虛擬人類存在的意義,虛擬現(xiàn)實(shí)對(duì)人類的影響

1、虛擬現(xiàn)實(shí)的終極意義是什么？什么是虛擬，什么是現(xiàn)實(shí)

   R(irtual Reality，即虛擬現(xiàn)實(shí)，簡(jiǎn)稱R), 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)它利用計(jì)算機(jī)生成一種模擬環(huán)境是一種多源信息融合的交互式的三維動(dòng)態(tài)視景和實(shí)體行為的系統(tǒng)仿真使用戶沉浸到該環(huán)境中。

【簡(jiǎn)介】

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是仿真技術(shù)的一個(gè)重要方向是仿真技術(shù)與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)人機(jī)接口技術(shù)多媒體技術(shù)傳感技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多種技術(shù)的集合是一門富有挑戰(zhàn)性的交叉技術(shù)前沿學(xué)科和研究領(lǐng)域。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(R)豐要包括模擬環(huán)境、感知、自然技能和傳感設(shè)各等方面。模擬環(huán)境是由計(jì)算機(jī)生成的、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的三維立體逼真圖像。感知是指理想的R應(yīng)該具有一切人所具有的感知。除計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)所生成的視覺感知外，還有聽覺、觸覺、力覺、運(yùn)動(dòng)等感知，甚至還包括嗅覺和味覺等，也稱為多感知。自然技能是指人的頭部轉(zhuǎn)動(dòng)，眼睛、手勢(shì)、或其他人體行為動(dòng)作，由計(jì)算機(jī)來處理與參與者的動(dòng)作相適應(yīng)的數(shù)據(jù)，并對(duì)用戶的輸入作出實(shí)時(shí)響應(yīng)，并分別反饋到用戶的五。傳感設(shè)備是指三維交互設(shè)備。

【發(fā)展歷史】

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)演變發(fā)展史大體上可以分為四個(gè)階段有聲形動(dòng)態(tài)的模擬是蘊(yùn)涵虛擬現(xiàn)實(shí)思想的第一階段()年以前虛擬現(xiàn)實(shí)萌芽為第二階段( )虛擬現(xiàn)實(shí)概念的產(chǎn)生和理論初步形成為第三階段( )虛擬現(xiàn)實(shí)理論進(jìn)一步的完善和應(yīng)用為第四階段( )。

【特征】

多感知性

指除一般計(jì)算機(jī)所具有的視覺感知外，還有聽覺感知、觸覺感知、運(yùn)動(dòng)感知，甚至還包括味覺、嗅覺、感知等。理想的虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)該具有一切人所具有的感知功能。

存在感

指用戶感到作為主角存在丁模擬環(huán)境中的真實(shí)程度。理想的模擬環(huán)境應(yīng)該達(dá)到使用戶難辨真假的程度。

交互性

指用戶對(duì)模擬環(huán)境內(nèi)物體的可操作程度和從環(huán)境得到反饋的自然程度。

自主性

指虛擬環(huán)境中的物體依據(jù)現(xiàn)實(shí)世界物理運(yùn)動(dòng)定律動(dòng)作的程度。

【關(guān)鍵技術(shù)】

虛擬現(xiàn)實(shí)是多種技術(shù)的綜合，包括實(shí)時(shí)三維計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)，廣角(寬視野)立體顯示技術(shù)，對(duì)觀察者頭、眼和手的跟蹤技術(shù)，以及觸覺/力覺反饋、立體聲、網(wǎng)絡(luò)傳輸、語音輸入輸出技術(shù)等。下面對(duì)這些技術(shù)分別加以說明。

實(shí)時(shí)三維計(jì)算機(jī)圖形

相比較而言，利用計(jì)算機(jī)模型產(chǎn)生圖形圖像并不是太難的事情。如果有足夠準(zhǔn)確的模型，又有足夠的時(shí)間，我們就可以生成不同光照條件下各種物體的精確圖像，但是這里的關(guān)鍵是實(shí)時(shí)。例如在飛行模擬系統(tǒng)中，圖像的刷新相當(dāng)重要，同時(shí)對(duì)圖像質(zhì)量的要也很高，再加上非常復(fù)雜的虛擬環(huán)境，問題就變得相當(dāng)困難。

顯示

人看周圍的世界時(shí)，由于兩只眼睛的位置不同，得到的圖像略有不同，這些圖像在腦子里融合起來，就形成了一個(gè)關(guān)于周圍世界的整體景象，這個(gè)景象中包括了距離遠(yuǎn)近的信息。當(dāng)然，距離信息也可以通過其他方法獲得，例如眼睛焦距的遠(yuǎn)近、物體大小的比較等。

