虛擬現(xiàn)實技術(shù)在心理學研究中的應(yīng)用

1、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在心理學研究中的應(yīng)用主 講人： Matthias Pusch & Paul Elliott（美國Worldviz公司工程師）時 間: 2011年6月28日（08:30-17:30）6月29日（08:30-12:00）地 點: 中國科學院心理研究所北樓一樓報告廳使用語言： 英 語培訓時間與內(nèi)容安排：6月28日08:3012:00 虛擬現(xiàn)實技術(shù)及其在認知研究領(lǐng)域應(yīng)用介紹A) VR: Historical Perspective：虛擬現(xiàn)實技術(shù)的歷史性透視a) Purpose for Virtual Reality: 虛擬現(xiàn)實的意義1) Build ultimate displays：構(gòu)建

2、終極的顯示手段2) Model reality (simulation)：模仿現(xiàn)實的虛擬模型3) Break reality：打破現(xiàn)實的界限b) Virtual reality = virtual environments, but what are Virtual Environments?：虛擬現(xiàn)實=虛擬場景1) “Matrix”：構(gòu)建模型2) Scientific Definition: Virtual Environment：科學定義：虛擬場景4) Scientific Definition: Immersive Virtual Environment：科學定義：沉浸式虛擬場景c) E

3、arly reality simulators, examples and technologies：早期的虛擬現(xiàn)實裝置、實例及技術(shù)Ultimate Human Computer Interface (HCI) - allow user to interact naturally with objects and other individuals in simulated environment.終極的人機交互接口 -允許使用者與虛擬場景中的物體及其他個別的事物進行一種很自然的交互式行為d) Modern approach: Technologies現(xiàn)代化的技術(shù)途徑1) The displa

4、y (visual, aural, haptic, proprioceptive, olfactory, gustatory)：呈現(xiàn)的方式（視覺上、聽覺上、觸覺上、知覺上、嗅覺上、味覺上）2) The graphics rendering system that generates images at 30Hz or better：能夠以30HZ或更高頻率生成圖像的渲染性繪圖系統(tǒng)3) The tracking system that constantly reports the position of head and arms：能夠連續(xù)性報告被試者頭臂及軀體位置的追蹤系統(tǒng)4) The dat

5、abase that provides a detailed description of the environment.能夠詳細描述虛擬場景的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)5) Multimodal: sounds, smell, haptics, etc：聲音、氣味、力反饋等等多元化的刺激 B) Worldviz system background and perception/cognition research applications： Worldviz系統(tǒng) 背景及其在認知研究領(lǐng)域的應(yīng)用a) Basic cognition research reality can easily be rewired基

6、礎(chǔ)性的認知研究 現(xiàn)實世界能夠被輕而易舉的重新構(gòu)建b) Where does VR pay off?虛擬現(xiàn)實技術(shù)的幾個具有重要價值的地方：1) Vehicle simulation：模擬駕駛2) Behavioral research：行為研究3) Training：培訓訓練4) Vehicle design ergonomics, engineering：交通設(shè)計 人類工程學，工程學5) Medicine：醫(yī)學6) Architectural design：建筑設(shè)計7) Entertainment：娛樂c) Virtual Reality Training Benefits：使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進

7、行培訓的好處d) Evolution of Worldviz Immersive Virtual Reality system and Examle Worlds：Worldviz 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)及其案例的發(fā)展歷程e) Basic layout of Worldviz system for perception research applications:基于Worldviz系統(tǒng)的認知研究領(lǐng)域的基礎(chǔ)性應(yīng)用列舉 VR onboard space shuttle: NASA / ESA NeuroLab Mission 1998航天飛機內(nèi)運行性虛擬現(xiàn)實空間：NASA / ESA NeuroLab M

8、ission 19982) Stereoscopic panoramas：立體景觀3) Cognitive maps derived from pointing: Waller, Loomis, & Steck由指示性水幕產(chǎn)生的認知性地圖 Loomis, & Steck Perceiving egocentric distance in real and virtual environments Thompson, Willemsen, Gooch, Creem-Regehr, Loomis, & Beall 2004現(xiàn)實及其虛擬場景中的自我感知型距離 Using virtual realit

