虚拟现实技术及其在军事心理学中的应用

虚拟现实技术

及其在军事心理学中的应用空军青岛航空医学鉴定训练中心田建全开发工具具与开发发流程虚拟现实实技术概念与特特征需求与应应用系统组成成一、什么么是虚拟拟现实？？“虚拟现现实”（（VirtualReality，简称VR）是近年年来出现现的高新新技术，，是指利利用计算算机和高高速多媒媒体系统统产生一一个三维空间间的虚拟世世界，提提供给用用户视觉、听觉、触觉等感官的的模拟，，使用户户有身临临其境的的感觉，，用户可可以从自自己的视视点出发发实时观观察虚拟拟空间的的事物，，并与之之发生交交互。国内也有有人译为为“灵境境”、““幻真””等，国国外同类类的术语语还有““虚拟环环境”、、“人工工现实””及“电电脑空间间”等。。虚拟现实实的技术术支撑虚拟现实实技术综综合了计算机图图形学、图像处理理与模式式识别、智能技术术、传感技术术、语音处理理与音响响技术、网络技术术等多门科科学，将将计算机机处理的的数化信信息变为为人们所所能感受受的具有有各种表表现形式式的多维维信息，，并通过过视、听听、触觉觉等感官官作用于于参与者者，使其其产生一一种与现现实一样样的感觉觉。它是人们们通过计计算机对复杂数数据进行行可视化化操作与与交互的一种全全新的方方式，与与传统的的人机界界面及流流行的视视窗操作作相比，，在技术术和思想想上都有有了质的的飞跃。。虚拟现实实有哪些些类型？？1桌面式虚拟现实cloud利用个人计算机和低端工作站进行仿真，将计算机屏幕作为用户观察虚拟环境的窗口。2沉浸式虚拟现实提供完全全沉浸的的体验，，用户被被虚拟环环境所包包围，有有一种完完全置身身其中的的感觉。。3增强性虚拟现实不仅利用VR来模拟现实世界、仿真现实世界，而且要用它来增强参与者对真实环境的感受，即增强现实中无法感知或不方便的感知。4分布式虚拟现实多个用户通过网络连在一起，同时参加一个虚拟空间，共同体验虚拟经历，将虚拟现实提高到一个更高的境界。二、虚拟拟现实技技术的应应用危险环境境中作业业科学研究究的可视视化医疗实验验与教学学可以使用用VR技术在有有放射、、有毒的的危险环环境中，，或者在在宇宙空空间进行行监控和和遥控作作业，处处理危险险的材料料，而不不会有任任何危险险。给研究者者的计算算过程提提供及时时的图形形化的反反馈，可可以让他他们观察察到方案案的整个个过程；；比如，，在美国国国家航航空和宇宇航局，，地质学学家应用用VR技术远程程分析火火星表面面的质地地构造。。直至目前前，医学学研究和和教学还还主要依依赖实体体解剖和和塑料模模型，由由计算机机生产的的3D人体模型型是进行行医学研研究和教教学的新新的方法法。比如，谷谷歌公司司在近期期推出了了人体浏浏览器，，可以全全方位地地观察人人体皮肤肤、肌肉肉、骨骼骼直至内内脏和神神经。在在谷歌Chrome浏览器里里输入http:///bodybrowser..//二、虚拟拟现实的的应用---------教育应用用教育与培培训方面面的应用用：最普普遍的实实例是战战争模拟拟，可以以凸显出出训练环环境的优优势，还还可以进进行现实实中无法法开展的的危险战战争的模模拟。此此种模拟拟训练比比真实的的训练更更安全，，代价更更低。VR在教育中中的应用用，依据据教育环环境不同同，划分分为：虚虚拟校园园、虚拟拟教室、、虚拟实实验室、、虚拟图图书馆扩展阅读读：《虚拟现实实教育应应用探析析》《桌面式虚虚拟现实实教学课课件的快快速制作作》《交互性虚虚拟教室室的设计计与实现现》《基于3dmax和VRP--Builder平台的数数字校园园虚拟漫漫游系统统的设计计与实现现》教育培训训中的应应用用于汽车车组装培培训的增增强型虚虚拟现实实系统虚拟现实实技术在在教育行行业的应应用——虚拟技能能实训虚拟技能能培训包包括：虚拟军事事作战技技能；虚拟医疗疗操作技技能；虚拟体育育竞赛技技能；虚拟导游游实训技技能；仿真数控控机床操操作技能能；虚拟飞行行驾驶培培训；虚拟汽车车驾驶技技能；果树虚拟拟栽培技技能；电器仿真真维修技技能等。。成功应用用：虚拟飞机机驾驶训训练系统统：学员员可以反反复操作作控制设设备，学学习在各各种天气气情况下下驾驶飞飞机起飞飞、降落落，通过过反复训训练，达达到熟练练掌握驾驾驶技术术的目的的。