虚拟现实在心理学上的应用

1、虚拟现实在心理学上的应用1、什么是虚拟现实概括地说.虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式。与传 统的人机界面以及流行的视窗操作相比.虚拟现实在技术思想上有了质的飞跃。虚拟现实中的”现实”是泛指在物理意义上或功能意义上存在于世界上的任何事物或环境.它 可以是实际上能实现的。也可以是实际上难以实现的或根本无法实现的”虚拟”是用计算机生成的意 思，虚拟现实就是用计算机生成的一种特殊环境。人们可以采用各种特殊 装置将自己”投射”到这 个环境中.并通过操作、控制环境.实现特殊的目的，即人是这种环境的主宰。从本质上来说，虚拟现实是一种先进的计算机用户接口，通过为用户同时提供

2、诸如视觉、听 觉、触觉等各种直观而又自然的实时感知交互手段。最大限度地方便用户的操作。根据虚拟现实技 术所应用的对象不同.其作用可表现为不同的形式。例如将某种概念设计或构思成可视化和可操作 化。实现逼真的遥控现场效果。达到在任意复杂环境下的廉价模拟训练目的。该技术的主要特征有以下几方面：1、多感知性(Multi - Sellsory)一所谓多感知是指除了一般计算机技术所具有的视觉感知之外。还有昕觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知。甚至包括味觉感知、嗅觉感知 等理想的虚拟现 实技术应该具有一切人所具有的感知功能，由于相关技术。特别是传感技术的限制。目前虚拟现实技术所具有的感知功能仅限于视觉、昕

3、觉、力觉、触觉、运动等几种。2、浸没感(Immersion) 一又称临场感。指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。 理想的模拟环境应该使用户难以分辨真假。使用户全身心地投入到计算机创建的三维虚拟环境中，该 环境中的一切看上去是真的，听上去是真的。动起来是真的。甚至闻起来、尝起来等一切感觉都是真 的。如同在现实世界中的感觉一样.典型的系统为虚拟现实大屏幕立体投影系统。3、交互性(Interactivity)一是用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度(包括实时性)。例如，用户可以用手去直接抓取模拟环境中虚拟的物体.这时手有握着东西的感觉，并可以感觉物体的重量。视野中被抓

4、的物体也能立刻随着手的移动而移动。构想性(Imagination)一强调虚拟现实技术应具有广阔的可想像空间，可拓宽人类认知范围。不 仅可再现真实存在的环境。也可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境。2、虚拟现实技术的发展现状1965年，Sutherland在篇名为 的论文中首次提出了包括具有交互图形显示、 力反馈设备以及声音提示的虚拟现实系统的基本思想.从此，人们正式开始了对虚拟现实系统的研究 探索历程。随后的1966年，美国MIT的林肯实验室正式开始了头盔式显示器的 研制工作。在这第一个HM的样机完成不久，研制者又把能模拟力量和触觉的力反馈装置加入到这个系统 中。1970年，出现了第

5、一个功能较齐全的HM彳系统。基于从60年代以来所取得的一系列成就。美国 的 Jar0 n Lan ier 在 8O 年代初正式提出了” Virtual Reality 一词。并取8O年代，美国宇航局(NASA)及美国国防部组织了一系列有关虚拟现实技术的研究。得了令人瞩目的研究成果，从而引起了人们对虚拟现实技术的广泛关注。1984年。NASAAmes研究中心虚拟行星探测实验室的M. McGreevy和J, Humphries博士组织开发了用于火星探测 的虚拟 环境视觉显示器。将火星探测器发回的数据输入计算机。为地面研究人员构造了火星表面的三维虚 拟环境.在随后的虚拟交互环境工作站(VIEW)项目

6、中。他们又开发了通用多传感个人仿真器和遥现设 备。进人9O年代，迅速发展的计算机硬件技术与不断改进的计算机软件系统相匹配。使得基于大型数据集合的声音和图象的实时动画制作成为可能。人机交互系统的设计不断创新，新颖、实用的输入输出设备不断地进入市场。而这些都为虚拟现实系统的发展打下了良好的基础。例如 1993年的11月，宇航员利用虚拟现实系统成功地完成了从航天飞机的运输舱内取出新的望远镜面板 的工作.而用虚拟现实技术设计波音777获得成功。是近年来引起科技界瞩目的又一件工作。可以看 出，正是因为虚拟现实系统极其广泛的应用领域,如娱乐、军事、航天、设计、生产制造、信息管理、 商贸、建筑、医疗保险、危