9、y to determine the sensorimotor inputs to the spatial updating process, Chance, 2000使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)檢測運動性感知投入于空間的更新過程, Chance, 2000 Stickydots: dynamically generated stereograms for research purposes a Vizard plugin, Loomis & Beall, 2003 技術(shù)疑難點：用于研究目的的能夠生成動態(tài)立體圖像的Vizard 插件 C) Worldviz system: Social Interacti

10、vity scientific studies:Worldviz 系統(tǒng)：社會科學研究 Transforming self representations, Evaluation of factors like gaze, head movements, eye movements, zero-sum condition, experiment自我感情表達、喜好關(guān)注點的因素評估、軀體運動參數(shù)、眼動參數(shù)、零和博弈、實驗b. Real & Virtual Humans in socially challenging situations - experiment在富有挑戰(zhàn)性的社會性狀況中的真實及虛擬

11、人類的相關(guān)性實驗c. Proxemics experiment空間認知性實驗d. Tracking movement experiment追蹤性運動實驗e. Racial bias and aggression experiment種族歧視及挑釁性相關(guān)實驗D) Head/Hand Tracking systems an overview：軀體（頭、手）位置追蹤系統(tǒng)的概述a. Mechanical： 機械力學追蹤b. Optical： 光學追蹤c. Electromagnetic： 電磁追蹤d. Acoustic / Ultrasound：超聲追蹤e. Inertial： 慣性追蹤f. Comp

12、uter vision/ Kinect：計算機可視化的體感攝影追蹤E) Worldviz Product Portfolio and Applications Worldviz 產(chǎn)品文件及其應(yīng)用a. Hi-Fi Immersive Virtual Environments高清晰度沉浸式虛擬環(huán)境 b. Vizard VR toolkit Vizard虛擬現(xiàn)實工具c. Avatars, Avatars High Definition, demographic variability：人物角色 、高質(zhì)量的人物角色、基于人口統(tǒng)計學的可變性d. Vizard Strengths ：Vizard 特色e.

13、 Worldviz / PDM Integration Worldviz綜合性功能 i. Keep current design tools：具有通用的設(shè)計工具 ii. Native CAD formats supported:可支持自有的CAD格式 iii. Full assemblies retained：完整的硬件集合 iv. Build lightweight models：構(gòu)建巧妙的模型 v. Automatic, repeatable 自動的、可重復性的 vi. Protect valuable IP：安全的IP網(wǎng)絡(luò)價值化解決方案 vii. Live interaction wit

14、h physics：符合真實物理學特性的現(xiàn)場交互 viii. Perform ergonomic reviews：進行基于人類環(huán)境改造學的環(huán)境評估 ix. Analyze training procedures：訓練流程的效果分析 x. EXAMPLE1: Installed aircraft maintenance trainer: 實例1：可安裝的航天飛機維修訓練器 Instructor (within a CAVE) directs 4 trainees each wearing their own HMD; all 5 are simultaneously immersed in co

15、mmon VE (dummy application shown in lieu of confidential aircraft) 在洞穴式的呈現(xiàn)環(huán)境里，隊長指導4個受訓者協(xié)同工作，五個人均帶有視頻頭盔，而且均同時沉浸于同一個虛擬環(huán)境里（以被呈現(xiàn)給虛擬模型的方式來代替真實的航天飛機）f. Architecture Construction: 建筑設(shè)計 i. Use case #1: Explore large scale spaces 案例#1：大范圍的查看建筑空間Ii Use case #2: Manipulate virtual props with hand controller 案例#2：使用手持追蹤控制器操作虛擬空間里的物體13:3017:30虛擬現(xiàn)實技術(shù)培訓 主講人： Paul ElliottA) Python IntroductionPython語言簡介B) Vizard Introduction and Chinese charactersVizard虛擬現(xiàn)實軟件介紹C） 3D modeling workflow with Sketch Up通過Sketch UP 3D建模流程6月29日8:3012:00虛擬現(xiàn)實技術(shù)培訓 主講人： Pau