虛擬現(xiàn)實技術(shù)及其在軍事心理學中的應用

虛擬現(xiàn)實技術(shù)

及其在軍事心理學中的應用空軍青島航空醫(yī)學鑒定訓練中心田建全開發(fā)工具具與開發(fā)發(fā)流程虛擬現(xiàn)實實技術(shù)概念與特特征需求與應應用系統(tǒng)組成成一、什么么是虛擬擬現(xiàn)實？？“虛擬現(xiàn)現(xiàn)實”（（VirtualReality，簡稱VR）是近年年來出現(xiàn)現(xiàn)的高新新技術(shù)，，是指利利用計算算機和高高速多媒媒體系統(tǒng)統(tǒng)產(chǎn)生一一個三維空間間的虛擬世世界，提提供給用用戶視覺、聽覺、觸覺等感官的的模擬，，使用戶戶有身臨臨其境的的感覺，，用戶可可以從自自己的視視點出發(fā)發(fā)實時觀觀察虛擬擬空間的的事物，，并與之之發(fā)生交交互。國內(nèi)也有有人譯為為“靈境境”、““幻真””等，國國外同類類的術(shù)語語還有““虛擬環(huán)環(huán)境”、、“人工工現(xiàn)實””及“電電腦空間間”等。。虛擬現(xiàn)實實的技術(shù)術(shù)支撐虛擬現(xiàn)實實技術(shù)綜綜合了計算機圖圖形學、圖像處理理與模式式識別、智能技術(shù)術(shù)、傳感技術(shù)術(shù)、語音處理理與音響響技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)術(shù)等多門科科學，將將計算機機處理的的數(shù)化信信息變?yōu)闉槿藗兯芨惺苁艿木哂杏懈鞣N表表現(xiàn)形式式的多維維信息，，并通過過視、聽聽、觸覺覺等感官官作用于于參與者者，使其其產(chǎn)生一一種與現(xiàn)現(xiàn)實一樣樣的感覺覺。它是人們們通過計計算機對復雜數(shù)數(shù)據(jù)進行行可視化化操作與與交互的一種全全新的方方式，與與傳統(tǒng)的的人機界界面及流流行的視視窗操作作相比，，在技術(shù)術(shù)和思想想上都有有了質(zhì)的的飛躍。。虛擬現(xiàn)實實有哪些些類型？？1桌面式虛擬現(xiàn)實cloud利用個人計算機和低端工作站進行仿真，將計算機屏幕作為用戶觀察虛擬環(huán)境的窗口。2沉浸式虛擬現(xiàn)實提供完全全沉浸的的體驗，，用戶被被虛擬環(huán)環(huán)境所包包圍，有有一種完完全置身身其中的的感覺。。3增強性虛擬現(xiàn)實不僅利用VR來模擬現(xiàn)實世界、仿真現(xiàn)實世界，而且要用它來增強參與者對真實環(huán)境的感受，即增強現(xiàn)實中無法感知或不方便的感知。4分布式虛擬現(xiàn)實多個用戶通過網(wǎng)絡連在一起，同時參加一個虛擬空間，共同體驗虛擬經(jīng)歷，將虛擬現(xiàn)實提高到一個更高的境界。二、虛擬擬現(xiàn)實技技術(shù)的應應用危險環(huán)境境中作業(yè)業(yè)科學研究究的可視視化醫(yī)療實驗驗與教學學可以使用用VR技術(shù)在有有放射、、有毒的的危險環(huán)環(huán)境中，，或者在在宇宙空空間進行行監(jiān)控和和遙控作作業(yè)，處處理危險險的材料料，而不不會有任任何危險險。給研究者者的計算算過程提提供及時時的圖形形化的反反饋，可可以讓他他們觀察察到方案案的整個個過程；；比如，，在美國國國家航航空和宇宇航局，，地質(zhì)學學家應用用VR技術(shù)遠程程分析火火星表面面的質(zhì)地地構(gòu)造。。直至目前前，醫(yī)學學研究和和教學還還主要依依賴實體體解剖和和塑料模模型，由由計算機機生產(chǎn)的的3D人體模型型是進行行醫(yī)學研研究和教教學的新新的方法法。比如，谷谷歌公司司在近期期推出了了人體瀏瀏覽器，，可以全全方位地地觀察人人體皮膚膚、肌肉肉、骨骼骼直至內(nèi)內(nèi)臟和神神經(jīng)。在在谷歌Chrome瀏覽器里里輸入http:///bodybrowser..