虛擬現(xiàn)實感知的技術應用和虛擬化具身

作者：國泰安學前教育 2018-09-28 10:20:59

云計算

虛擬化 虛擬現(xiàn)實技術什么時候才能走進我們的生活，成為我們平常生活中隨時可以應用的一種工具?現(xiàn)在我?guī)阕哌M虛擬現(xiàn)實的世界，讓我們一起感受虛擬現(xiàn)實在生活中的體驗。

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虛擬現(xiàn)實技術的興起，這兩年已經(jīng)成為了一種高科技、時尚的代名詞。虛擬現(xiàn)實技術什么時候才能走進我們的生活，成為我們平常生活中隨時可以應用的一種工具?現(xiàn)在我?guī)阕哌M虛擬現(xiàn)實的世界，讓我們一起感受虛擬現(xiàn)實在生活中的體驗。

一、虛擬電子媒體

每天早上醒來，我們只需要聲控“打開新聞”，就會在我們所處的臥室、客廳、廚房、衛(wèi)生間出現(xiàn)一道看不見的電子墻，實現(xiàn)全4維空間播放我們感興趣的實事、經(jīng)濟、科技、娛樂、天氣等新聞，就像我們在現(xiàn)場一般。當你乘坐公共交通時，只需在入口處掃描二維碼，在手機上打開應用，就可以不需要拿著手機，而是在你面前出現(xiàn)一個屏幕，你可以隨意觀看你感興趣的文字、圖像、音頻、視頻等，而且只有你自己能看見、聽得見，周圍的人不受任何影響。

二、駕駛的應用

當你準備駕車時，只需要打開車載的虛擬現(xiàn)實的交通地圖。根據(jù)你的目的地的設定，會在虛擬現(xiàn)實地圖里，顯示你經(jīng)過的路線。在駕駛過程中隨時會提醒，可能會出現(xiàn)的的道路擁堵情況及建議繞行路線等，并顯示在虛擬現(xiàn)實地圖中。并且會對線路上提前預警各種危險情況及緊急情況等。對于沿路的咖啡廳、加油站、洗車店等進行提示行進路線等。

三、教育行業(yè)應用

網(wǎng)絡課堂的應用，不需要你步入學堂。打開虛擬現(xiàn)實技術，你定制的教學內容和指定的老師出現(xiàn)在你面前。老師將對你進行一對一的互動教學，并且可以在教學中實現(xiàn)各種集聲、光、電結合的教學模式，改變了傳統(tǒng)的枯燥教學模式，使得學生更容易對教學感興趣和理解。

四、虛擬現(xiàn)實運動

利用虛擬現(xiàn)實傳感技術，實現(xiàn)你在在森林、公園、海邊等場景的跑步模式;實現(xiàn)你在群山峻嶺中爬山、過橋、淌水等模式;實現(xiàn)你在大海場景中游泳、潛泳、沖浪等模式;實現(xiàn)你在籃球運動場景下，進行投籃、防守、比賽模式;實現(xiàn)你在高爾夫球模式下?lián)]桿練習，和老虎伍茲比賽等等。

五、虛擬視頻會議

總公司與分公司準備召開會議，只需要在不同的地方，打開虛擬現(xiàn)實技術會議設備，就可以實現(xiàn)不同地方的同事坐在一切開會，并且可以利用虛擬演示技術，就某個技術和商業(yè)應用進行演示，就像大家坐在一起是一樣的。

六、娛樂應用模式

電影虛擬現(xiàn)實技術已不再是單純的3D或4D模式下，看到聲音和圖像了，而是利用了更高級的嗅覺模式和觸覺模式，讓你參與到電影中來。演唱會模式，你不再需要乘坐交通工具遠赴你想去的演唱會了，利用虛擬現(xiàn)實技術，與更多的粉絲一起搖擺、吶喊。

七、游戲模式應用

游戲很重要的一個體驗就是參與，利用虛擬現(xiàn)實技術，你可以進入到游戲中，成為游戲的一個角色。打一場真槍實彈的虛擬現(xiàn)實游戲，感受炸彈在身邊爆炸的威力，打出劃過對方身體的一發(fā)子彈，開著光速般的極限飛車穿越城市街道，乘坐宇宙飛船翱翔在太空中并實現(xiàn)太空漫步，這都是我等這些普通人只能在游戲中體驗到的。

