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虚拟现实感知的技术应用和虚拟化具身

虚拟现实技术什么时候才能走进我们的生活,成为我们平常生活中随时可以应用的一种工具?现在我带你走进虚拟现实的世界,让我们一起感受虚拟现实在生活中的体验。

作者:国泰安学前教育来源:国泰安学前教育|2018-09-28 10:20

【51CTO技术沙龙】10月27日,让我们共同探索AI场景化应用实现之道

虚拟现实技术的兴起,这两年已经成为了一种高科技、时尚的代名词。虚拟现实技术什么时候才能走进我们的生活,成为我们平常生活中随时可以应用的一种工具?现在我带你走进虚拟现实的世界,让我们一起感受虚拟现实在生活中的体验。

一、虚拟电子媒体

每天早上醒来,我们只需要声控“打开新闻”,就会在我们所处的卧室、客厅、厨房、卫生间出现一道看不见的电子墙,实现全4维空间播放我们感兴趣的实事、经济、科技、娱乐、天气等新闻,就像我们在现场一般。当你乘坐公共交通时,只需在入口处扫描二维码,在手机上打开应用,就可以不需要拿着手机,而是在你面前出现一个屏幕,你可以随意观看你感兴趣的文字、图像、音频、视频等,而且只有你自己能看见、听得见,周围的人不受任何影响。

二、驾驶的应用

当你准备驾车时,只需要打开车载的虚拟现实的交通地图。根据你的目的地的设定,会在虚拟现实地图里,显示你经过的路线。在驾驶过程中随时会提醒,可能会出现的的道路拥堵情况及建议绕行路线等,并显示在虚拟现实地图中。并且会对线路上提前预警各种危险情况及紧急情况等。对于沿路的咖啡厅、加油站、洗车店等进行提示行进路线等。

三、教育行业应用

网络课堂的应用,不需要你步入学堂。打开虚拟现实技术,你定制的教学内容和指定的老师出现在你面前。老师将对你进行一对一的互动教学,并且可以在教学中实现各种集声、光、电结合的教学模式,改变了传统的枯燥教学模式,使得学生更容易对教学感兴趣和理解。

四、虚拟现实运动

利用虚拟现实传感技术,实现你在在森林、公园、海边等场景的跑步模式;实现你在群山峻岭中爬山、过桥、淌水等模式;实现你在大海场景中游泳、潜泳、冲浪等模式;实现你在篮球运动场景下,进行投篮、防守、比赛模式;实现你在高尔夫球模式下挥杆练习,和老虎伍兹比赛等等。

五、虚拟视频会议

总公司与分公司准备召开会议,只需要在不同的地方,打开虚拟现实技术会议设备,就可以实现不同地方的同事坐在一切开会,并且可以利用虚拟演示技术,就某个技术和商业应用进行演示,就像大家坐在一起是一样的。

六、娱乐应用模式

电影虚拟现实技术已不再是单纯的3D或4D模式下,看到声音和图像了,而是利用了更高级的嗅觉模式和触觉模式,让你参与到电影中来。演唱会模式,你不再需要乘坐交通工具远赴你想去的演唱会了,利用虚拟现实技术,与更多的粉丝一起摇摆、呐喊。

七、游戏模式应用

游戏很重要的一个体验就是参与,利用虚拟现实技术,你可以进入到游戏中,成为游戏的一个角色。打一场真枪实弹的虚拟现实游戏,感受炸弹在身边爆炸的威力,打出划过对方身体的一发子弹,开着光速般的极限飞车穿越城市街道,乘坐宇宙飞船翱翔在太空中并实现太空漫步,这都是我等这些普通人只能在游戏中体验到的。

八、医疗技术应用

虚拟现实技术在医疗行业的应用,将有更大的市场前景。对于心理疾病的治疗,特别是焦虑症、抑郁症、恐惧症的治疗,已经取得了一些成果。今后可能会应用到更多的医疗教学中,比如进行脑科、外科手术训练中,提高医科生和医生的手术操作水平。进行经络学和内脏疑难杂症的分析、演示、治疗。

九、旅游行业应用

利用虚拟现实技术应用,让远在千里之外的游客,身临其境地在不同的湖泊、山峰、海边、城市中身临其境的看到各种不同的风景,感受不同的异域风情。随时随地利用虚拟现实技术,让游客随时随地进入到大英博物馆、埃及金字塔、中国兵马俑、法国卢浮宫中,感受历史和文化的积淀旅游。

让身体进入虚拟空间

现在的高端头显都配有手柄控制器,GoogleDaydream也有自己的定制体感游戏手柄,可以在游戏时以震动来给出操作反馈。Tesla Suit和Hardlight VR等公司研发了全身触感套装,在我们探索虚拟世界时,这种套装可以在我们身体的特定区域给予触觉反馈,还可以获得冷和热的温度感知。不过这种触觉反馈技术要变得大众化还有很长一段路,光凭触觉套装也不能直接让人获得真实的虚拟体验。

关于要如何让人认为自己的身体真的进入了虚拟世界的研究目前被称为——虚拟性具身(virtualembodiment),即指在虚拟世界中拥有身体感知。

这是一个复杂而且少有人涉足过的新研究领域,但是其关注使用一系列的具体技术:虚拟呈现、虚拟化身、故事叙述、触觉以及其他微妙的视觉、听觉和感官线索来让你感觉像自己的思维进入了另一个物体,或许是你的虚拟化身、或者其他的虚拟事物。