二、虚拟拟现实技技术的应应用——行业应用用实例了解行业业应用现现状及优优秀案例例，推荐经常常关注如如下网站站可以到高高老师博博客，直直接访问问这些网网站：http：////gaobk虚拟现实实主体网网站三、虚拟拟现实的的基本特特征多感知性性（Multi-sensory）：用户户除了视视觉感知知外，还还可以有有听觉、、力觉、、触觉、、运动的的感知，，甚至包包括味觉觉、嗅觉觉等人类类所具有有的其他他感知功功能。浸没感（（Immersion）：让用用户有一一种临场场的感觉觉，真实实的感觉觉，如同同现实世世界中一一样。交互性（（Interactivity）：用户户可以对对虚拟环环境中的的物体进进行操作作并可以以得到及及时的反反馈，比比如抓东东西的过过程，又又比如刚刚刚开始始流行的的体感游游戏。构想性（（imagination）：让用用户有广广阔的可可想象空空间，拓拓展人类类认知范范围，不不仅可以以再现真真实存在在的环境境，也可可以随意意构想出出不存在在的环境境。多感知性（Multi-sensory）用户除了视觉感知外，还可以有听觉、力觉、触觉、运动的感知，甚至包括味觉、嗅觉等人类所具有的其他感知功能。浸没感（Immersion）让用户有一种临场的感觉，真实的感觉，如同现实世界中一样。交互性（Interactivity）用户可以对虚拟环境中的物体进行操作并可以得到及时的反馈，比如抓东西的过程，又比如刚刚开始流行的体感游戏。构想性（imagination）让用户有广阔的可想象空间，拓展人类认知范围，不仅可以再现真实存在的环境，也可以随意构想出不存在的环境。四、虚拟拟现实系系统的构构成【虚拟现实实环境】【高性能的的计算机机】以头盔、、显示器器为核心心的【视觉系统统】以语音识识别、声声音合成成与定位位为核心心的【听觉系统统】以方位跟跟踪器、、数据手手套、数数据衣服服为主体体的身体体方位和和姿势【跟踪设备备】味觉、嗅嗅觉、触触觉与力力觉【反馈系统统】虚拟现实实设备三维空间间跟踪定定位器三维空间间交互球球数据手套套头盔显示示器立体显示示器多通道立立体投影影系统华北水利利水电大大学虚拟拟现实三三通道立立体投影影系统国家农业业信息中中心双通通道立体体系统三通道立立体环幕幕投影系系统关键键设备介介绍必备硬件件设备：：1.工程投影影机2.专业金属属投影屏屏幕3.高端三维维图形处处理集群群4.三通道高高清媒体体播放机机5.六通道立体体数字图图像融合合机6.5..1声道立体体音响7.偏振立体体眼镜和和立体镜镜片8.千兆交换换机、矩矩阵切换换器9.操控台、、UPS和KVM前置立体体声音箱箱120度柱面金金属幕系统操作作台工作站机机柜6台投影机机，被动动式立体体投影观众席后置立体体声音箱箱后置立体体声音箱箱整体布局局3通道组成成一个120度的环幕幕画面，，环幕弧弧长9-12米，幕布布高度为为2.5--3.0米，整个个展示环环境为一一个大画画面无缝缝拼接投投影系统统。投影亮度度指标：：考虑到偏偏振式立立体投影影方式，，透光率率在50%以上，单单台亮度度不低于于6000流明，对对比度不不低于1000:1。立体模式式指标：：采用偏振被动动式立体模式式，景深深和立体体程度可可调。噪音指标标：整机工作作时，观观众位置置的投影影机噪音音不超过过30分贝。主机系统统指标：：高性能图图形工作作站，可可运行海海量数据据的仿真真系统软软件，运行500万面的场景，，画面刷刷新率超超过30FPS。网络运算算指标：：同步运算算时，不不同主机机间的同同步延时时不超过过0.02秒，画面面连续性性好，无抖动或或丢帧现现象。配套软件件虚拟现实实播放器器虚拟现实实编辑器器立体投影影模块SDK二次开发发工具包包平面设计计软件三维建模模软件其他软件件配套设备备数据手套套位置跟踪踪器数据头盔盔眼动仪力反馈系系统立体快速速成型机机三维扫描描仪裸眼立体体电视其他设备备洞穴式虚虚拟环境境VR6系列眼动动仪ASL可以将微微型眼动动光学模模块集成成到虚拟拟现实头头带显示示器（HMD）里面，，集成光光学模块块是虚拟拟现实头头盔最理理想的应应用产品品，他可可以轻易易的装进进任何合合适的设设备里。。