//二、虛擬擬現(xiàn)實的的應用---------教育應用用教育與培培訓方面面的應用用：最普普遍的實實例是戰(zhàn)戰(zhàn)爭模擬擬，可以以凸顯出出訓練環(huán)環(huán)境的優(yōu)優(yōu)勢，還還可以進進行現(xiàn)實實中無法法開展的的危險戰(zhàn)戰(zhàn)爭的模模擬。此此種模擬擬訓練比比真實的的訓練更更安全，，代價更更低。VR在教育中中的應用用，依據(jù)據(jù)教育環(huán)環(huán)境不同同，劃分分為：虛虛擬校園園、虛擬擬教室、、虛擬實實驗室、、虛擬圖圖書館擴展閱讀讀：《虛擬現(xiàn)實實教育應應用探析析》《桌面式虛虛擬現(xiàn)實實教學課課件的快快速制作作》《交互性虛虛擬教室室的設計計與實現(xiàn)現(xiàn)》《基于3dmax和VRP--Builder平臺的數(shù)數(shù)字校園園虛擬漫漫游系統(tǒng)統(tǒng)的設計計與實現(xiàn)現(xiàn)》教育培訓訓中的應應用用于汽車車組裝培培訓的增增強型虛虛擬現(xiàn)實實系統(tǒng)虛擬現(xiàn)實實技術(shù)在在教育行行業(yè)的應應用——虛擬技能能實訓虛擬技能能培訓包包括：虛擬軍事事作戰(zhàn)技技能；虛擬醫(yī)療療操作技技能；虛擬體育育競賽技技能；虛擬導游游實訓技技能；仿真數(shù)控控機床操操作技能能；虛擬飛行行駕駛培培訓；虛擬汽車車駕駛技技能；果樹虛擬擬栽培技技能；電器仿真真維修技技能等。。成功應用用：虛擬飛機機駕駛訓訓練系統(tǒng)統(tǒng)：學員員可以反反復操作作控制設設備，學學習在各各種天氣氣情況下下駕駛飛飛機起飛飛、降落落，通過過反復訓訓練，達達到熟練練掌握駕駕駛技術(shù)術(shù)的目的的。二、虛擬擬現(xiàn)實技技術(shù)的應應用——行業(yè)應用用實例了解行業(yè)業(yè)應用現(xiàn)現(xiàn)狀及優(yōu)優(yōu)秀案例例，推薦經(jīng)常常關(guān)注如如下網(wǎng)站站可以到高高老師博博客，直直接訪問問這些網(wǎng)網(wǎng)站：http：////gaobk虛擬現(xiàn)實實主體網(wǎng)網(wǎng)站三、虛擬擬現(xiàn)實的的基本特特征多感知性性（Multi-sensory）：用戶戶除了視視覺感知知外，還還可以有有聽覺、、力覺、、觸覺、、運動的的感知，，甚至包包括味覺覺、嗅覺覺等人類類所具有有的其他他感知功功能。浸沒感（（Immersion）：讓用用戶有一一種臨場場的感覺覺，真實實的感覺覺，如同同現(xiàn)實世世界中一一樣。交互性（（Interactivity）：用戶戶可以對對虛擬環(huán)環(huán)境中的的物體進進行操作作并可以以得到及及時的反反饋，比比如抓東東西的過過程，又又比如剛剛剛開始始流行的的體感游游戲。構(gòu)想性（（imagination）：讓用用戶有廣廣闊的可可想象空空間，拓拓展人類類認知范范圍，不不僅可以以再現(xiàn)真真實存在在的環(huán)境境，也可可以隨意意構(gòu)想出出不存在在的環(huán)境境。多感知性（Multi-sensory）用戶除了視覺感知外，還可以有聽覺、力覺、觸覺、運動的感知，甚至包括味覺、嗅覺等人類所具有的其他感知功能。浸沒感（Immersion）讓用戶有一種臨場的感覺，真實的感覺，如同現(xiàn)實世界中一樣。交互性（Interactivity）用戶可以對虛擬環(huán)境中的物體進行操作并可以得到及時的反饋，比如抓東西的過程，又比如剛剛開始流行的體感游戲。構(gòu)想性（imagination）讓用戶有廣闊的可想象空間，拓展人類認知范圍，不僅可以再現(xiàn)真實存在的環(huán)境，也可以隨意構(gòu)想出不存在的環(huán)境。