虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其在軍事心理學(xué)中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

及其在軍事心理學(xué)中的應(yīng)用空軍青島航空醫(yī)學(xué)鑒定訓(xùn)練中心田建全開(kāi)發(fā)工具與開(kāi)發(fā)流程虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概念與特征需求與應(yīng)用系統(tǒng)組成一、什么是虛擬現(xiàn)實(shí)？

“虛擬現(xiàn)實(shí)”（VirtualReality，簡(jiǎn)稱VR）是近年來(lái)出現(xiàn)的高新技術(shù)，是指利用計(jì)算機(jī)和高速多媒體系統(tǒng)產(chǎn)生一個(gè)三維空間的虛擬世界，提供給用戶視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等感官的模擬，使用戶有身臨其境的感覺(jué)，用戶可以從自己的視點(diǎn)出發(fā)實(shí)時(shí)觀察虛擬空間的事物，并與之發(fā)生交互。國(guó)內(nèi)也有人譯為“靈境”、“幻真”等，國(guó)外同類的術(shù)語(yǔ)還有“虛擬環(huán)境”、“人工現(xiàn)實(shí)”及“電腦空間”等。虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)支撐虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)綜合了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、圖像處理與模式識(shí)別、智能技術(shù)、傳感技術(shù)、語(yǔ)音處理與音響技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多門(mén)科學(xué)，將計(jì)算機(jī)處理的數(shù)化信息變?yōu)槿藗兯芨惺艿木哂懈鞣N表現(xiàn)形式的多維信息，并通過(guò)視、聽(tīng)、觸覺(jué)等感官作用于參與者，使其產(chǎn)生一種與現(xiàn)實(shí)一樣的感覺(jué)。它是人們通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化操作與交互的一種全新的方式，與傳統(tǒng)的人機(jī)界面及流行的視窗操作相比，在技術(shù)和思想上都有了質(zhì)的飛躍。虛擬現(xiàn)實(shí)有哪些類型？1桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)cloud利用個(gè)人計(jì)算機(jī)和低端工作站進(jìn)行仿真，將計(jì)算機(jī)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(shí)提供完全沉浸的體驗(yàn)，用戶被虛擬環(huán)境所包圍，有一種完全置身其中的感覺(jué)。3增強(qiáng)性虛擬現(xiàn)實(shí)不僅利用VR來(lái)模擬現(xiàn)實(shí)世界、仿真現(xiàn)實(shí)世界，而且要用它來(lái)增強(qiáng)參與者對(duì)真實(shí)環(huán)境的感受，即增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中無(wú)法感知或不方便的感知。4分布式虛擬現(xiàn)實(shí)多個(gè)用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連在一起，同時(shí)參加一個(gè)虛擬空間，共同體驗(yàn)虛擬經(jīng)歷，將虛擬現(xiàn)實(shí)提高到一個(gè)更高的境界。二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用危險(xiǎn)環(huán)境中作業(yè)科學(xué)研究的可視化醫(yī)療實(shí)驗(yàn)與教學(xué)可以使用VR技術(shù)在有放射、有毒的危險(xiǎn)環(huán)境中，或者在宇宙空間進(jìn)行監(jiān)控和遙控作業(yè)，處理危險(xiǎn)的材料，而不會(huì)有任何危險(xiǎn)。給研究者的計(jì)算過(guò)程提供及時(shí)的圖形化的反饋，可以讓他們觀察到方案的整個(gè)過(guò)程；比如，在美國(guó)國(guó)家航空和宇航局，地質(zhì)學(xué)家應(yīng)用VR技術(shù)遠(yuǎn)程分析火星表面的質(zhì)地構(gòu)造。直至目前，醫(yī)學(xué)研究和教學(xué)還主要依賴實(shí)體解剖和塑料模型，由計(jì)算機(jī)生產(chǎn)的3D人體模型是進(jìn)行醫(yī)學(xué)研究和教學(xué)的新的方法。比如，谷歌公司在近期推出了人體瀏覽器，可以全方位地觀察人體皮膚、肌肉、骨骼直至內(nèi)臟和神經(jīng)。在谷歌Chrome瀏覽器里輸入/二、虛擬現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用-------教育應(yīng)用教育與培訓(xùn)方面的應(yīng)用：最普遍的實(shí)例是戰(zhàn)爭(zhēng)模擬，可以凸顯出訓(xùn)練環(huán)境的優(yōu)勢(shì)，還可以進(jìn)行現(xiàn)實(shí)中無(wú)法開(kāi)展的危險(xiǎn)戰(zhàn)爭(zhēng)的模擬。此種模擬訓(xùn)練比真實(shí)的訓(xùn)練更安全，代價(jià)更低。