八、醫(yī)療技術應用

虛擬現(xiàn)實技術在醫(yī)療行業(yè)的應用，將有更大的市場前景。對于心理疾病的治療，特別是焦慮癥、抑郁癥、恐懼癥的治療，已經(jīng)取得了一些成果。今后可能會應用到更多的醫(yī)療教學中，比如進行腦科、外科手術訓練中，提高醫(yī)科生和醫(yī)生的手術操作水平。進行經(jīng)絡學和內臟疑難雜癥的分析、演示、治療。

九、旅游行業(yè)應用

利用虛擬現(xiàn)實技術應用，讓遠在千里之外的游客，身臨其境地在不同的湖泊、山峰、海邊、城市中身臨其境的看到各種不同的風景，感受不同的異域風情。隨時隨地利用虛擬現(xiàn)實技術，讓游客隨時隨地進入到大英博物館、埃及金字塔、中國兵馬俑、法國盧浮宮中，感受歷史和文化的積淀旅游。

讓身體進入虛擬空間

現(xiàn)在的高端頭顯都配有手柄控制器，GoogleDaydream也有自己的定制體感游戲手柄，可以在游戲時以震動來給出操作反饋。Tesla Suit和Hardlight VR等公司研發(fā)了全身觸感套裝，在我們探索虛擬世界時，這種套裝可以在我們身體的特定區(qū)域給予觸覺反饋，還可以獲得冷和熱的溫度感知。不過這種觸覺反饋技術要變得大眾化還有很長一段路，光憑觸覺套裝也不能直接讓人獲得真實的虛擬體驗。

關于要如何讓人認為自己的身體真的進入了虛擬世界的研究目前被稱為——虛擬性具身(virtualembodiment)，即指在虛擬世界中擁有身體感知。

這是一個復雜而且少有人涉足過的新研究領域，但是其關注使用一系列的具體技術：虛擬呈現(xiàn)、虛擬化身、故事敘述、觸覺以及其他微妙的視覺、聽覺和感官線索來讓你感覺像自己的思維進入了另一個物體，或許是你的虛擬化身、或者其他的虛擬事物。

身體與思維的關系

研究表明，我們會認為虛擬身體和真實身體一樣重要，例如，如果你有一個肥胖的虛擬化身，你會感到自卑和抑郁。如果你有一個纖細苗條的化身形象，你日常生活會更加注意飲食和鍛煉。

定義虛擬性具身(Virtual Embodiment)

具身最基本和最經(jīng)典的定義是結構耦合。你與特定形式的結構建立起聯(lián)系，例如一個身體。你在現(xiàn)實生活中移動肢體，而虛擬肢體能夠模仿你的行動。就這樣，你在虛擬現(xiàn)實中具身化了。例如，你在現(xiàn)實世界中用雙手移動控制器，虛擬世界中就呈現(xiàn)出你移動你的雙手。

接下來，是歷史性具身，也就是說虛擬世界中有歷史，它會記得你之前做過的事情?？藏悹柵e例說，你在VR里所涂畫的東西，在一天、一周、一年后它仍然會存在那里。

最后，坎貝爾說：“社交具身是指你與VR中的真實的或人工的物體進行交互。這些交互的行為很逼真，這樣你會相信你能與虛擬世界中的物體進行接觸?！?/p>

為什么具身研究如此重要?坎貝爾解釋說：“虛擬環(huán)境中人或者代理越具身，他們感知環(huán)境和與環(huán)境交互的能力就越重要。”

社交與教育

坎貝爾主要關注娛樂和教育環(huán)境中的社交合作。他說：“我正在研究在教育中使用遙在(telepresence)和虛擬現(xiàn)實，以及探索如何讓身處愛爾蘭的我給中國學生遠程教學，采用Kinect這樣的技術對我進行實時掃描，讓我出現(xiàn)在中國的教室，同時通過一些投影機讓我看到中國教室的情況。

遠程教學對老師來說會很有用。但是接下來的挑戰(zhàn)是社交中的復雜性，比如面部表情。

遠程指令

想象一下，能夠遠程控制機械，或者從數(shù)千公里之外處理家務，這將會對工作，通勤和社交產(chǎn)生巨大的影響。

這是坎貝爾特別感興趣的一個領域，他正通過具身研究來協(xié)助遠“遙在”或遠程機器人，這正是VR和AR的應用領域。這允許一個領域的專家以AR的方式遠程出現(xiàn)在非專業(yè)人士旁邊，幫助他執(zhí)行復雜的任務。DAQRI希望把這項技術應用在醫(yī)療和工業(yè)領域，但你可以想象出更多的潛在應用?！?/p>