四、虛擬擬現(xiàn)實系系統(tǒng)的構(gòu)構(gòu)成【虛擬現(xiàn)實實環(huán)境】【高性能的的計算機機】以頭盔、、顯示器器為核心心的【視覺系統(tǒng)統(tǒng)】以語音識識別、聲聲音合成成與定位位為核心心的【聽覺系統(tǒng)統(tǒng)】以方位跟跟蹤器、、數(shù)據(jù)手手套、數(shù)數(shù)據(jù)衣服服為主體體的身體體方位和和姿勢【跟蹤設備備】味覺、嗅嗅覺、觸觸覺與力力覺【反饋系統(tǒng)統(tǒng)】虛擬現(xiàn)實實設備三維空間間跟蹤定定位器三維空間間交互球球數(shù)據(jù)手套套頭盔顯示示器立體顯示示器多通道立立體投影影系統(tǒng)華北水利利水電大大學虛擬擬現(xiàn)實三三通道立立體投影影系統(tǒng)國家農(nóng)業(yè)業(yè)信息中中心雙通通道立體體系統(tǒng)三通道立立體環(huán)幕幕投影系系統(tǒng)關(guān)鍵鍵設備介介紹必備硬件件設備：：1.工程投影影機2.專業(yè)金屬屬投影屏屏幕3.高端三維維圖形處處理集群群4.三通道高高清媒體體播放機機5.六通道立體體數(shù)字圖圖像融合合機6.5..1聲道立體體音響7.偏振立體體眼鏡和和立體鏡鏡片8.千兆交換換機、矩矩陣切換換器9.操控臺、、UPS和KVM前置立體體聲音箱箱120度柱面金金屬幕系統(tǒng)操作作臺工作站機機柜6臺投影機機，被動動式立體體投影觀眾席后置立體體聲音箱箱后置立體體聲音箱箱整體布局局3通道組成成一個120度的環(huán)幕幕畫面，，環(huán)幕弧弧長9-12米，幕布布高度為為2.5--3.0米，整個個展示環(huán)環(huán)境為一一個大畫畫面無縫縫拼接投投影系統(tǒng)統(tǒng)。投影亮度度指標：：考慮到偏偏振式立立體投影影方式，，透光率率在50%以上，單單臺亮度度不低于于6000流明，對對比度不不低于1000:1。立體模式式指標：：采用偏振被動動式立體模式式，景深深和立體體程度可可調(diào)。噪音指標標：整機工作作時，觀觀眾位置置的投影影機噪音音不超過過30分貝。主機系統(tǒng)統(tǒng)指標：：高性能圖圖形工作作站，可可運行海海量數(shù)據(jù)據(jù)的仿真真系統(tǒng)軟軟件，運行500萬面的場景，，畫面刷刷新率超超過30FPS。網(wǎng)絡運算算指標：：同步運算算時，不不同主機機間的同同步延時時不超過過0.02秒，畫面面連續(xù)性性好，無抖動或或丟幀現(xiàn)現(xiàn)象。配套軟件件虛擬現(xiàn)實實播放器器虛擬現(xiàn)實實編輯器器立體投影影模塊SDK二次開發(fā)發(fā)工具包包平面設計計軟件三維建模模軟件其他軟件件配套設備備數(shù)據(jù)手套套位置跟蹤蹤器數(shù)據(jù)頭盔盔眼動儀力反饋系系統(tǒng)立體快速速成型機機三維掃描描儀裸眼立體體電視其他設備備洞穴式虛虛擬環(huán)境境VR6系列眼動動儀ASL可以將微微型眼動動光學模模塊集成成到虛擬擬現(xiàn)實頭頭帶顯示示器（HMD）里面，，集成光光學模塊塊是虛擬擬現(xiàn)實頭頭盔最理理想的應應用產(chǎn)品品，他可可以輕易易的裝進進任何合合適的設設備里。。頭盔顯示示器也叫叫數(shù)據(jù)頭頭盔、頭頭戴式顯顯示器。。顧名思思義，頭頭盔顯示示器是一一種頭戴戴式的圖圖形顯示示與觀察察設備，，它的原原理是將將小型2維顯示器器所產(chǎn)生生的影像像藉由光光學系統(tǒng)統(tǒng)放大。頭盔顯示示器（HMD）6自由度位位置跟蹤蹤器位置跟蹤蹤器是用用于空間間跟蹤與與定位的的裝置，，一般與與其他VR設備結(jié)合合使用，，如：數(shù)數(shù)據(jù)頭盔盔、立體體眼鏡、、數(shù)據(jù)手手套等。。增強現(xiàn)實實增強現(xiàn)實實（AR），也被被稱之為為混合現(xiàn)現(xiàn)實。它它通過電電腦技術(shù)術(shù)，將虛虛擬的信信息應用用到真實實世界，，真實的的環(huán)境和和虛擬的的物體實實時地疊疊加到了了同一個個畫面或或空間同同時存在在。