerde bereiken van 1–7. De samenvattende variabele voor simulatorziekte werd beperkt tot het vooraf gespecificeerde bereik van 0–30. Het vragenlijst-/codeboekbestand werd gecontroleerd om te bevestigen dat de bron van het construct, het antwoordbereik, de domeinconstructie en de definities van de afgeleide scores die in de analyse werden gebruikt, waren gedocumenteerd.

Een deelnemersrecord werd uitgesloten als de sessie niet was voltooid, de voltooiingstijd minder dan 3 min of meer dan 25 min bedroeg, de heatmap-dekking minder dan 10% was, het trajectlogboek incompleet of technisch ongeldig was, de loopafstand minder dan 20 m was in combinatie met een incompleet/ongeldig trajectrecord, of als de deelnemer vroeg om vroegtijdige beëindiging. Er werd geen bovengrens voor de loopafstand gehanteerd; de loopafstand werd behouden als een continue uitkomstmaat van de studie over het volledige geldige waargenomen bereik. Een algoritme-run werd uitgesloten van de lay-outselectie als deze een haalbaarheidsbeperking schond. Random seeds, lay-outbestanden, algoritme-outputs, vragenlijst-/codeboekbestanden en analysescripts werden bewaard voor reproduceerbaarheid. Het bewaren van random seeds was noodzakelijk omdat de outputs van stochastische optimalisatie konden variëren afhankelijk van de initialisatie en het voorstelgedrag²⁹.

Algoritmeprestaties
De 30 standaard simulated annealing-runs en 30 adaptive simulated annealing-runs met reheating werden geanalyseerd. De initiële ruimtelijke kosten, finale ruimtelijke kosten, het verbeteringspercentage, het aantal iteraties tot de beste oplossing, de looptijd en de acceptatiegraad werden samengevat als gemiddelde ± standaarddeviatie (SD), en 95% betrouwbaarheidsintervallen werden gerapporteerd voor de groepsgemiddelden en de verschillen tussen de algoritmen.

De normaliteit werd beoordeeld met behulp van quantile-quantile (Q-Q) plots en de Shapiro-Wilk toets. Homogeniteit van variantie werd beoordeeld met de toets van Levene. De twee algoritmische condities werden vergeleken met onafhankelijke t-toetsen wanneer aan de aannames was voldaan. Mann-Whitney U-toetsen werden gebruikt wanneer niet aan de aannames werd voldaan. Tweezijdige p-waarden, 95% betrouwbaarheidsintervallen en effectgroottes werden gerapporteerd. De d van Cohen werd berekend met de formule

waarbij:

Voor niet-parametrische vergelijkingen werd de rank-biseriële correlatie gebruikt. De gevoeligheidsanalyse werd uitgevoerd door elk gewicht van de doelfunctie individueel met ±10% te wijzigen en de overige vier gewichten proportioneel te renormaliseren, zodat het totaal 1,00 bleef. De uiteindelijke ruimtelijke kosten en het verbeteringspercentage werden opnieuw berekend voor elke alternatieve gewichtsvector. De algoritmische vergelijking werd als stabiel beschouwd wanneer de adaptive simulated annealing met reheating-conditie een lagere uiteindelijke ruimtelijke kost behield over de alternatieve gewichtsinstellingen.

Analyse van deelnemeruitkomsten
De uitkomsten van de deelnemers over de drie layoutcondities werden geanalyseerd met IBM SPSS Statistics 27.0 (IBM Corp.). Continue variabelen werden gerapporteerd als gemiddelde ± SD, en categorische variabelen werden gerapporteerd als aantallen en percentages. Normaliteit werd beoordeeld met Q-Q-plots en de Shapiro-Wilk-test. Homogeniteit van de variantie werd beoordeeld met de Levene-test. Eenwegvariantieanalyse (ANOVA) werd gebruikt voor normaal verdeelde uitkomsten met een acceptabele homogeniteit van de variantie. Welch's ANOVA werd gebruikt wanneer de aanname van homogeniteit van de variantie werd geschonden. Kruskal-Wallis-toetsen werden gebruikt voor niet-normaal verdeelde uitkomsten.

Er werden paarsgewijze vergelijkingen uitgevoerd tussen de handmatige lay-out, de standaard simulated annealing lay-out en de adaptieve simulated annealing lay-out met reheating. De drie paarsgewijze vergelijkingen binnen elk resultaat werden gecorrigeerd met de Holm-methode. De 95% betrouwbaarheidsintervallen werden samen met de gecorrigeerde p-waarden gerapporteerd. Eta-kwadraat werd gerapporteerd voor de standaard ANOVA, omega-kwadraat voor de ANOVA van Welch, epsilon-kwadraat voor de Kruskal-Wallis-toetsen en gestandaardiseerde gemiddelde verschillen voor paarsgewijze vergelijkingen. Als aanvullende robuustheidsanalyse werden paarsgewijze Welch-contrasten berekend op basis van het groepsgemiddelde, de SD en n = 60 per groep. De vrijheidsgraden van Welch, tweezijdige p-waarden, Holm-gecorrigeerde p-waarden, 95% BI's voor gemiddelde verschillen en Hedges g werden berekend. Deze aanvullende analyse maakte gebruik van statistieken op groepsniveau en werd gepresenteerd in Aanvullende Tabel 1.

De gerandomiseerde 1:1:1 vergelijking tussen drie groepen werd beschouwd als de primaire analyse. Leeftijdsgroep, geslacht, opleidingsniveau, eerdere ervaring met virtual reality en de frequentie van museum- of tentoonstellingsbezoek werden vóór de toewijzing geregistreerd om de steekproef te karakteriseren en eventuele duidelijke onbalans te identificeren. De studie was niet ontworpen of gepowered voor interactietests tussen subgroepen, en er was geen vooraf gespecificeerd moderatormodel opgenomen; deze kenmerken werden daarom behandeld als contextuele variabelen in plaats van aangetoonde moderatoren. Willekeurige toewijzing zorgde voor ontwerpgebaseerde controle over de baseline-kenmerken, terwijl de residuele invloed van eerdere VR-bekendheid expliciet als een beperking is behouden. Eta-kwadraat werd berekend met behulp van

Epsilon-kwadraat voor Kruskal-Wallis-toetsen werd als volgt berekend:

waarbij H de Kruskal-Wallis toetsstatistiek is, k het aantal groepen is en n de totale steekproefomvang is.

Algemene tevredenheid, aanwezigheid, duidelijkheid van de bewegwijzering, waargenomen drukte, cognitieve belasting, voltooiingstijd, loopafstand, het aantal aarzelingen en de heatmap-dekking kregen prioriteit bij de interpretatie, omdat deze variabelen een directe weerspiegeling waren van de ruimtelijke efficiëntie en de immersieve bezoekerservaring.

Resultaten

Deelnemersstroom en volledigheid van gegevens
In totaal voltooiden 180 deelnemers het experiment met de immersieve tentoonstelling en werden zij meegenomen in de uiteindelijke analyse. De drie lay-outcondities waren gebalanceerd, waarbij 60 deelnemers werden toegewezen aan de handmatige lay-out, 60 aan de standaard simulated annealing lay-out en 60 aan de adaptive simulated annealing met reheating lay-out. Geen enkel deelnemersrecord werd uitgesloten na de kwaliteitscontrole van de gegevens. Alle gedragslogs en scores van de vragenlijsten na de ervaring waren volledig. Omgevingsmetingen werden geregistreerd als experimentele controlechecks in plaats van als uitkomsten van de deelnemers; voor alle drie de scènecondities werden dezelfde monitoringsposities en vooraf vastgestelde doelbereiken gebruikt, en deze variabelen werden niet opgenomen in de inferentiële analyse tussen de condities.

De definitieve analyse omvatte 180 records van deelnemersessies en 60 algoritmische runs uit de twee optimalisatiecondities. De handmatige lay-out diende als de niet-geoptimaliseerde baseline. De condities voor standaard simulated annealing en adaptieve simulated annealing met reheating omvatten elk 30 onafhankelijke optimalisatieruns. De belangrijkste algoritmische, gedragsmatige en vragenlijstuitkomsten zijn samengevat in Tabel 2.