在R系統(tǒng)中，雙目立體視覺起了很大作用。用戶的兩只眼睛看到的不同圖像是分別產(chǎn)生的，顯示在不同的顯示器上。有的系統(tǒng)采用單個(gè)顯示器，但用戶帶上特殊的眼鏡后，一只眼睛只能看到奇數(shù)幀圖像，另一只眼睛只能看到偶數(shù)幀圖像，奇、偶幀之間的不同也就是視差就產(chǎn)生了立體感。

用戶(頭、眼)的跟蹤

在人造環(huán)境中，每個(gè)物體相對(duì)于系統(tǒng)的坐標(biāo)系都有一個(gè)位置與姿態(tài)，而用戶也是如此。用戶看到的景象是由用戶的位置和頭(眼)的方向來確定的。

跟蹤頭部運(yùn)動(dòng)的虛擬現(xiàn)實(shí)頭套：在傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)中，視場(chǎng)的改變是通過鼠標(biāo)或鍵盤來實(shí)現(xiàn)的，用戶的視覺系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)感知系統(tǒng)是分離的，而利用頭部跟蹤來改變圖像的視角，用戶的視覺系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)感知系統(tǒng)之間就可以起來，感覺更逼真。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，用戶不僅可以通過雙目立體視覺去認(rèn)識(shí)環(huán)境，而且可以通過頭部的運(yùn)動(dòng)去觀察環(huán)境。

在用戶與計(jì)算機(jī)的交互中，鍵盤和鼠標(biāo)是目前最常用的工具，但對(duì)于三維空間來說，它們都不太適合。在三維空間中因?yàn)橛辛鶄€(gè)自由度，我們很難找出比較直觀的辦法把鼠標(biāo)的平面運(yùn)動(dòng)映射成三維空間的任意運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)在，已經(jīng)有一些設(shè)備可以提供六個(gè)自由度，如3Space數(shù)字化儀和SpaceBall空間球等。另外一些性能比較優(yōu)異的設(shè)備是數(shù)據(jù)手套和數(shù)據(jù)衣。

聲音

人能夠很好地判定聲源的方向。在水平方向上，我們靠聲音的相位差及強(qiáng)度的差別來確定聲音的方向，因?yàn)槁曇舻竭_(dá)兩只耳朵的時(shí)間或距離有所不同。常見的立體聲效果就是靠左右耳聽到在不同位置錄制的不同聲音來實(shí)現(xiàn)的，所以會(huì)有一種方向感?，F(xiàn)實(shí)生活里，當(dāng)頭部轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，聽到的聲音的方向就會(huì)改變。但目前在R系統(tǒng)中，聲音的方向與用戶頭部的運(yùn)動(dòng)無關(guān)。

感覺反饋

在一個(gè)R系統(tǒng)中，用戶可以看到一個(gè)虛擬的杯子。你可以設(shè)法去抓住它，但是你的手沒有真正接觸杯子的感覺，并有可能穿過虛擬杯子的“表面”，而這在現(xiàn)實(shí)生活中是不可能的。解決這一問題的常用裝置是在手套內(nèi)層安裝一些可以振動(dòng)的觸點(diǎn)來模擬觸覺。

語音

在R系統(tǒng)中，語音的輸入輸出也很重要。這就要虛擬環(huán)境能聽懂人的語言，并能與人實(shí)時(shí)交互。而讓計(jì)算機(jī)識(shí)別人的語音是相當(dāng)困難的，因?yàn)檎Z音信和自然語言信有其“多邊性”和復(fù)雜性。例如，連續(xù)語音中詞與詞之間沒有明顯的停頓，同一詞、同一字的發(fā)音受前后詞、字的影響，不僅不同人說同一詞會(huì)有所不同，就是同一人發(fā)音也會(huì)受到心理、生理和環(huán)境的影響而有所不同。

使用人的自然語言作為計(jì)算機(jī)輸入目前有兩個(gè)問題，首先是效率問題，為便于計(jì)算機(jī)理解，輸入的語音可能會(huì)相當(dāng)啰嗦。其次是正確性問題，計(jì)算機(jī)理解語音的方法是對(duì)比匹配，而沒有人的智能。

【應(yīng)用領(lǐng)域】

R技術(shù)可以用于多個(gè)領(lǐng)域，包括醫(yī)學(xué)、娛樂、軍事航天、室內(nèi)設(shè)計(jì)、房地產(chǎn)開發(fā)、工業(yè)仿真、應(yīng)急推演、文物古跡、游戲、Web 3D、道路橋梁、地理、教育、演播室、水文地質(zhì)、維修、培訓(xùn)實(shí)訓(xùn)、船舶制造、汽車仿真、軌道交通、能源領(lǐng)域、生物力學(xué)、康復(fù)訓(xùn)練、數(shù)字地球......