VR在教育中的應(yīng)用，依據(jù)教育環(huán)境不同，劃分為：虛擬校園、虛擬教室、虛擬實(shí)驗(yàn)室、虛擬圖書(shū)館擴(kuò)展閱讀：《虛擬現(xiàn)實(shí)教育應(yīng)用探析》《桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)課件的快速制作》《交互性虛擬教室的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》《基于3dmax和VRP-Builder平臺(tái)的數(shù)字校園虛擬漫游系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》教育培訓(xùn)中的應(yīng)用用于汽車組裝培訓(xùn)的增強(qiáng)型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育行業(yè)的應(yīng)用——虛擬技能實(shí)訓(xùn)虛擬技能培訓(xùn)包括：虛擬軍事作戰(zhàn)技能；虛擬醫(yī)療操作技能；虛擬體育競(jìng)賽技能；虛擬導(dǎo)游實(shí)訓(xùn)技能；仿真數(shù)控機(jī)床操作技能；虛擬飛行駕駛培訓(xùn)；虛擬汽車駕駛技能；果樹(shù)虛擬栽培技能；電器仿真維修技能等。成功應(yīng)用：虛擬飛機(jī)駕駛訓(xùn)練系統(tǒng)：學(xué)員可以反復(fù)操作控制設(shè)備，學(xué)習(xí)在各種天氣情況下駕駛飛機(jī)起飛、降落，通過(guò)反復(fù)訓(xùn)練，達(dá)到熟練掌握駕駛技術(shù)的目的。二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用——行業(yè)應(yīng)用實(shí)例了解行業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀及優(yōu)秀案例，推薦經(jīng)常關(guān)注如下網(wǎng)站可以到高老師博客，直接訪問(wèn)這些網(wǎng)站：http：///gaobk虛擬現(xiàn)實(shí)主體網(wǎng)站三、虛擬現(xiàn)實(shí)的基本特征多感知性（Multi-sensory）：用戶除了視覺(jué)感知外，還可以有聽(tīng)覺(jué)、力覺(jué)、觸覺(jué)、運(yùn)動(dòng)的感知，甚至包括味覺(jué)、嗅覺(jué)等人類所具有的其他感知功能。浸沒(méi)感（Immersion）：讓用戶有一種臨場(chǎng)的感覺(jué)，真實(shí)的感覺(jué)，如同現(xiàn)實(shí)世界中一樣。交互性（Interactivity）：用戶可以對(duì)虛擬環(huán)境中的物體進(jìn)行操作并可以得到及時(shí)的反饋，比如抓東西的過(guò)程，又比如剛剛開(kāi)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(rèn)知范圍，不僅可以再現(xiàn)真實(shí)存在的環(huán)境，也可以隨意構(gòu)想出不存在的環(huán)境。多感知性（Multi-sensory）用戶除了視覺(jué)感知外，還可以有聽(tīng)覺(jué)、力覺(jué)、觸覺(jué)、運(yùn)動(dòng)的感知，甚至包括味覺(jué)、嗅覺(jué)等人類所具有的其他感知功能。浸沒(méi)感（Immersion）讓用戶有一種臨場(chǎng)的感覺(jué)，真實(shí)的感覺(jué)，如同現(xiàn)實(shí)世界中一樣。交互性（Interactivity）用戶可以對(duì)虛擬環(huán)境中的物體進(jìn)行操作并可以得到及時(shí)的反饋，比如抓東西的過(guò)程，又比如剛剛開(kāi)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(rèn)知范圍，不僅可以再現(xiàn)真實(shí)存在的環(huán)境，也可以隨意構(gòu)想出不存在的環(huán)境。四、虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的構(gòu)成【虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境】

【高性能的計(jì)算機(jī)】

以頭盔、顯示器為核心的【視覺(jué)系統(tǒng)】

以語(yǔ)音識(shí)別、聲音合成與定位為核心的【聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)】

以方位跟蹤器、數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣服為主體的身體方位和姿勢(shì)【跟蹤設(shè)備】

味覺(jué)、嗅覺(jué)、觸覺(jué)與力覺(jué)【反饋系統(tǒng)】虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備三維空間跟蹤定位器三維空間交互球數(shù)據(jù)手套頭盔顯示器立體顯示器多通道立體投影系統(tǒng)華北水利水電大學(xué)虛擬現(xiàn)實(shí)三通道立體投影系統(tǒng)國(guó)家農(nóng)業(yè)信息中心雙通道立體系統(tǒng)三通道立體環(huán)幕投影系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備介紹必備硬件設(shè)備：1.工程投影機(jī)2.專業(yè)金屬投影屏幕3.高端三維圖形處理集群4.三通道高清媒體播放機(jī)5.六通道立體數(shù)字圖像融合機(jī)6.5.1聲道立體音響7.偏振立體眼鏡和立體鏡片8.千兆交換機(jī)、矩陣切換器9.操控臺(tái)、UPS和KVM前置立體聲音箱120度柱面金屬幕系統(tǒng)操作臺(tái)工作站機(jī)柜6臺(tái)投影機(jī)，被動(dòng)式立體投影觀眾席后置立體聲音箱后置立體聲音箱整體布局3通道組成一個(gè)120度的環(huán)幕畫(huà)面，環(huán)幕弧長(zhǎng)9-12米，幕布高度為2.5- 3.0米，整個(gè)展示環(huán)境為一個(gè)大畫(huà)面無(wú)縫拼接投影系統(tǒng)。投影亮度指標(biāo)：