Betrouwbaarheid van de vragenlijst en scoreverdeling
Voordat de verschillende layoutcondities werden vergeleken, werd de interne consistentie van de domeinen van de multi-item vragenlijst onderzocht. De domeinen van de vragenlijst vertoonden een aanvaardbare tot goede betrouwbaarheid, met Cronbach's alpha-waarden variërend van 0,78 tot 0,91. Presence, ruimtelijke presence, interactiekwaliteit, duidelijkheid van wayfinding, comfort-gerelateerde beoordelingen, cognitieve belasting en algemene tevredenheid voldeden allemaal aan de vooraf gedefinieerde betrouwbaarheidsdrempel van 0,70.

De scoreverdelingen werden eveneens beoordeeld voorafgaand aan de groepsvergelijking. Er werd geen substantieel plafondeffect of bodemeffect waargenomen voor de primaire uitkomstmaat van de bezoekerservaring. Algemene tevredenheid, presence, duidelijkheid van de wegwijzerfunctie en cognitieve belasting vertoonden voldoende variabiliteit over de drie lay-outcondities. De scores voor simulatorsickness waren rechts-scheef, zoals verwacht bij virtuele-realiteitblootstelling van korte duur, en werden daarom geïnterpreteerd in combinatie met verdelingscontroles en nonparametrische sensitiviteitstesten.

Prestaties van het algoritme
Het adaptieve simulated annealing-algoritme met reheating produceerde een lagere uiteindelijke ruimtelijke kostprijs dan standaard simulated annealing. De gemiddelde uiteindelijke ruimtelijke kostprijs was 0,475 ± 0,019 (95% BI, 0,468–0,482) voor standaard simulated annealing en 0,424 ± 0,016 (95% BI, 0,418–0,430) voor Adaptive SA-R. Het gemiddelde verschil tussen de algoritmen (Adaptive − Standard) was −0,051 (95% BI, −0,060 tot −0,042), met Welch t = 1,25, p < 0,01, en Cohen's d = 2,90.

Het verbeteringspercentage was hoger in de conditie met het adaptieve algoritme: 24,91% ± 3,2% voor standaard simulated annealing en 32,54% ± 3,29% voor Adaptive SA-R, een gemiddeld verschil van +7,63 procentpunt (95% BI, 5,95–9,31; Welch t = 9,07; p < 0,001; d = 2,34). Adaptive SA-R bereikte de beste oplossing in 722,20 ± 90,19 iteraties tegenover 925,47 ± 86,38 voor standaard simulated annealing, een verschil van −203,27 iteraties (95% BI, −248,91 tot −157,63; Welch t = 8,92; p < 0,01; d = 2,30).

De rekentijd was bescheiden langer voor Adaptive SA-R. De gemiddelde rekentijd steeg van 47.83 ± 9.42 s naar 5.86 ± 9.49 s, een gemiddelde toename van 8.03 s (95% CI, 3.14–12.92; Welch t = 3.29; p = 0.02; d = 0.85), wat overeenkomt met een relatieve toename van 16.8%. De acceptatiegraad steeg van 0.294 ± 0.045 naar 0.372 ± 0.054, een gemiddeld verschil van +0.078 (95% CI, 0.052–0.104; Welch t = 6.08; p < 0.001; d = 1.57). In ruil hiervoor was de gemiddelde uiteindelijke ruimtelijke kost 10.7% lager, en het aantal iteraties tot de beste oplossing was 2.0% lager. Dit wordt geïnterpreteerd als een bescheiden computationele kost binnen de geteste probleemomvang, in plaats van als bewijs voor universele computationele superioriteit.

De convergentiecurven toonden aan dat het algoritme voor adaptieve gesimuleerde uitgloeidiepte met herverhitting de ruimtelijke kosten sneller reduceerde tijdens de vroege zoekfase en een lager kostentraject behield tijdens latere iteraties. Over onafhankelijke runs vertoonde het adaptieve algoritme numeriek een lagere variabiliteit in de uiteindelijke ruimtelijke kosten; dit beschrijvende verschil is niet onderworpen aan een aparte formele variantietest. De resultaten van de algoritmeprestaties, inclusief de uiteindelijke ruimtelijke kosten, het verbeteringspercentage, het aantal iteraties tot de beste oplossing, de looptijd, de acceptatiegraad en representatieve convergentiecurven, worden weergegeven in Figuur 2.

Resultaten van de bezoekerservaring
De algehele tevredenheid verschilde tussen de drie lay-outcondities. Deelnemers in de handmatige lay-outconditie rapporteerden een gemiddelde van 3,59 ± 0,45 (95% BI, 3,47–3,71), de standaard simulated annealing lay-out een gemiddelde van 3,96 ± 0,4 (95% BI, 3,85–4,07), en de adaptive simulated annealing met reheating lay-out een gemiddelde van 4,37 ± 0,31 (95% BI, 4,29–4,45). Het effect tussen de condities was groot. Algehele tevredenheid was geen onderdeel van de ruimtelijke kostenfunctie en wordt daarom niet direct geoptimaliseerd door het algoritme.

Presentie en ruimtelijke presentie volgden hetzelfde patroon. De presentie steeg van 3.7 ± 0.56 in de handmatige lay-outconditie naar 3.9 ± 0.5 in de standaard simulated annealing-conditie en naar 4.28 ± 0.42 in de adaptieve simulated annealing met reheating-conditie. De ruimtelijke presentie steeg van 3.75 ± 0.64 naar 3.96 ± 0.63 en 4.27 ± 0.47 over dezelfde drie condities.

De interactiekwaliteit en de helderheid van de wegwijzer zijn eveneens verbeterd bij de geoptimaliseerde lay-outs. De interactiekwaliteit steeg van 3,74 ± 0,56 bij de handmatige lay-outconditie naar 4,0 ± 0,57 bij de standaard simulated annealing-conditie en naar 4,24 ± 0,57 bij de adaptieve simulated annealing met reheating-conditie. De helderheid van de wegwijzer nam respectievelijk toe van 3,61 ± 0,58 naar 3,90 ± 0,57 en 4,17 ± 0,48.

De geoptimaliseerde lay-outs verminderden de indicatoren voor negatieve ervaringen. De waargenomen drukte nam af van 3,01 ± 0,49 in de conditie met handmatige lay-out naar 2,75 ± 0,5 in de conditie met standaard simulated annealing en naar 2,56 ± 0,45 in de conditie met adaptieve simulated annealing met reheating. De cognitieve belasting nam af van 3,21 ± 0,48 naar 2,87 ± 0,52 en 2,73 ± 0,44. Simulator sickness was het laagst in de conditie met de adaptieve lay-out, waarbij deze afnam van 2,52 ± 0,55 in de conditie met handmatige lay-out naar 2,44 ± 0,58 in de conditie met standaard simulated annealing en naar 2,12 ± 0,56 in de conditie met adaptieve simulated annealing met reheating.

Beoordelingen met betrekking tot het comfort vertoonden consistente, maar meer gematigde verbeteringen. Het visuele comfort steeg van 3,67 ± 0,4 in de conditie met handmatige indeling naar 3,87 ± 0,44 in de conditie met standaard simulated annealing en 4,07 ± 0,45 in de conditie met adaptieve simulated annealing met reheating. Het akoestisch comfort steeg van 3,64 ± 0,52 naar 3,75 ± 0,42 en 3,97 ± 0,4. Het thermisch comfort steeg van 3,69 ± 0,46 naar 3,79 ± 0,32 en 3,94 ± 0,4. De belangrijkste resultaten met betrekking tot de bezoekerservaring en het gedrag worden weergegeven in Figuur 3.

Gedragsresultaten
De gegevens van het gedragstraject ondersteunden de bevindingen uit de vragenlijst. De voltooiingstijd nam af over de drie lay-outcondities. Deelnemers in de conditie met handmatige lay-out hadden 19,1 ± 2,63 min nodig om de tentoonstelling te voltooien, vergeleken met 17,42 ± 2,7 min in de standaard simulated annealing-conditie en 14,93 ± 2,32 min in de conditie met adaptive simulated annealing met reheating.