坎貝爾解釋說，如果油管道意外破裂，而設計石油管道的工程師位于另一個國家，這時當?shù)氐墓こ處熆梢郧巴蘩砉艿?，設計工程師可以通過VR，AR或360度影像實時提供建議。

如上所述，這項技術可以帶來“臨場感”(presence)。但具身研究的意義是確保體驗更具沉浸感，更加逼真，以及更加真實，去提供不受技術所限制的幫助。

遠程專家需要通過手勢指導非專家人士進行操作。專家需要被進行三維重建，傳輸?shù)剿枰霈F(xiàn)的地方，這樣的具身可以讓他們能夠操作任何復雜的問題。這會帶來巨大的影響，有可能顛覆一系列的行業(yè)。美國宇航局已經(jīng)有一個可以遠程操控的機器研究手臂來進行太空探索，而且正在推廣到工程和醫(yī)療等領域。

坎貝爾相信，這種遠程呈現(xiàn)技術將對醫(yī)療行業(yè)和科技進步帶來巨大的影響。他說：“我希望在未來探索的一個解決方案是運用完整全息投影。醫(yī)療專業(yè)人士已經(jīng)向我提了這個建議，他們希望通過使用全尺寸的投影儀來與患者見面。有了這樣的技術，醫(yī)生將能更好地診療病人?！?/p>

具身的挑戰(zhàn)

虛擬化具身對我們的積極影響是顯而易見的，當然其負面影響也不難發(fā)現(xiàn)。

一些評論家認為，隨著VR頭顯越來越普遍，體驗越來越沉浸，社交隔離會是一個問題。但許多業(yè)內人士相信，社會隔離只是過于的擔憂。

另一個重點討論問題是，用戶在探索虛擬世界后對自己的身體的隔斷和分離。

在那時，我們或許需要防止沉迷。但是與傳統(tǒng)的游戲沉迷不同，在VR中，用戶的行為與現(xiàn)實世界是相同的，因此可以快速消除經(jīng)常導致人們成癮的傳統(tǒng)多巴胺循環(huán)。

VR游戲中的行走都是真實的走動，而例如，如果你想要在VR中打通一關游戲，你需要付出大量的體力勞動，你會很容易疲勞，這樣就不會沉迷太長時間。當然，就像很多人會健身成癮一樣，你也可能喜歡上這種疲勞的感覺?？藏悹栔赋?，游戲設計師需要保證玩家能在游戲中獲得真正的回報，并且不能把游戲設計得一開始很難，然后越來越輕松。

我們隨后與VR工作室Rewind的創(chuàng)始人兼執(zhí)行總監(jiān)索爾·羅杰斯(Sol Rogers)討論了這些困惑。他說：“我們已經(jīng)花了數(shù)百年的時間來研究人類與現(xiàn)實世界的交互，我們很可能需要同樣的時間來研究人類在虛擬現(xiàn)實中的行為以及這些行為帶來的影響?！?/p>

但是他希望人們對VR感到興奮而不是恐懼。羅杰斯認為：“因為我們只能推測VR的影響，我們就不能激進地大肆推廣，而應該謹慎前進?！薄皟热輨?chuàng)造者需要進行自我約束，我們也需要一個監(jiān)管體系。最終我們還是需要更多的研究，更多的時間來了解VR帶來的影響?！?/p>

打造提升具身感內容

羅杰斯補充道，技術只是這個對等方程式的一半，他的工作是保證內容講述最好的故事，“內容也是打造沉浸感的關鍵，雖然技術很重要，但是如果內容體驗不好，用戶也不會相信虛擬環(huán)境?！?/p>

隨著坎貝爾及其他團隊的不懈努力，隨著科技的不斷發(fā)展，頭顯會變得更加輕盈，視覺、聽覺、嗅覺觸覺、味覺都能一一實現(xiàn)，全息傳送變得更加便捷，或許只有遙不可及的天空才是人類的極限。

參考

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1594251048908099373&wfr=spider&for=pc

http://tech.ifeng.com/a/20171023/44726676_0.shtml

文章標題：虛擬現(xiàn)實感知的技術應用和虛擬化具身
標題路徑：http://fisionsoft.com.cn/article/cojeogc.html