考慮到偏振式立體投影方式，透光率在50%以上，單臺(tái)亮度不低于

6000流明，對(duì)比度不低于1000:1。立體模式指標(biāo)：采用偏振被動(dòng)式立體模式，景深和立體程度可調(diào)。噪音指標(biāo)：整機(jī)工作時(shí)，觀眾位置的投影機(jī)噪音不超過(guò)30分貝。主機(jī)系統(tǒng)指標(biāo)：

高性能圖形工作站，可運(yùn)行海量數(shù)據(jù)的仿真系統(tǒng)軟件，

運(yùn)行500萬(wàn)面

的場(chǎng)景，畫(huà)面刷新率超過(guò)30FPS。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算指標(biāo)：

同步運(yùn)算時(shí)，不同主機(jī)間的同步延時(shí)不超過(guò)0.02秒，畫(huà)面連續(xù)性好，

無(wú)抖動(dòng)或丟幀現(xiàn)象。配套軟件虛擬現(xiàn)實(shí)播放器虛擬現(xiàn)實(shí)編輯器立體投影模塊SDK二次開(kāi)發(fā)工具包平面設(shè)計(jì)軟件三維建模軟件其他軟件配套設(shè)備數(shù)據(jù)手套位置跟蹤器數(shù)據(jù)頭盔眼動(dòng)儀力反饋系統(tǒng)立體快速成型機(jī)三維掃描儀裸眼立體電視其他設(shè)備洞穴式虛擬環(huán)境VR6系列眼動(dòng)儀ASL可以將微型眼動(dòng)光學(xué)模塊集成到虛擬現(xiàn)實(shí)頭帶顯示器（HMD）里面，集成光學(xué)模塊是虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔最理想的應(yīng)用產(chǎn)品，他可以輕易的裝進(jìn)任何合適的設(shè)備里。頭盔顯示器也叫數(shù)據(jù)頭盔、頭戴式顯示器。顧名思義，頭盔顯示器是一種頭戴式的圖形顯示與觀察設(shè)備，它的原理是將小型2維顯示器所產(chǎn)生的影像藉由光學(xué)系統(tǒng)放大。頭盔顯示器（HMD）6自由度位置跟蹤器

位置跟蹤器是用于空間跟蹤與定位的裝置，一般與其他VR設(shè)備結(jié)合使用，如：數(shù)據(jù)頭盔、立體眼鏡、數(shù)據(jù)手套等。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR），也被稱之為混合現(xiàn)實(shí)。它通過(guò)電腦技術(shù)，將虛擬的信息應(yīng)用到真實(shí)世界，真實(shí)的環(huán)境和虛擬的物體實(shí)時(shí)地疊加到了同一個(gè)畫(huà)面或空間同時(shí)存在。它是一種3D體感攝影機(jī)(開(kāi)發(fā)代號(hào)“ProjectNatal”)，同時(shí)，它導(dǎo)入了即時(shí)動(dòng)態(tài)捕捉、影像辨識(shí)、麥克風(fēng)輸入、語(yǔ)音辨識(shí)、社群互動(dòng)等功能。伴隨Kinect名稱的正式發(fā)布，Kinect還推出了多款配套游戲，包括Lucasarts出品的《星球大戰(zhàn)》、MTV推出的跳舞游戲、寵物游戲、運(yùn)動(dòng)游戲《KinectSports》、冒險(xiǎn)游戲《KinectAdventure》、賽車游戲《Joyride》等唐·馬特里克還說(shuō)：“先前，有種障礙把電動(dòng)游戲玩家和所有人都分隔了開(kāi)，”“現(xiàn)在，有了Natal，大家都能加入游戲，使用發(fā)明史上最棒的遙控器——你。五、虛擬現(xiàn)實(shí)軟件Quset3DVRP目前國(guó)內(nèi)比較流行的虛擬現(xiàn)實(shí)軟件WebMax：最大特點(diǎn)在于它的壓縮比，號(hào)稱可以達(dá)到150：1，因此成品的文件量較小，網(wǎng)絡(luò)發(fā)布上有天生的優(yōu)勢(shì)，畫(huà)面方面也比較細(xì)膩，互動(dòng)方面需要配合一些代碼編寫(xiě)能力，擴(kuò)展性也較強(qiáng)，而且對(duì)客戶端機(jī)器的配置要求很低，憑借軟件永久免費(fèi)的理念，WebMax在國(guó)內(nèi)有著大批的粉絲。