De loopafstand vertoonde een vergelijkbare afname. De gemiddelde loopafstand was 234,8 ± 24,34 m in de conditie met handmatige indeling, 217,95 ± 24,3 m in de conditie met standaard simulated annealing, en 201,86 ± 23,47 m in de conditie met adaptieve simulated annealing met reheating. Ook het aantal aarzelingen nam af, van 7,10 ± 1,80 in de conditie met handmatige indeling naar 5,51 ± 1,79 in de conditie met standaard simulated annealing en 4,07 ± 1,9 in de conditie met adaptieve simulated annealing met reheating.

De verblijftijd en de heatmap-dekking namen toe bij de geoptimaliseerde layouts. De verblijftijd steeg van 1.17 ± 2.03 min in de conditie met handmatige layout naar 12.24 ± 2.04 min in de standaard simulated annealing-conditie en naar 13.39 ± 2.28 min in de adaptive simulated annealing-conditie met reheating. De heatmap-dekking nam respectievelijk toe van 6.18% ± 9.40% naar 74.14% ± 7.93% en 84.40% ± 9.47%.

Deze bevindingen wijzen erop dat de adaptieve lay-out de route niet simpelweg heeft verkort. Het verminderde inefficiënte bewegingen en aarzelingen, terwijl de verblijftijd en de ruimtelijke dekking toenamen.

Ruimtelijke indeling en trajectverdeling
De geoptimaliseerde indelingen vertoonden zichtbare verschillen in routeorganisatie en ruimtelijke dekking. Vergeleken met de handmatige indeling verminderde de standaard simulated annealing-indeling onnodige bochten in de route en verbeterde het de continuïteit tussen de thematische zones. De adaptieve simulated annealing-indeling met reheating zorgde bovendien voor een meer gebalanceerde verdeling van de expositiezones en interactieknooppunten, met minder lokale congestiepunten langs de hoofdroute.

De traject-heatmaps toonden aan dat deelnemers in de conditie met de adaptieve indeling een groter deel van de expositiehal bestreken, terwijl ze kortere loopafstanden en minder momenten van aarzeling vertoonden. In de conditie met de handmatige indeling waren de trajecten sterker geconcentreerd rond enkele draaipunten en overgangsgebieden. Onder standaard simulated annealing-condities werd de trajectverdeling meer continu, maar vertoonde deze nog steeds verschillende lokale regio's met herhaalde bewegingen. Onder adaptieve simulated annealing met reheating was het trajectpatroon breder en gelijkmatiger verdeeld over de expositieruimte. De ruimtelijke indelingen en de heatmaps van de bezoekerstrajecten worden getoond in Figuur 4.

Statistische vergelijking van de resultaten van de deelnemers
Groepsvergelijkingen toonden duidelijke verschillen tussen de condities aan voor de primaire en de belangrijkste secundaire resultaten. De algehele tevredenheid verschilde significant tussen de condities, waarbij de hoogste score werd waargenomen in de conditie met adaptieve gesimuleerde annealing met reheating. Ook de heatmap-dekking, voltooiingstijd, het aantal aarzelingen, de loopafstand, de duidelijkheid van de routevinding en de presence vertoonden sterke effecten tussen de condities.

De grootste effecten werden waargenomen voor de heatmap-dekking, de algemene tevredenheid, het aantal aarzelingen en de voltooiingstijd. De heatmap-dekking vertoonde een groot effect tussen de condities, met η² = 0.413. De algemene tevredenheid vertoonde eveneens een groot effect, met η² = 0.386. Het aantal aarzelingen en de voltooiingstijd vertoonden grote effecten, met respectievelijk η² = 0.31 en η² = 0.31. De loopafstand vertoonde een matig tot groot effect, met η² = 0.242.

Paarsgewijze sensitiviteitsanalyses ondersteunden de belangrijkste vergelijkingen tussen de drie groepen. Ten opzichte van standaard simulated annealing verhoogde Adaptive SA-R de algehele tevredenheid met 0,41 punten (95% BI, 0,272–0,548; Holm-gecorrigeerde p < 0,01; Hedges g = 1,07), de aanwezigheid met 0,29 (95% BI, 0,13–0,467; gecorrigeerde p = 0,003; g = 0,59) en de duidelijkheid van de wegwijzing met 0,27 (95% BI, 0,079–0,461; gecorrigeerde p = 0,012; g = 0,51). Het verminderde de voltooiingstijd met 2,49 min (95% BI, −3,414 tot −1,56; gecorrigeerde p < 0,01; g = −0,97), de loopafstand met 16,09 m (95% BI, −24,73 tot −7,448; gecorrigeerde p < 0,01; g = −0,67) en het aantal aarzelingen met 1,4 (95% BI, −2,124 tot −0,756; gecorrigeerde p < 0,001; g = −0,76), terwijl de heatmap-dekking toenam met 10,26 procentpunten (95% BI, 7,101–13,419; gecorrigeerde p < 0,01; g = 1,17). De waargenomen drukte was 0,19 punten lager (95% BI, −0,372 tot −0,08; gecorrigeerde p = 0,041; g = −0,38) en de samenvatting van de simulator-sickness studie over 0–30 was 0,32 punten lager (95% BI, −0,526 tot −0,14; gecorrigeerde p = 0,05; g = −0,56). De volledige resultaten van de drie contrasten voor alle uitkomsten van de deelnemers zijn gerapporteerd in Aanvullende Tabel 1.

Aannames over de verdeling en variantie werden geëvalueerd met Q-Q plots, Shapiro-Wilk tests en Levene tests voordat de vooraf gespecificeerde parametrische of robuuste alternatieven werden gekozen. Voor uitkomsten die duidelijk niet normaal verdeeld waren, werd nonparametrische sensitiviteitstoetsing toegepast. Paarsgewijze vergelijkingen werden gecorrigeerd met de Holm-methode, en 95% betrouwbaarheidsintervallen worden gerapporteerd voor de gemiddelden van de hoofdgroepen, algoritmische verschillen tussen groepen, foutbalken in figuren en de paarsgewijze contrasten in de aanvullende samenvattende statistieken. Er worden geen subgroep- of modereffecten afgeleid uit de contextuele covariabelen, aangezien deze analyses niet vooraf waren gespecificeerd of voldoende statistische power hadden.

Verschillende uitkomsten op deelnemerniveau bieden convergente validatie die verder gaat dan de variabelen die direct worden geminimaliseerd door de ruimtelijke kostenfunctie. Algemene tevredenheid, presence, cognitieve belasting, simulatorziekte, verblijftijd en heatmap-dekking zijn geen expliciete termen in de doelfunctie. De verschillen tussen de lay-outs voor deze variabelen breiden de evaluatie daarom uit voorbij een eenvoudige herformulering van routeafstand of opstoppingsboetes, hoewel ze zijn gemeten binnen hetzelfde gecontroleerde virtual-reality-experiment en niet moeten worden geïnterpreteerd als volledig onafhankelijke validatie in de echte wereld.

Gevoeligheidsanalyse
Bij de gevoeligheidsanalyse werd elk gewicht van de doelfunctie individueel met ±10% gevarieerd, waarna de overige gewichten proportioneel werden genormaliseerd om een totaal gewicht van 1,0 te behouden. Over de alternatieve gewichtsinstellingen heen behield de adaptive simulated annealing met reheating-conditie de laagste gemiddelde uiteindelijke ruimtelijke kost. De richting van de vergelijking bleef ongewijzigd voor de uiteindelijke ruimtelijke kost, het verbeteringspercentage en het aantal iteraties tot de beste oplossing. Deze resultaten ondersteunen de lokale robuustheid voor matige gewichtsperturbaties, maar stellen niet vast dat dezelfde gewichtsvector geschikt is voor andere typen tentoonstellingen.

De stabiliteitsanalyse geeft aan dat het adaptieve algoritme niet uitsluitend afhankelijk was van één nominale gewichtsconfiguratie. Het patroon van de bezoekerservaring was ook consistent met de algoritmische resultaten: de indeling met de laagste ruimtelijke kosten vertoonde de hoogste tevredenheid, een sterkere aanwezigheid, duidelijkere wegwijzering en een bredere heatmap-dekking.