它是一種種3D體感攝影影機(開發(fā)代號號“ProjectNatal”)，同時，它它導入了了即時動動態(tài)捕捉捉、影像像辨識、、麥克風風輸入、、語音辨辨識、社社群互動動等功能能。伴隨Kinect名稱的正正式發(fā)布布，Kinect還推出了了多款配配套游戲戲，包括括Lucasarts出品的《星球大戰(zhàn)戰(zhàn)》、MTV推出的跳跳舞游戲戲、寵物物游戲、、運動游游戲《KinectSports》、冒險游游戲《KinectAdventure》、賽車游游戲《Joyride》等唐·馬特里克克還說：：“先前前，有種種障礙把把電動游游戲玩家家和所有有人都分分隔了開開，”““現(xiàn)在，，有了Natal，大家都都能加入入游戲，，使用發(fā)發(fā)明史上上最棒的的遙控器器——你。五、虛擬擬現(xiàn)實軟軟件Quset3DVRP目前國內(nèi)內(nèi)比較流流行的虛虛擬現(xiàn)實實軟件WebMax：最大特點點在于它它的壓縮縮比，號號稱可以以達到150：1，因此成成品的文文件量較較小，網(wǎng)網(wǎng)絡發(fā)布布上有天天生的優(yōu)優(yōu)勢，畫畫面方面面也比較較細膩，，互動方方面需要要配合一一些代碼碼編寫能能力，擴擴展性也也較強，，而且對對客戶端端機器的的配置要要求很低低，憑借借軟件永永久免費費的理念念，WebMax在國內(nèi)有有著大批批的粉絲絲。VRPIE：人性化程程度好，，軟件成成熟度高高，上手手快，一一些簡單單的互動動不需要要編程即即可完成成，軟件件也提供供編程接接口。Converse3D：最晚出現(xiàn)現(xiàn)，一起起步就提提升到了了Dx9的API圖形接口口上，免免費版僅僅有模型型面數(shù)的的限制，，連惱人人的官方方logo都消失了了，率先先提出了了“一個個場景，，一個社社區(qū)”的的概念,領先業(yè)界界開發(fā)出出了Web3D在線多人人互動交交流功能能。六、虛擬擬現(xiàn)實項項目開發(fā)發(fā)流程1、制作低低模2、展UV并繪制貼貼圖3、燈光渲渲染烘焙焙貼圖4、vr軟件中交交互設置置創(chuàng)建燈光光系統(tǒng)，，設置全全局照明明，為場場景設定定照明效效果；測試渲染染并不斷斷調(diào)整燈燈光參數(shù)數(shù)，達到到滿意的的渲染效效果；烘焙貼圖圖，PS中對烘焙焙出的貼貼圖做進進一步的的修改調(diào)調(diào)整；將烘焙好好貼圖的的模型導導入VR軟件進行行下一階階段的制制作。模型導入入VRP并進行檢檢查和調(diào)調(diào)整；VRP中進行材材質(zhì)與貼貼圖的后后期編輯輯，主要對鏤鏤空貼圖圖、水面、玻玻璃和金金屬等材材質(zhì)屬性性進行設設置；VRP中制作天天空、陽陽光系統(tǒng)統(tǒng)及其其其他視覺覺特效；；創(chuàng)建角色色動畫；；制作景區(qū)區(qū)場景交交互；創(chuàng)建行走走相機并并制作攝攝相機路路徑動畫畫；VRP中制作系系統(tǒng)的運運行界面面，包括背景景界面元元素、交交互按鈕鈕和背景景音樂的的制作；；加入視頻頻、和flash等媒體，，并與模模型、按按鈕進行行交互的的鏈接；；前期系統(tǒng)統(tǒng)設計與與準備工工作展UV，主要用用到UnwrapUVW修改器；；Photoshop軟件中合合成模型型的固有有色貼圖圖；3dsmax中賦予材材質(zhì)和貼貼圖并調(diào)調(diào)整貼圖圖位置。。古建筑房房屋閣樓樓低模；；地形、地地面、池池塘等；；樹木和植植被和雕雕塑等面面片模型型；人物、動動物等角角色的低低模的制制作。