7、险及恶劣环境下的遥操作、教育与培训、信息可视化以及远程通讯等，人 们对迅速发展中的虚拟现实系统的广阔应用前景充满了僮憬与兴趣。3、虚拟现实技术对日常生活的影响3.1、娱乐虚拟现实最早主要是用于电视游戏等娱乐中。目前在游戏中的应用仍是最有意思的一个方面在 美国芝加哥虚拟娱乐世界，人们排长队购买门票。参加虚拟现实的战斗游戏.游戏人坐在驾驶舱 里.舱内有控制器立体屏幕。游玩的人可以乘飞艇探测遥远的星球，飞行中要保护自己。防止巨型 坦克的袭击,并用激光枪展开射击竞赛；也可以低头弯腰、扭身拐行.躲开史前翼身恐龙的冲击。杭州大学开发的虚拟故宫游戏系统。只要戴上特制的头盔。骑上不动的自行车，就可以看见形 象

8、逼真的天安门城楼。踩踏自行车时，就会感觉来到了午门前的大道上，飞快地穿过午门，跨过金水 桥，越过太和门，来到太和殿广场。你的车子太快。一下子破墙而人到了太和殿。金銮殿内盘龙的柱 子。庄严的殿堂和你过去看到的真实景象完全一样.骑车来到御花园，绿树、红亭、碧池会使你陶 醉，好像身临其境。只要摘下头盔，就会回到现实中，你仍在游戏室内.骑在不动的自行车上呢。3.2、远程教育和培训虚拟现实技术能够为学生提供生动、逼真的学习环境。使其成为虚拟环境的一名参与者。在虚 拟环境中扮演一个角色。从调动学习积极性、培养操作技能、突破教学难点与重点的角度来看。都 会起到积极的作用。虚拟现实技术在远程教学中应用的较为广

9、泛。知识学习是指在远程教学中使学生利用虚拟现实系统学习各种知识它的应用有两个方面：一是再 现实际生活中无法观察到的自然现象或事物的变化过程。为学生提供生动、逼真的感性学习材料。帮助学生解决学习中的知识难点例如在学习地理知识时.通过虚拟现实系统。将 学生带到北极去领略那里的自然风。在学习物理知识时，利用虚拟现实技术，展示如原子核裂变、半 导体导电机理等复杂的物理现象。供学生观察学习。虚拟现实在知识学习中的另一个应用是使抽象的概念理论直观化、形象化，方便学生对抽象概 念的理解。例如学习加速度概念时。通过虚拟演示，可以观察到在改变物体重力大小及方向时， 加速度的变化情况，从而加深对加速度的理解。利用

10、虚拟现实技术.还可以建立各种虚拟实验室，如 地理、物理、化学、生物实验室，在”实验室”里.学生可以自由地做各种实验。在虚拟物理实验室 里。学生可以做重力、惯性等实验；在虚拟的地理实验室里，可以做地震波传播、火山喷发等实验; 在虚拟的生物实验里，可以做各种解剖实验；在虚拟的化学实验室里，可以利用各种化学药品和天 平、砝码、温度计等工具，做各种不同的化学反应，观察燃烧、爆炸等反应现象。4、我的研究方向我的主要研究方向是虚拟现实在心理学上的应用。从1993年起,虚拟现实被应用于心理治疗领域，为心理治疗技术的发展开创了全新的局面。虚拟现实(virtual reality , VR)是 通过一些特殊 设备如头盔式显示器、图形眼镜、数据服、数据手套、立体声耳机、跟踪系统、三维空间传感器 等新的人机接口，用计算机技术来生成一个逼真的包括视、听、触觉等感觉在内的虚拟时空世界。使 用者可以通过传感器装置与虚拟环境交互作用，按照自己的意愿去改变虚拟环境，其感觉、动作与真实世界一模一样，产生强烈的“亲临其境”的感受和体验。使用者 不仅是以视觉和思维介入虚拟环境，而且更是以完整的生物个体融入到虚拟系统中，在此过程中，个体 的各种感知活动如视觉、听觉和触觉，以及喜悦、悲伤、紧张与恐惧等情绪反应，都将得到充分表 达。它是将模拟环境、视景系统和仿真