De implementatie wordt aangestuurd door parameters in plaats van hardgecodeerd te zijn voor één enkel plattegrond: de halbegrenzing, gridresolutie, zonenummer en toegestaan oppervlak, het bereik van de padbreedte, het dichtheidsplafond, het aantal interactieknooppunten, de omgevingstargets en de objectiefgewichten zijn externe configuratiewaarden. Deze inputs kunnen worden vervangen zonder de zoeklogica voor voorstellen/acceptatie/opnieuw verwarmen te wijzigen, wat structurele overdraagbaarheid naar andere gecodeerde indelingen biedt. Dit is een eigenschap van de softwarearchitectuur en geen empirisch bewijs van generalisatie; de prestaties zijn alleen aangetoond voor het huidige rechthoekige scenario van één verdieping van 36 m x 24 m.

Samenvatting van de resultaten
Binnen het geteste scenario voor een gelijkvloerse tentoonstellingsruimte van 36 m x 24 m genereerde de methode van adaptieve simulated annealing met reheating de laagste ruimtelijke kosten, het hoogste verbeteringspercentage en het meest gunstige profiel van de deelnemerservaring van de drie geëvalueerde lay-outcondities. Vergeleken met de handmatige lay-out zorgde de adaptieve lay-out voor een hogere tevredenheid, een sterkere presence, duidelijkere wegwijzing, minder drukte en cognitieve belasting, een kortere voltooiingstijd en loopafstand, minder aarzelingsmomenten, een langere verblijftijd en een bredere heatmap-dekking. Deze bevindingen beschrijven de prestaties onder de vooraf gedefinieerde objectieve functie en experimentele omstandigheden en mogen niet worden geïnterpreteerd als bewijs voor een universeel optimale tentoonstellingslay-out. Vergeleken met standaard simulated annealing vertoonde het adaptieve algoritme sterkere optimalisatieprestaties en betere resultaten op deelnemersniveau, zij het tegen een bescheiden toename van de rekentijd. De gecombineerde resultaten van het algoritme, het gedrag, de vragenlijsten en de traject-heatmaps ondersteunen de voorgestelde workflow voor lay-outoptimalisatie voor het omgevingsontwerp van immersieve tentoonstellingsruimtes.

Beschikbaarheid van gegevens
De brondata die bij de huidige studie horen, zijn beschikbaar op Figshare: Zhang, Guangping; Hui, Xianghui; Wang, Hanye (2026). Optimizing Immersive Exhibition Space Design Using Adaptive Simulated Annealing with Reheating and Virtual Reality Evaluation. figshare. Dataset. https://doi.org/10.6084/m9.figshare.313611.v1