1、與項目投投資單位位溝通并并進行系系統(tǒng)設計計；2、收集整理理規(guī)劃圖圖、效果果圖、現(xiàn)現(xiàn)場照片片；3、撰寫并錄錄制需要的解說詞；4、制作相相關(guān)介紹的專專題片和其他媒媒體資料料；虛擬現(xiàn)實實技術(shù)在在軍事心心理學中中的應用用369000，0.26s一、戰(zhàn)后后PTSD的康復PTSD的發(fā)病率率：SincethestartoftheOperationIraqiFreedom/OperationEnduringFreedom(OEF//OIF)conflictsinAfghanistanandIraq,,approximately1.9milliontroopshavebeendeployed..AsofDecember2010,,therehavebeen5,836deathsand41,583ServiceMembers((SMs)woundedinaction..Ofthewoundedinaction((WIA),,thetotalincludes1,222majorlimbamputationsand399minoramputationsandasof2010,,traumaticbraininjury((TBI)hasbeendiagnosedin178,,876patients.Moreover,,thestressfulexperiencesthatarecharacteristicoftheOIF//OEFwarfightingenvironmentshaveproducedsignificantnumbersofreturningSMsatriskfordevelopingposttraumaticstressdisorder((PTSD)).InthefirstsystematicstudyofOIF//OEFmentalhealthproblems,,theresultsindicatedthat‘‘‘…Thepercentageofstudysubjectswhoseresponsesmetthescreeningcriteriaformajordepression,generalizedanxiety,orPTSDwassignificantlyhigherafterdutyinIraq((15.6to17..1%))thanafterdutyinAfghanistan((11..2percent)orbeforedeploymenttoIraq(9.3percent)’’’((Hogeetal.,2004)).ReportssincethattimeonOIF//OEFPTSDForexample,,asof2010,theMilitaryHealthSystemhasrecorded66,934activedutypatientswhohavebeendiagnosedwithPTSD((Fischer,2010)andtheRandAnalysis(Tanielianetal..,2008))estimatedthatata1.5milliondeploymentlevel,morethan300,,000activedutyanddischargedVeteranswillsufferfromthesymptomsofPTSDandmajordepression.VirtualRealityExposureTherapyandStandard((inVivo))ExposureTherapyintheTreatmentofFearofFlyingThiscontrolledclinicaltrialtestedvirtualrealityexposure((VRE)therapyforthefearofflying((FOF),,andcomparedittostandard((invivo)exposuretherapy((SE))andawaitlist((WL))controlwitha6--and12-monthfollow--up..EightythreeparticipantswithFOFwererandomlyassignedtoVRE,,SE,orWL.Seventy-fiveparticipants,25pergroup,completedthestudy.Twenty--threeWLp