头盔显示示器也叫叫数据头头盔、头头戴式显显示器。。顾名思思义，头头盔显示示器是一一种头戴戴式的图图形显示示与观察察设备，，它的原原理是将将小型2维显示器器所产生生的影像像藉由光光学系统统放大。头盔显示示器（HMD）6自由度位位置跟踪踪器位置跟踪踪器是用用于空间间跟踪与与定位的的装置，，一般与与其他VR设备结合合使用，，如：数数据头盔盔、立体体眼镜、、数据手手套等。。增强现实实增强现实实（AR），也被被称之为为混合现现实。它它通过电电脑技术术，将虚虚拟的信信息应用用到真实实世界，，真实的的环境和和虚拟的的物体实实时地叠叠加到了了同一个个画面或或空间同同时存在在。它是一种种3D体感摄影影机(开发代号号“ProjectNatal”)，同时，它它导入了了即时动动态捕捉捉、影像像辨识、、麦克风风输入、、语音辨辨识、社社群互动动等功能能。伴随Kinect名称的正正式发布布，Kinect还推出了了多款配配套游戏戏，包括括Lucasarts出品的《星球大战战》、MTV推出的跳跳舞游戏戏、宠物物游戏、、运动游游戏《KinectSports》、冒险游游戏《KinectAdventure》、赛车游游戏《Joyride》等唐·马特里克克还说：：“先前前，有种种障碍把把电动游游戏玩家家和所有有人都分分隔了开开，”““现在，，有了Natal，大家都都能加入入游戏，，使用发发明史上上最棒的的遥控器器——你。五、虚拟拟现实软软件Quset3DVRP目前国内内比较流流行的虚虚拟现实实软件WebMax：最大特点点在于它它的压缩缩比，号号称可以以达到150：1，因此成成品的文文件量较较小，网网络发布布上有天天生的优优势，画画面方面面也比较较细腻，，互动方方面需要要配合一一些代码码编写能能力，扩扩展性也也较强，，而且对对客户端端机器的的配置要要求很低低，凭借借软件永永久免费费的理念念，WebMax在国内有有着大批批的粉丝丝。VRPIE：人性化程程度好，，软件成成熟度高高，上手手快，一一些简单单的互动动不需要要编程即即可完成成，软件件也提供供编程接接口。Converse3D：最晚出现现，一起起步就提提升到了了Dx9的API图形接口口上，免免费版仅仅有模型型面数的的限制，，连恼人人的官方方logo都消失了了，率先先提出了了“一个个场景，，一个社社区”的的概念,领先业界界开发出出了Web3D在线多人人互动交交流功能能。六、虚拟拟现实项项目开发发流程1、制作低低模2、展UV并绘制贴贴图3、灯光渲渲染烘焙焙贴图4、vr软件中交交互设置置创建灯光光系统，，设置全全局照明明，为场场景设定定照明效效果；测试渲染染并不断断调整灯灯光参数数，达到到满意的的渲染效效果；烘焙贴图图，PS中对烘焙焙出的贴贴图做进进一步的的修改调调整；将烘焙好好贴图的的模型导导入VR软件进行行下一阶阶段的制制作。模型导入入VRP并进行检检查和调调整；VRP中进行材材质与贴贴图的后后期编辑辑，主要对镂镂空贴图图、水面、玻玻璃和金金属等材材质属性性进行设设置；VRP中制作天天空、阳阳光系统统及其其其他视觉觉特效；；创建角色色动画；；制作景区区场景交交互；创建行走走相机并并制作摄摄相机路路径动画画；VRP中制作系系统的运运行界面面，包括背景景界面元元素、交交互按钮钮和背景景音乐的的制作；；加入视频频、和flash等媒体，，并与模模型、按按钮进行行交互的的链接；；前期系统统设计与与准备工工作展UV，主要用用到UnwrapUVW修改器；；Photoshop软件中合合成模型型的固有有色贴图图；3dsmax中赋予材材质和贴贴图并调调整贴图图位置。。古建筑房房屋阁楼楼低模；；地形、地地面、池池塘等；；树木和植植被和雕雕塑等面面片模型型；人物、动动物等角角色的低低模的制制作。1、与项目投投资单位位沟通并并进行系系统设计计；2、收集整理理规划图图、效果果图、现现场照片片；3、撰写并录录制需要的解说词；4、制作相相关介绍的专专题片和其他媒媒体资料料；虚拟现实实技术在在军事心心理学中中的应用用369000，0.26s一、战后后PTSD的康复PTSD的发病率率：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