Figuur 1: Workflow voor de optimalisatie van de indeling van een immersieve expositieruimte en evaluatie via virtual reality. De workflow omvat de constructie van het model van de expositieruimte, de definitie van indelingsvariabelen en haalbaarheidsbeperkingen, handmatige generatie van de indeling, standaard simulated annealing-optimalisatie, adaptieve simulated annealing met reheating-optimalisatie, selectie van de definitieve indeling, constructie van de virtuele scène, testen door deelnemers, verzameling van gedrags- en vragenlijstgegevens en statistische analyse. De figuur vat de volledige methodologische sequentie samen die is gebruikt om ruimtelijke ontwerpoptimalisatie te koppelen aan de evaluatie van de immersieve ervaring. In deze figuur is geen onderverdeling in panelen of statistische notatie gebruikt. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 2: Algoritmeprestaties van standaard simulated annealing en adaptieve simulated annealing met reheating. (A) Finale ruimtelijke kosten over onafhankelijke optimalisatieruns. (B) Verbeteringspercentage van de initiële naar de finale ruimtelijke kosten. (C) Aantal iteraties dat nodig is om de beste oplossing te bereiken. (D) Runtime in seconden. (E) Acceptatiegraad tijdens het zoekproces. (F) Representatieve convergentiecurven die de ruimtelijke kosten over de iteraties tonen. Standaard SA duidt standaard simulated annealing aan; Adaptieve SA-R duidt adaptieve simulated annealing met reheating aan. Panelen A–E bevatten n = 30 onafhankelijke optimalisatieruns per algoritmische conditie. Centrale markeringen/staven representeren de groepsgemiddelden, en foutenbalken representeren 95% betrouwbaarheidsintervallen van het gemiddelde; individuele scatterpunten op run-niveau worden niet weergegeven. Inferentiële vergelijkingen tussen algoritmen worden gerapporteerd in Tabel 2 met exacte p-waarden en Cohen’s d effectgroottes. Paneel F toont representatieve convergentietrajecten en is beschrijvend in plaats van een aanvullende inferentiële test. Afkortingen: CI = betrouwbaarheidsinterval; SA = simulated annealing; SA-R = simulated annealing met reheating. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 3: Bezoekerservaring en gedragsresultaten over de drie lay-outcondities. (A) Algemene tevredenheid. (B) Presence. (C) Duidelijkheid van wegvinden. (D) Waargenomen drukte. (E) Cognitieve belasting. (F) Voltooiingstijd. (G) Loopafstand. (H) Aantal aarzelingen. (I) Heatmap-dekking. De groepen zijn Handmatige lay-out, Standaard SA (standaard simulated annealing) en Adaptieve SA-R (adaptieve simulated annealing met reheating), met n = 60 deelnemers per groep. Zwarte markeringen representeren groepsgemiddelden en verticale foutenbalken representeren 95% betrouwbaarheidsintervallen van het gemiddelde; spreiding op individueel deelnemerniveau wordt niet weergegeven. Resultaten werden tussen de drie groepen vergeleken met behulp van het vooraf gespecificeerde ANOVA/robuuste alternatieve kader zoals beschreven in het Protocol; exacte p-waarden en effectgroottes staan vermeld in Tabel 2. Afkortingen: CI = betrouwbaarheidsinterval; ANOVA = variantieanalyse; SA = simulated annealing; SA-R = simulated annealing met reheating. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 4: Ruimtelijke indelingen en heatmaps van bezoekerstrajecten over de drie indelingscondities. (A) Handmatige tentoonstellingsindeling. (B) Standaard simulated annealing-indeling. (C) Adaptieve simulated annealing met reheating-indeling. (D) Heatmap van bezoekerstrajecten in de handmatige indelingsconditie. (E) Heatmap van bezoekerstrajecten in de standaard simulated annealing-conditie. (F) Heatmap van bezoekerstrajecten voor adaptieve simulated annealing met reheating. De schematische symbolen duiden de ingang, uitgang, thematische zones, rustplaats, interactieknooppunten en de hoofdroute aan, zoals aangegeven in de bijgevoegde legenda. De dichtheidsschaal in panelen D–F varieert van een lage naar een hoge trajectdichtheid, en elke heatmap van trajecten vat n = 60 deelnemerssessies in de overeenkomstige conditie samen. Panelen A–C zijn indeling-schema's en panelen D–F zijn beschrijvende visualisaties van trajecten; in deze figuur zijn geen foutenbalken of significantienotaties gebruikt. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Parametercategorie	Parameter	Waarde / Instelling	Rol in protocol
Expositieruimte	Halformaat	36 m × 24 m	Vaste ruimtelijke begrenzing
Tentoonstellingsruimte	Totale vloeroppervlakte	864 m²	Gebied van het basismodel
Tentoonstellingsruimte	Plafondhoogte	4,5 m	Virtuele sceneparameter
Toegangspunten	Ingangsbreedte	3,0 m	Vast toegangspunt
Toegangspunten	Uitgangsbreedte	3,0 m	Vast toegangspunt
Functionele zonering	Aantal thematische zones	6	Belangrijkste lay-outobjecten
Functionele zonering	Bereik van het thematische zonegebied	80–130 m²	Haalbaarheidsbeperking
Functionele zonering	Overgangscorridors	2	Routeverbindingselementen
Functionele zonering	Rustgebied	40 m²	Vaste functionele ruimte
Circulatie	Breedte van het hoofdpad	1,8–3,5 m	Optimalisatievariabele
Circulatie	Initiële handmatige padbreedte	2,2 m	Instelling van de basisindeling
Circulatie	Maximale lengte van de referentieroute	120 m	Normalisatiewaarde voor loopafstandskosten
Interactie	Interactieknooppunten	8–12	Optimalisatievariabele
Interactie	Triggerstraal van interactieknooppunt	1,0 m	Virtual-reality interactieomgeving
Interactie	Schoonmaakstraal van de interactieknoop	≥1,2 m	Haalbaarheidbeperking
Ruimtelijke analyse	Rastergrootte	0,5 m × 0,5 m	Zichtbaarheid, heatmap en dichtheidsberekening
Zichtbaarheidsanalyse	Zichtlijnstraalinterval	0,5 m	Berekening van de visuele toegankelijkheid
Crowding	Lokale dichtheidsdrempel	≤1,50 personen/m²	Haalbaarheidsbeperking en referentie voor crowding-kosten
Omgevingscomfort	Doelverlichtingssterkte	30–50 lx	Component van de milieucomfortboete
Omgevingscomfort	Doelgeluidsdrukniveau	45–60 dB(A)	Component van de straf voor omgevingscomfort
Omgevingscomfort	Doelkooldioxide	<90 ppm	Component van de milieucomfortboete
Omgevingscomfort	Doeltemperatuur	22–25 °C	Component van de milieucomfortstraf
Doelfunctie	Kostenweging voor loopafstand	0.25	Component voor route-efficiëntie
Doelfunctie	Kostenweging voor visuele toegankelijkheid	0.2	Visuele toegankelijkheidscomponent
Doelfunctie	Crowdingcostgewicht	0.25	Crowding-controlecomponent
Doelfunctie	Strafgewicht voor omgevingscomfort	0.15	Omgevingscomfortcomponent
Doelfunctie	Interactiebalans-strafgewicht	0.15	Interactie-distributiecomponent
Standaard simulated annealing	Begintemperatuur	100	Starttemperatuur voor zoekopdracht
Standaard simulated annealing	Afkoelingscoëfficiënt	0.95	Regel voor temperatuurverlaging
Standaard simulated annealing	Maximaal aantal iteraties	1500	Stopregel
Standaard simulated annealing	Stagnatiedrempel	20 iteraties	Regel voor vroegtijdig stoppen
Standaard simulated annealing	Voorstellen voor lay-outwijzigingen	Zoneverplaatsing; zonevolgorde-ruil; aanpassing van padbreedte; verplaatsing van interactieknooppunt	Genereren van naburige oplossingen
Standaard simulated annealing	Bewegingsbereik van de zone	0,5–2,0 m	Instelling voor voorstelverplaatsing
Standaard simulated annealing	Aanpassingsbereik van de padbreedte	0,1–0,3 m	Instelling voorstelverplaatsing
Standaard simulated annealing	Bewegingsbereik van interactieknooppunten	0,5–1,5 m	Instelling voor voorstels-verplaatsing
Adaptieve SA-R	Iteratiebereik van de eerste fase	Eerste 40% van de iteraties	Globale exploratiefase
Adaptieve SA-R	Kansen op goedkeuring van voorstellen in de eerste fase	Lokale verplaatsing 0,20; zone-sequentiewissel 0,35; aanpassing van pathway-breedte 0,30; herpositionering van interactienode 0,15	Adaptieve voorstelverdeling
Adaptieve SA-R	Iteratiebereik van de tweede fase	Laatste 60% van de iteraties	Lokale verfijningsfase
Adaptieve SA-R	Kansen op goedkeuring van voorstellen in de tweede fase	Lokale verplaatsing 0,35; zone-sequentiewissel 0,15; padbreedte-aanpassing 0,20; interactieknooppunt-herpositionering 0,30	Adaptieve voorstelverdeling
Adaptieve SA-R	Opwarmingsdrempel	150 iteraties zonder verbetering	Controle van premature convergentie
Adaptieve SA-R	Omvang van de herverhitting	10% verhoging van de huidige temperatuur	Adaptieve herverwarmingsregel
Adaptieve SA-R	Maximaal aantal herverhittingsevents	3 per run	Zoekstabiliteitsregel
Evaluatie van het algoritme	Onafhankelijke willekeurige seeds	30 per algoritmische conditie	Schatting van algoritmeprestaties
Virtual-reality-scène	Camerahoogte	1,65 m	Benaderende ooghoogte bij staande positie
Virtual-reality-scène	Loopsnelheid	1,2 m/s	Gestandaardiseerde navigatie-instelling
Virtual-reality-scène	Teleportatie	Uitgeschakeld	Gestandaardiseerde trajectregistratie
Deelnemerssessie	Duur van de oefenscene	2 min	Gewenning voorafgaand aan de testsituatie
Deelnemerssessie	Zittende rust voor de sessie	2 min	Basisvoorbereiding
Deelnemerssessie	Rust na de sessie	3 min	Herstel vóór vragenlijst
Deelnemerssessie	Drempelwaarde voor routeondersteuning	>30 s niet in staat om verder te gaan	Gestandaardiseerde assistentieregel
Studieopzet	Lay-outcondities	3	Handmatige lay-out; standaard simulated annealing lay-out; adaptieve simulated annealing lay-out met reheating
Studieopzet	Deelnemers per conditie	60	Tussenproefpersoon-toewijzing
Onderzoeksopzet	Totaal aantal deelnemers	180	Volledige onderzoekssample
Primair algoritmisch resultaat	Definitieve ruimtelijke kosten	Continu	Belangrijkste optimalisatie resultaat
Primair resultaat van de bezoekerservaring	Algemene tevredenheid	schaal van 1–7	Belangrijkste door de deelnemer gerapporteerde uitkomstmaat
Secundaire algoritmische uitkomsten	Verbeteringspercentage; iteraties tot beste oplossing; looptijd; acceptatiegraad	Continu	Evaluatie van algoritmeprestaties
Secundaire uitkomsten van de bezoekerservaring	Presence; ruimtelijke presence; interactiekwaliteit; helderheid van wayfinding; visueel comfort; akoestisch comfort; thermisch comfort; waargenomen drukte; cognitieve belasting; simulatorsickness	Continu	Evaluatie van de ervaring
Secundaire gedragsmatige uitkomstmaten	Voltooiingstijd; verblijftijd; loopafstand; aantal aarzelingen; heatmap-dekking	Continu	Evaluatie van traject en routegedrag
Uitsluitingsregel	Voltooiingstijd	<3 min of >25 min	Exclusiecriterium voor deelnemersgegevens
Uitsluitingsregel	Loopafstand	Geen bovengrens; records <20 m werden alleen als ongeldig beschouwd wanneer ze geassocieerd waren met een onvolledig/ongeldig traject	Regel voor dataintegriteit
Uitsluitingsregel	Heatmap-dekking	<10%	Exclusiecriterium voor deelnemersrecords
Controle van meervoudige vergelijkingen	Correctie voor paarsgewijze vergelijkingen	Holm-methode	Controle van type-I-fouten
Gevoeligheidsanalyse	Wijziging van het gewicht van de doelfunctie	±10%, totaal gewicht behouden op 1,0	Stabiliteitscontrole

Tabel 1: Ruimtelijke ontwerpvariabelen, optimalisatieparameters, haalbaarheidsbeperkingen en definitie van uitkomsten.Deze tabel vat de vaste parameters van de expositieruimte, variabele ontwerpelementen, haalbaarheidsbeperkingen, instellingen en rationales van de doelfunctie, standaard parameters voor simulated annealing, instellingen voor adaptieve simulated annealing met reheating, parameters van de virtual-reality-scène, procedures voor de deelnemersessies, uitsluitingsregels voor data-integriteit, en de primaire en secundaire uitkomsten die in het protocol worden gebruikt, samen. SA = simulated annealing; SA-R = adaptieve simulated annealing met reheating; VR = virtual reality.