身体与思维的关系

研究表明,我们会认为虚拟身体和真实身体一样重要,例如,如果你有一个肥胖的虚拟化身,你会感到自卑和抑郁。如果你有一个纤细苗条的化身形象,你日常生活会更加注意饮食和锻炼。

定义虚拟性具身(Virtual Embodiment)

具身最基本和最经典的定义是结构耦合。你与特定形式的结构建立起联系,例如一个身体。你在现实生活中移动肢体,而虚拟肢体能够模仿你的行动。就这样,你在虚拟现实中具身化了。例如,你在现实世界中用双手移动控制器,虚拟世界中就呈现出你移动你的双手。

接下来,是历史性具身,也就是说虚拟世界中有历史,它会记得你之前做过的事情。坎贝尔举例说,你在VR里所涂画的东西,在一天、一周、一年后它仍然会存在那里。

最后,坎贝尔说:“社交具身是指你与VR中的真实的或人工的物体进行交互。这些交互的行为很逼真,这样你会相信你能与虚拟世界中的物体进行接触。”

为什么具身研究如此重要?坎贝尔解释说:“虚拟环境中人或者代理越具身,他们感知环境和与环境交互的能力就越重要。”

社交与教育

坎贝尔主要关注娱乐和教育环境中的社交合作。他说:“我正在研究在教育中使用遥在(telepresence)和虚拟现实,以及探索如何让身处爱尔兰的我给中国学生远程教学,采用Kinect这样的技术对我进行实时扫描,让我出现在中国的教室,同时通过一些投影机让我看到中国教室的情况。

远程教学对老师来说会很有用。但是接下来的挑战是社交中的复杂性,比如面部表情。

远程指令

想象一下,能够远程控制机械,或者从数千公里之外处理家务,这将会对工作,通勤和社交产生巨大的影响。

这是坎贝尔特别感兴趣的一个领域,他正通过具身研究来协助远“遥在”或远程机器人,这正是VR和AR的应用领域。这允许一个领域的专家以AR的方式远程出现在非专业人士旁边,帮助他执行复杂的任务。DAQRI希望把这项技术应用在医疗和工业领域,但你可以想象出更多的潜在应用。”

坎贝尔解释说,如果油管道意外破裂,而设计石油管道的工程师位于另一个国家,这时当地的工程师可以前往修理管道,设计工程师可以通过VR,AR或360度影像实时提供建议。

如上所述,这项技术可以带来“临场感”(presence)。但具身研究的意义是确保体验更具沉浸感,更加逼真,以及更加真实,去提供不受技术所限制的帮助。

远程专家需要通过手势指导非专家人士进行操作。专家需要被进行三维重建,传输到他所需要出现的地方,这样的具身可以让他们能够操作任何复杂的问题。这会带来巨大的影响,有可能颠覆一系列的行业。美国宇航局已经有一个可以远程操控的机器研究手臂来进行太空探索,而且正在推广到工程和医疗等领域。

坎贝尔相信,这种远程呈现技术将对医疗行业和科技进步带来巨大的影响。他说:“我希望在未来探索的一个解决方案是运用完整全息投影。医疗专业人士已经向我提了这个建议,他们希望通过使用全尺寸的投影仪来与患者见面。有了这样的技术,医生将能更好地诊疗病人。”

具身的挑战

虚拟化具身对我们的积极影响是显而易见的,当然其负面影响也不难发现。

一些评论家认为,随着VR头显越来越普遍,体验越来越沉浸,社交隔离会是一个问题。但许多业内人士相信,社会隔离只是过于的担忧。

另一个重点讨论问题是,用户在探索虚拟世界后对自己的身体的隔断和分离。

在那时,我们或许需要防止沉迷。但是与传统的游戏沉迷不同,在VR中,用户的行为与现实世界是相同的,因此可以快速消除经常导致人们成瘾的传统多巴胺循环。

VR游戏中的行走都是真实的走动,而例如,如果你想要在VR中打通一关游戏,你需要付出大量的体力劳动,你会很容易疲劳,这样就不会沉迷太长时间。当然,就像很多人会健身成瘾一样,你也可能喜欢上这种疲劳的感觉。坎贝尔指出,游戏设计师需要保证玩家能在游戏中获得真正的回报,并且不能把游戏设计得一开始很难,然后越来越轻松。

我们随后与VR工作室Rewind的创始人兼执行总监索尔·罗杰斯(Sol Rogers)讨论了这些困惑。他说:“我们已经花了数百年的时间来研究人类与现实世界的交互,我们很可能需要同样的时间来研究人类在虚拟现实中的行为以及这些行为带来的影响。”

但是他希望人们对VR感到兴奋而不是恐惧。罗杰斯认为:“因为我们只能推测VR的影响,我们就不能激进地大肆推广,而应该谨慎前进。”“内容创造者需要进行自我约束,我们也需要一个监管体系。最终我们还是需要更多的研究,更多的时间来了解VR带来的影响。”

打造提升具身感内容

罗杰斯补充道,技术只是这个对等方程式的一半,他的工作是保证内容讲述最好的故事,“内容也是打造沉浸感的关键,虽然技术很重要,但是如果内容体验不好,用户也不会相信虚拟环境。”

随着坎贝尔及其他团队的不懈努力,随着科技的不断发展,头显会变得更加轻盈,视觉、听觉、嗅觉触觉、味觉都能一一实现,全息传送变得更加便捷,或许只有遥不可及的天空才是人类的极限。

参考

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

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

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【责任编辑:武晓燕 TEL:(010)68476606】

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