【五大障礙】

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)未來將會(huì)發(fā)展成一種改變我們生活方式的新突破。在第一代Oculus Rift的開發(fā)者大會(huì)上，所有與會(huì)者都看到了一個(gè)充滿潛力的虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)。

但是從現(xiàn)在來看，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)想要真正進(jìn)入消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)，還有一段很長(zhǎng)的路要走，包括Oculus在內(nèi)。在Oculus內(nèi)部，也對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)現(xiàn)在面對(duì)的問題進(jìn)行了討論，并且不斷的在尋找解決方法。雖然所有問題最終都會(huì)找到答案，但是都不太可能在一夜之間全部解決。

目前，開發(fā)者如何為用戶提供一個(gè)真正身臨其境的游戲或應(yīng)用體驗(yàn)還存在比較大的技術(shù)局限性，而一些問題到現(xiàn)在仍然還沒有很好的解決辦法。中國(guó)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（AR聯(lián)盟，ARA）總結(jié)5大問題：

1. 沒有真正進(jìn)入虛擬世界的方法

2. 如何“輸入”是一大困擾

3. 缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)

4. 容易讓人感到疲勞

5. 裝備笨重不美觀

虛擬現(xiàn)實(shí)說到底，就是一門讓人們更好的認(rèn)識(shí)世界的技術(shù)。

2、虛擬現(xiàn)實(shí)的意義是什么?

   R在醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。在虛擬環(huán)境中，可以建立虛擬的人體模型，借助于跟蹤球、HMD、感覺手套，學(xué)生可以很容易了解人體內(nèi)部各器結(jié)構(gòu)，這比現(xiàn)有的采用教科書的方式要有效得多。Pieper及Satara等研究者在年代初基于兩個(gè)SGI工作站建立了一個(gè)虛擬外科手術(shù)訓(xùn)練器，用于腿部及腹部外科手術(shù)模擬。這個(gè)虛擬的環(huán)境包括虛擬的手術(shù)臺(tái)與手術(shù)燈，虛擬的外科工具（如手術(shù)刀、注射器、手術(shù)鉗等），虛擬的人體模型與器等。借助于HMD及感覺手套，使用者可以對(duì)虛擬的人體模型進(jìn)行手術(shù)。但該系統(tǒng)有待進(jìn)一步改進(jìn)，如需提高環(huán)境的真實(shí)感，增加網(wǎng)絡(luò)功能，使其能同時(shí)培訓(xùn)多個(gè)使用者，或可在外地專家的指導(dǎo)下工作等。手術(shù)后果預(yù)測(cè)及改善殘疾人生恬狀況，乃至新型藥物的研制等方面，R技術(shù)都有十分重要的意義。

豐富的感覺能力與年的一場(chǎng)未來戰(zhàn)爭(zhēng)；英國(guó)開發(fā)的稱為“irtuality”的R游戲系統(tǒng)，配有HMD，大大增強(qiáng)了真實(shí)感；年的一臺(tái)稱為“Legeal Qust”的系統(tǒng)由于增加了人工智能功能，使計(jì)算機(jī)具備了自學(xué)習(xí)功能，大大增強(qiáng)了趣味性及難度，使該系統(tǒng)獲該年度R產(chǎn)品獎(jiǎng)。另外在家庭娛樂方面R也顯示出了很好的前景。

模擬訓(xùn)練一直是軍事與航天工業(yè)中的一個(gè)重要課題，這為R提供了廣闊的應(yīng)用前景。美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局DARPA自多臺(tái)模擬器。另外利用R技術(shù)，可模擬零重力環(huán)境，替非標(biāo)準(zhǔn)的水下訓(xùn)練宇航員的方法。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)表現(xiàn)手段與其它形式的比較 . 與傳統(tǒng)三維動(dòng)畫的比較動(dòng)畫演示在一定程度上彌補(bǔ)了靜止畫面的不足之處，聲音與動(dòng)畫同步播放，生動(dòng)細(xì)致。但是嚴(yán)格意義上講，這種瀏覽演示方式只是用于地產(chǎn)演示項(xiàng)目，或其它類似的只是為了表現(xiàn)視頻效果的項(xiàng)目，而對(duì)于典型的工程項(xiàng)目則缺少應(yīng)有的嚴(yán)謹(jǐn)性、靈活性與客觀性。動(dòng)畫在播放的過程當(dāng)中，觀者只是一直在被動(dòng)的觀看，接受一些有關(guān)于項(xiàng)目的信息，并不能按照自己的意愿去觀看、查閱、檢索相關(guān)信息，而虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品則完全解決了以上兩種表現(xiàn)形式中所存在的問題。我們可以虛擬空間中的任意地點(diǎn)、任意時(shí)間進(jìn)行觀察，地點(diǎn)與時(shí)間都是無限的

3、誰能告訴我虛擬對(duì)人來說有什么意義？

   現(xiàn)實(shí)對(duì)人重要。但是虛擬給人希望

重要吧

畢竟虛擬的存在讓我們思考，也存在歡樂啊

忽忽~~嘻嘻~~