Categorie	Uitkomst	Handmatige indeling	Standaard SA	Adaptieve SA-R	Statistische toets / gemiddeld verschil	p-waarde	Effectgrootte
Uitkomsten van algoritmeprestaties	Finale ruimtelijke kosten	—	0.475 ± 0.019 (95% CI, 0.468–0.482)	0.424 ± 0.016 (95% CI, 0.418–0.430)	Welch t = 1.25; gemiddeld verschil = −0.051 (95% CI, −0.060 tot −0.042)	<0.01	Cohen’s d = 2.90
	Verbeteringspercentage (%)	—	24.91 ± 3.2 (95% CI, 23.708–26.12)	32.54 ± 3.29 (95% CI, 31.31–3.769)	Welch t = 9.07; gemiddeld verschil = +7.63 (95% CI, 5.95 tot 9.31)	<0.01	Cohen’s d = 2.34
	Iteraties tot beste oplossing	—	925.47 ± 86.38 (95% CI, 893.215–957.725)	72.20 ± 90.19 (95% CI, 68.523–75.87)	Welch t = 8.92; gemiddeld verschil = −203.27 (95% CI, −248.91 tot −157.63)	<0.01	Cohen’s d = 2.30
	Looptijd (s)	—	47.83 ± 9.42 (95% CI, 4.313–51.347)	5.86 ± 9.49 (95% CI, 52.316–59.404)	Welch t = 3.29; gemiddeld verschil = +8.03 (95% CI, 3.14 tot 12.92)	0.02	Cohen’s d = 0.85
	Acceptatiegraad	—	0.294 ± 0.045 (95% CI, 0.27–0.31)	0.372 ± 0.054 (95% CI, 0.352–0.392)	Welch t = 6.08; gemiddeld verschil = +0.078 (95% CI, 0.052 tot 0.104)	<0.01	Cohen’s d = 1.57
Uitkomsten van bezoekerservaring	Presence	3.77 ± 0.56 (95% CI, 3.625–3.915)	3.9 ± 0.5 (95% CI, 3.848–4.132)	4.28 ± 0.42 (95% CI, 4.172–4.38)	ANOVA F = 14.86	<0.001	η² = 0.14
	Ruimtelijke presence	3.75 ± 0.64 (95% CI, 3.585–3.915)	3.96 ± 0.63 (95% CI, 3.797–4.123)	4.27 ± 0.47 (95% CI, 4.149–4.391)	ANOVA F = 1.99	<0.001	η² = 0.19
	Interactiekwaliteit	3.74 ± 0.56 (95% CI, 3.595–3.85)	4.0 ± 0.57 (95% CI, 3.853–4.147)	4.24 ± 0.57 (95% CI, 4.093–4.387)	ANOVA F = 1.68	<0.01	η² = 0.117
	Duidelijkheid wegwijzing	3.61 ± 0.58 (95% CI, 3.460–3.760)	3.90 ± 0.57 (95% CI, 3.753–4.047)	4.17 ± 0.48 (95% CI, 4.046–4.294)	ANOVA F = 15.83	<0.01	η² = 0.152
	Visueel comfort	3.67 ± 0.4 (95% CI, 3.56–3.784)	3.87 ± 0.4 (95% CI, 3.756–3.984)	4.07 ± 0.45 (95% CI, 3.954–4.186)	ANOVA F = 12.21	<0.01	η² = 0.121
	Akoestisch comfort	3.64 ± 0.52 (95% CI, 3.506–3.74)	3.75 ± 0.42 (95% CI, 3.642–3.858)	3.97 ± 0.4 (95% CI, 3.856–4.084)	ANOVA F = 7.94	<0.01	η² = 0.082
	Thermisch comfort	3.69 ± 0.46 (95% CI, 3.571–3.809)	3.79 ± 0.32 (95% CI, 3.707–3.873)	3.94 ± 0.4 (95% CI, 3.826–4.054)	ANOVA F = 5.61	0.04	η² = 0.060
	Waargenomen drukte	3.01 ± 0.49 (95% CI, 2.83–3.137)	2.75 ± 0.5 (95% CI, 2.608–2.892)	2.56 ± 0.45 (95% CI, 2.44–2.676)	ANOVA F = 12.33	<0.01	η² = 0.12
	Cognitieve belasting	3.21 ± 0.48 (95% CI, 3.086–3.34)	2.87 ± 0.52 (95% CI, 2.736–3.04)	2.73 ± 0.4 (95% CI, 2.616–2.844)	ANOVA F = 15.79	<0.01	η² = 0.151
	Algehele tevredenheid	3.59 ± 0.45 (95% CI, 3.474–3.706)	3.96 ± 0.44 (95% CI, 3.846–4.074)	4.37 ± 0.31 (95% CI, 4.290–4.450)	ANOVA F = 5.67	<0.01	η² = 0.386
	Simulatorsickness	2.52 ± 0.5 (95% CI, 2.378–2.62)	2.4 ± 0.58 (95% CI, 2.290–2.590)	2.12 ± 0.56 (95% CI, 1.975–2.265)	ANOVA F = 8.47	<0.001	η² = 0.087
Uitkomsten van gedragstrajecten	Voltooiingstijd (min)	19.1 ± 2.63 (95% CI, 18.431–19.789)	17.42 ± 2.7 (95% CI, 16.704–18.136)	14.93 ± 2.32 (95% CI, 14.31–15.529)	ANOVA F = 39.85	<0.01	η² = 0.31
	Verblijftijd (min)	1.17 ± 2.03 (95% CI, 10.646–1.694)	12.24 ± 2.04 (95% CI, 11.713–12.767)	13.39 ± 2.28 (95% CI, 12.801–13.979)	ANOVA F = 16.46	<0.01	η² = 0.157
	Loopafstand (m)	234.8 ± 24.34 (95% CI, 28.592–241.168)	217.95 ± 24.3 (95% CI, 21.65–24.235)	201.86 ± 23.47 (95% CI, 195.797–207.923)	ANOVA F = 28.28	<0.01	η² = 0.242
	Aantal aarzelingen	7.10 ± 1.80 (95% CI, 6.635–7.565)	5.51 ± 1.79 (95% CI, 5.048–5.972)	4.07 ± 1.9 (95% CI, 3.56–4.584)	ANOVA F = 39.74	<0.01	η² = 0.310
	Heatmap-dekking (%)	6.18 ± 9.40 (95% CI, 63.752–68.608)	74.14 ± 7.93 (95% CI, 72.091–76.189)	84.40 ± 9.47 (95% CI, 81.954–86.846)	ANOVA F = 62.3	<0.01	η² = 0.413

Tabel 2: Algoritmische resultaten en resultaten op deelnemersniveau over de drie lay-outcondities. Deze tabel rapporteert resultaten met betrekking tot algoritmeprestaties, bezoekerservaringen en gedragstrajecten over de condities Handmatige lay-out, Standaard SA (standaard simulated annealing) en Adaptieve SA-R (adaptieve simulated annealing met reheating). Vergelijkingen van algoritmeprestaties zijn gebaseerd op n = 30 onafhankelijke optimalisatieruns per algoritmische conditie. Vergelijkingen op deelnemersniveau zijn gebaseerd op n = 60 deelnemers per lay-outconditie. Waarden worden gerapporteerd als gemiddelde ± SD met 95% betrouwbaarheidsintervallen voor het gemiddelde. Voor algoritmische resultaten rapporteert de kolom Statistische Test ook het gemiddelde verschil tussen algoritmen en het bijbehorende 95% BI. De kolommen p-waarde en Effectgrootte geven het overeenkomstige inferentiële resultaat weer. Gedetailleerde paarsgewijze contrasten van de sensitiviteit van deelnemers worden gepresenteerd in Aanvullende Tabel S1. SD = standaarddeviatie; CI = betrouwbaarheidsinterval; ANOVA = variantieanalyse; SA = simulated annealing; SA-R = adaptieve simulated annealing met reheating; η² = eta-kwadraat; d = Cohen's d.

Aanvullend bestand 1. Hardware-, software- en omgevingsbewakingsmiddelen. Hardware-, software- en omgevingsbewakingsmiddelen worden gebruikt voor ruimtelijke optimalisatie en virtual reality-experimenten. Klik hier om dit bestand te downloaden.

Aanvullend bestand 2. Kader voor deelnemersscreening en vragenlijst/codeboek. Criteria voor de screening van deelnemers en informatie over de vragenlijst/het codeboek, inclusief de studiedomeinen, scorebereiken en rapportageconventies die zijn gebruikt voor de resultaten van de deelnemers. Klik hier om dit bestand te downloaden.