VRPIE：人性化程度好，軟件成熟度高，上手快，一些簡(jiǎn)單的互動(dòng)不需要編程即可完成，軟件也提供編程接口。

Converse3D：最晚出現(xiàn)，一起步就提升到了Dx9的API圖形接口上，免費(fèi)版僅有模型面數(shù)的限制，連惱人的官方logo都消失了，率先提出了“一個(gè)場(chǎng)景，一個(gè)社區(qū)”的概念,領(lǐng)先業(yè)界開(kāi)發(fā)出了Web3D在線多人互動(dòng)交流功能。六、虛擬現(xiàn)實(shí)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)流程1、制作低模2、展UV并繪制貼圖3、燈光渲染烘焙貼圖4、vr軟件中交互設(shè)置創(chuàng)建燈光系統(tǒng)，設(shè)置全局照明，為場(chǎng)景設(shè)定照明效果；測(cè)試渲染并不斷調(diào)整燈光參數(shù)，達(dá)到滿意的渲染效果；烘焙貼圖，PS中對(duì)烘焙出的貼圖做進(jìn)一步的修改調(diào)整；將烘焙好貼圖的模型導(dǎo)入VR軟件進(jìn)行下一階段的制作。模型導(dǎo)入VRP并進(jìn)行檢查和調(diào)整；VRP中進(jìn)行材質(zhì)與貼圖的后期編輯，

主要對(duì)鏤空貼圖、水面、玻璃和金屬等材質(zhì)屬性進(jìn)行設(shè)置；VRP中制作天空、陽(yáng)光系統(tǒng)及其其他視覺(jué)特效；創(chuàng)建角色動(dòng)畫(huà)；制作景區(qū)場(chǎng)景交互；創(chuàng)建行走相機(jī)并制作攝相機(jī)路徑動(dòng)畫(huà)；VRP中制作系統(tǒng)的運(yùn)行界面，

包括背景界面元素、交互按鈕和背景音樂(lè)的制作；加入視頻、和flash等媒體，并與模型、按鈕進(jìn)行交互的鏈接；前期系統(tǒng)設(shè)計(jì)與準(zhǔn)備工作展UV，主要用到UnwrapUVW修改器；Photoshop軟件中合成模型的固有色貼圖；3dsmax中賦予材質(zhì)和貼圖并調(diào)整貼圖位置。古建筑房屋閣樓低模；地形、地面、池塘等；樹(shù)木和植被和雕塑等面片模型；人物、動(dòng)物等角色的低模的制作。1、與項(xiàng)目投資單位溝通并進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)；2、收集整理規(guī)劃圖、效果圖、現(xiàn)場(chǎng)照片；3、撰寫(xiě)并錄制需要的解說(shuō)詞

；4、制作相關(guān)介紹的專題片和其他媒體資料；虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在軍事心理學(xué)中的應(yīng)用369000，0.26s一、戰(zhàn)后PTSD的康復(fù)PTSD的發(fā)病率：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-threeWLparticipantscompletedrandomlyassignedtreatmentfollowingthewaitingperiod對(duì)飛行恐懼的治療作用.Treatmentconsistedof4sessionsofanxietymanagementtrainingfollowedeitherbyexposuretoavirtualairplane(VRE)oranactualairplaneattheairport(SE)conductedover6weeks.ResultsindicatethatVREwassuperiortoWLonallmeasures,includingwillingnesstoflyontheposttreatmentflight(76%forVREandSE;20%forWL).VREandSEwereessentiallyequivalentonstandardizedquestionnaires,willingnesstofly,anxietyratingsduringtheflight,self-ratingsofimprovement,andpatientsatisfactionwithtreatment.Follow-upassessmentsat6and12monthsindicatedthattreatmentgainsweremaintained,withmorethan70%ofrespondentsfrombothgroupsreportingcontinuedflyingatfollow-up.Basedonthesefindings,theuseofVREinthetreatmentofFOFwassupportedinthiscontrolledstudy,suggestingthatexperiencesinthevirtualworldcanchangeexperiencesintherealworld.應(yīng)激接種訓(xùn)練軍事環(huán)境模擬訓(xùn)練其它應(yīng)用模擬飛行-------數(shù)字化外場(chǎng)模擬駕駛恐怖癥焦慮癥………謝謝9、春去春又回，新桃換舊符。在那桃花盛