Aanvullend bestand 3. Adaptieve SA-R pseudocode en analysebronnen. Pseudocode voor de adaptieve SA-R workflow, inclusief de vier voorstelkernels, samen met softwareafhankelijkheden, variabeledefinities en beschrijvingen van de bronbestanden voor de figuren. Klik hier om dit bestand te downloaden.

Aanvullende Tabel 1. Paarsgewijze sensitiviteitsvergelijkingen van de resultaten van deelnemers. Paarsgewijze sensitiviteitsvergelijkingen werden berekend met behulp van de groepsgemiddelden, standaarddeviaties en steekproefgroottes. Klik hier om dit bestand te downloaden.

Discussie

De huidige studie evalueerde een reproduceerbare workflow voor de indeling van tentoonstellingen die een gewogen ruimtelijk kostenmodel, adaptieve simulated annealing met reheating en testen door participanten in virtual reality combineert. Binnen het vooraf gedefinieerde scenario van 36 m x 24 m behaalde de adaptieve indeling een lagere ruimtelijke kostprijs dan standaard simulated annealing en was deze geassocieerd met een hogere tevredenheid, een sterkere presence, duidelijkere wegwijzing, kortere routes, minder aarzelingen en een bredere ruimtelijke dekking. De term "geoptimaliseerd" wordt hier gebruikt in de beperkte wiskundige zin van het verkrijgen van een lagere waarde van de gespecificeerde kostenfunctie onder de gestelde beperkingen; het impliceert niet dat de indeling globaal optimaal is voor esthetische kwaliteit, emotionele respons, narratieve volgorde of elk mogelijk tentoonstellingsdoel. Ruimtelijke configuratie kan beweging, zichtbaarheid en cognitieve toegankelijkheid beïnvloeden^30,31, maar ontwerpkwaliteit blijft een mensgericht oordeel op basis van meerdere criteria.

De resultaten van de deelnemers voegen een nuttige, zij het nog steeds beperkte, laag van validatie toe, omdat verschillende uitkomsten geen directe termen waren in de doelfunctie. Algemene tevredenheid, presence, cognitieve belasting, simulatorsickness, verblijftijd en heatmap-dekking werden gemeten na de generatie van de lay-out in plaats van dat ze tijdens het zoekproces werden geminimaliseerd. Hun richting suggereert daarom dat de lay-out met de laagste kosten niet simpelweg een wiskundig artefact was van de reductie van de loopafstand³². Tegelijkertijd bleef de validatie beperkt tot een virtuele omgeving voor één gebruiker. Eerdere ervaring met virtual reality kan het navigatiecomfort en de prestaties beïnvloeden, en hoewel dit werd vastgelegd als een contextuele variabele, was de huidige studie niet krachtig genoeg om subgroepspecifieke effecten of interactie-effecten te schatten. De resultaten moeten daarom worden geïnterpreteerd als gerandomiseerde vergelijkingen tussen lay-outs, en niet als bewijs dat demografische factoren of ervaringsgerelateerde factoren geen invloed hebben^3,34.

De algoritmische vergelijking moet evenzo conservatief worden geïnterpreteerd. Formele afleiding van de vier voorstelkernels laat zien dat de voorwaartse en omgekeerde conditionele voorsteldichtheden symmetrisch zijn voor omkeerbare haalbare verplaatsingen; bijgevolg is de Hastings-ratio 1, en is de geïmplementeerde acceptatieregel de standaard Metropolis-regel binnen simulated annealing. De bijdrage is daarom geen nieuw Metropolis-Hastings-algoritme, maar een domeinspecifieke configuratie van faseafhankelijke selectie van verplaatsingen, reheating, expliciete haalbaarheidsbeperkingen en reproduceerbare validatie in een virtuele omgeving. Standaard simulated annealing is een gecontroleerde comparator omdat het dezelfde codering, doelfunctie, beperkingen, initialisatie, afkoelschema en nominale runtime-budget deelt. Het huidige experiment bevatte geen numerieke GA-, PSO-, ACO- of op leren gebaseerde benchmark-runs; claims zijn daarom beperkt tot de overeenkomstige standaard-SA-baseline. De gecombineerde configuratie isoleert bovendien niet de afzonderlijke effecten van proposal scheduling en reheating.

De praktische afweging was gunstig voor de geteste probleemomvang, maar mag niet worden gegeneraliseerd zonder aanvullende benchmarking. Ten opzichte van standaard simulated annealing nam de rekentijd toe met 16,8%, terwijl de uiteindelijke ruimtelijke kosten 10,7% lager waren en het aantal iteraties tot de beste oplossing 2,0% lager was. Dit suggereert dat de toegevoegde adaptieve besturing computationeel haalbaar was in het huidige model met één verdieping. De wegingsfactoren voor de doelstellingen bleven bovendien directioneel robuust bij perturbaties van ±10%, maar de wegingen waren bewust scenario-specifiek: route-efficiëntie en drukte kregen voorrang boven omgevingscomfort en interactiebalans. Artistieke, historische, wetenschappelijke of commerciële tentoonstellingen kunnen redelijkerwijs andere prioriteiten hanteren, waaronder niet-lineaire circulatie en narratieve overgangen die een op route-efficiëntie gerichte kostenfunctie anders zou penaliseren. Optimalisatie moet daarom worden gebruikt als een ondersteunende laag bij de besluitvorming die afwegingen expliciet maakt, en niet als vervanging voor curatoriële of architectonische beoordelingen³⁵.

Verschillende beperkingen definiëren de grenzen van de huidige conclusies. Ten eerste maakte de validatie gebruik van één rechthoekige, gelijkvloerse virtuele tentoonstelling en één deelnemer tegelijk; grotere hallen, onregelmatige geometrieën, circulatie over meerdere verdiepingen, gelijktijdige groepsbewegingen, interpersoonlijke vermijding, dynamische congestie, fysieke vermoeidheid en omgevingsafleidingen uit de echte wereld werden niet getest. Ten tweede bevatte de vergelijkingsset geen representatieve evolutionaire, zwermintelligentie- of leergebaseerde optimizers, en geen component-ablatie-experiment scheidde de effecten van stadiumafhankelijke voorstelwaarschijnlijkheden van reheating. Ten derde blijven de beoordelingen van deelnemers gedeeltelijk subjectief, en kan eerdere ervaring met virtual reality de navigatie en het comfort beïnvloeden, zelfs bij gerandomiseerde toewijzing; de studie was niet ontworpen voor een subgroep- of moderatoranalyse. Ten vierde, hoewel tevredenheid, presence, cognitieve belasting, simulatorziekte, verblijftijd en heatmap-dekking geen expliciete termen voor ruimtelijke kosten zijn, verzamelde de studie geen onafhankelijke eindpunten voor aandacht, emotionele respons, leereffectiviteit of langetermijngeheugen. Ten vijfde kan de ruimtelijke kostenfunctie kwalitatieve dimensies zoals emotionele respons, curatoriaal narratief, verrassing, betekenisgeving of langetermijngeheugen niet direct representeren. Ten zesde kan een korte blootstelling aan virtual reality het ongemak onderschatten dat optreedt tijdens langere sessies^36,37. Deze beperkingen betekenen dat het raamwerk moet worden beschouwd als een reproduceerbaar bewijs van de workflow voor het geteste scenario, in plaats van een algemeen gevalideerde optimizer voor alle tentoonstellingsomgevingen.

Toekomstig onderzoek zou het raamwerk moeten testen in grotere, onregelmatige ruimtes met meerdere verdiepingen; multi-user crowdsimulatie en fysieke of mixed-reality validatie moeten worden opgenomen; objectieve eindpunten voor aandacht, emotionele respons, leren en vertraagd geheugen moeten worden toegevoegd; en er moet componentgewijze ablatie worden uitgevoerd op de fase-afhankelijke voorstelsplanning en reheating. De algoritmische concurrentiekracht moet worden getest onder gelijke computationele budgetten tegenover representatieve alternatieven zoals NSGA-II³⁸, particle swarm optimization³⁹ en Ant System/ant-colony optimization⁴⁰, waarbij methode-specifieke parameteroptimalisatie transparant wordt gerapporteerd. Tentoonstellingsspecifieke voorkeursanalyse zou ook de objectieve wegingen kunnen herkalibreren wanneer de narratieve volgorde, toegankelijkheid, educatieve effectiviteit, emotionele betrokkenheid of doelen voor de verblijftijd afwijken van het huidige scenario. Deze uitbreidingen zouden de schaalbaarheid, overdraagbaarheid en algoritmische concurrentiekracht evalueren zonder ervan uit te gaan dat één vaste kostenfunctie de beste tentoonstellingservaring definieert.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel

Naam	Bedrijf	Catalogusnummer	Opmerkingen
3D-modelleringssoftware	Blender Foundation	Omdat u geen brontekst heeft verstrekt, kan ik geen vertaling genereren. Voer aub de Engelse tekst in die u vertaald wilt hebben naar het Nederlands.	Blender 4.0.2; gebruikt voor het construeren van de geometrie van de expositieruimte, thematische zones, scheidingswanden en ruimtelijke assets. RRID:SCR_08606
Analysescripts	Op maat gemaakte onderzoeksscripts	Omdat er geen brontekst is verstrekt, kan er geen vertaling worden gemaakt. Voer aub de Engelse tekst in die u vertaald wilt hebben naar het Nederlands.	Versie 1.0; gebruikt voor statistische analyse, sensitiviteitsanalyse, berekeningen van betrouwbaarheidsintervallen en de voorbereiding van figuurgegevens.
Koolstofdioxidemonitor	Testo SE & Co. KGaA	testo 535; 0563 0535	Digitale CO2 meter; meetbereik 0–10.00 ppm; gebruikt als protocolcontrole van de koolstofdioxideconcentratie onder de vooraf gedefinieerde omgevingsdoelwaarde.
Desktop-workstation	Dell Technologies	Precision 3660 Tower	32 GB RAM; gebruikt voor het renderen van virtuele scènes, lay-outsimulatie, algoritme-uitvoering en het loggen van deelnemerssessies.
Scripts voor het genereren van figuren	Aangepaste onderzoeksscripts	Het is niet mogelijk om een vertaling te maken omdat er geen brontekst is verstrekt. Voer aub de tekst in die u vertaald wilt hebben.	Versie 1.0; gebruikt voor het genereren van plots van algoritmeprestaties, plots van bezoekersuitkomsten en traject-heatmaps.
Game-engine / VR-platform	Unity Technologies	Het is niet van toepassing.	Unity 202.3.2f1 LTS; gebruikt voor het bouwen en uitvoeren van de virtuele expositiescenes.
Head-mounted display	Meta Platforms, Inc.	Meta Quest 2 (128 GB)	6-DoF standalone HMD; 1832 × 1920 pixels per oog; 90 Hz verversingssnelheid van de sessie; gebruikt om de immersieve virtual-realityscene weer te geven en de bewegingen van de deelnemer te volgen.
Luxmeter	Testo SE & Co. KGaA	testo 540; 0560 0540	Digitale luxmeter; meetbereik 0–9.9 lx; gebruikt als protocolcontrole van de verlichtingssterkte onder het vooraf gedefinieerde omgevingsdoel.
NumPy	NumPy-ontwikkelaars	Geen gegevens beschikbaar	Versie 1.26.4; gebruikt voor numerieke array-operaties en datapreparatie. RRID:SCR_0863
Optimalisatiescript	Op maat gemaakt onderzoeksscript	Omdat u geen brontekst heeft opgegeven, is er geen inhoud om te vertalen. Voer aub de Engelse tekst in die u naar het Nederlands vertaald wilt hebben.	Python 3.1, versie 1.0; implementeert standaard SA en Adaptive Simulated Annealing met Reheating (Adaptive SA-R), inclusief faseafhankelijke voorstelselectie, Metropolis-acceptatie en reheating.
pandas	pandas-ontwikkelteam	Omdat er geen brontekst is verstrekt, kan er geen vertaling worden gemaakt. Voer aub de tekst in die u vertaald wilt hebben.	Versie 2.1.4; gebruikt voor het opschonen van datasets, tabellering en de voorbereiding van gegevens voor figuren. RRID:SCR_018214
Screeningsformulier voor deelnemers	Aangepast onderzoeksformulier	Omdat u geen brontekst hebt verstrekt, kan ik geen vertaling genereren. Voer aub de Engelse tekst in die u vertaald wilt hebben naar het Nederlands.	Versie 1.0; gebruikt voor het registreren van geschiktheid, demografische variabelen, eerdere ervaring met virtual reality en de frequentie van museum- en tentoonstellingsbezoeken.
Vragenlijst voor beoordeling na de ervaring	Aangepast onderzoeksformulier	Het is niet mogelijk om een vertaling uit te voeren omdat er geen brontekst is verstrekt. Voer aub de Engelse tekst in die vertaald moet worden.	Versie 1.0; 7-punts responsschalen; gebruikt om de interactiekwaliteit, de duidelijkheid van de wegwijzing, het visuele/akoestische/thermische comfort, de ervaren drukte, de cognitieve belasting en de algemene tevredenheid te beoordelen.
Beoordelingsformulier voor aanwezigheid en ruimtelijke aanwezigheid	Aangepast onderzoeksformulier	Omdat er geen brontekst is verstrekt, kan er geen vertaling worden gemaakt. Voer aub de Engelse tekst in die u wilt laten vertalen.	Versie 1.0; studie-specifieke domeinscores op een 7-puntschaal geïnterpreteerd met referentie naar de PQ/IPQ-kaders; standaard PQ- of IPQ-totaalscores werden niet gerapporteerd.
programmeertaal Python	Python Software Foundation	Omdat er geen brontekst is verstrekt, kan er geen vertaling worden geleverd. Voer aub de tekst in die u vertaald wilt hebben.	Versie 3.1; gebruikt voor de uitvoering van het algoritme, de berekening van de kostenfunctie, gegevensverwerking en sensitiviteitsanalyse. RRID:SCR_08394
SciPy	SciPy-community	Omdat er geen brontekst is verstrekt, kan er geen vertaling worden gemaakt. Voer aub de Engelse tekst in die u vertaald wilt hebben.	Versie 1.1.4; gebruikt voor statistische toetsen en ondersteunende numerieke analyses. RRID:SCR_08058
Beoordelingsformulier voor simulatorsickness	Aangepast onderzoeksformulier	Omdat u geen brontekst heeft verstrekt, kan ik geen vertaling genereren. Voer aub de Engelse tekst in die u naar het Nederlands vertaald wilt hebben.	Versie 1.0; vooraf gespecificeerd 0–30 studie-samenvattingen gebaseerd op het symptoomkader van de SSQ; onderscheiden van de standaard gewogen SSQ Total Severity-score.
Geluidsdrukniveaumeter	Testo SE & Co. KGaA	testo 816-1; 0563 8170	IEC 61672-1 Klasse 2; 30–130 dB; A/C-frequentieweging; gebruikt als protocolcontrole van het geluidsdrukniveau onder het vooraf gedefinieerde omgevingsdoel.
Spreadsheetsoftware	Microsoft	Het is geen tekst beschikbaar om te vertalen. Voer aub de brontekst in.	Microsoft Excel 2021; gebruikt voor de organisatie van datasets, het voorbereiden van het codeboek en aanvullende spreadsheetbestanden. RRID:SCR_016137
Statistische software	IBM	Er is geen brontekst beschikbaar om te vertalen. Voer a.u.b. de Engelse tekst in die u naar het Nederlands vertaald wilt hebben.	IBM SPSS Statistics 27.0; gebruikt voor ANOVA, Welch-toetsen, controles van aannames en aanvullende statistische verificatie. RRID:SCR_02865
Temperatuurmonitor	Testo SE & Co. KGaA	testo 605i; 0560 2605 03	Thermohygrometer; temperatuurbereik −20 tot +60 °C; 0.1 °C resolutie; gebruikt als protocolcontrole van de omgevingstemperatuur onder de vooraf gedefinieerde omgevingsdoelwaarde.
VR-integratiepakket	Unity Technologies	N/A	XR Interaction Toolkit 2.5.4; gebruikt voor VR-interactie, bewegingscontrole, triggergebeurtenissen en trajectregistratie.
OPMERKING: In deze studie zijn geen biologische bronnen gebruikt. RRID's worden verstrekt voor de toepasbare onderzoeksbronnen.