虚拟现实与第二人生part232

媒体心理学PartII：虚拟现实与第二人生1目录虚拟现实简介第二人生虚拟现实与心理学基于虚拟现实的人机交互及心理学研究侵入式虚拟现实技术在心理学研究中的应用21.虚拟现实VirtualReality，简称VR，利用计算机模拟产生三维空间的模拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身临其境一般，可以及时、无限制的观察三维空间内的物体。[wikipedia]在计算机软硬件及各种传感器(如高性能计算机、图形图象生成系统，以及特制服装、特制手套、特别眼镜等)的支持下生成一个逼真的、三维的、具有一定的视、听、触、嗅等感知能力的环境，便用户在这些软硬件设备的支持下，能以简捷、自然的方法与计算机所生成的‘虚拟’的世界中对象进行交互作用。它是现代高性能计算机系统、AI、CG、立体影象、立体声响、模拟仿真等技术综合集成的成果。目的是建立起一个更为和谐的人工环境‛。[汪成为]3重用技术突破41956:Sensorama(MortonHeilig)3Dvisuals,stereosound,wind,smell,littleinteraction.1961:HeadsightSystem(PhilcoCorp.)HeadMountedDisplay(HMD),headtracking,etc.1965:TheUltimateDisplay(IvanSutherland)StereoscopicHMD（真实感）,etc.1967:Grope(UniversityofNorthCarolina)6degreeoffreedomforcefeedback.1977:TheSayreGlove(Sandin,Sayre,DeFantiUniv.Illinois)Gesturerecognition.1987:VirtualCockpit(BritishAerospace)headandhandtracking,eyetracking,3Dvisuals,3Daudio,speechrecognition,etc.现代实现5混合现实(MixedReality)它是将真实环境和虚拟现实的景象结合起来的一种技术，既可减少生成复杂环境的开销，又便于对实际物体的操作。分布式虚拟现实环境在因特网环境下，充分利用各地资源的优势，协同开发虚拟现实的应用，如：美国大型军用交互仿真系统NPSNET及因特网上多人游戏MUD等。主要分支6桌面虚拟现实系统(DesktopVR)立体(Stereoscopitic)显示技术临境（沉浸式）虚拟现实系统(ImmersiveVR)利用头盔显示器把用户的视觉、听觉和其它感觉封闭起来混合型虚拟现实分布式虚拟现实(DistributedVR)分布式VR则是让不同的用户(参与者)共享同一个虚拟空间相关硬件（输入和输出）设备7输出视觉全沉浸式显示设备：headmounteddisplay(HMD)半沉浸式显示：armmounteddisplay；surroundscreenvirtualenvironment非沉浸式显示：projection-based；stereomonitor:useshutterglasses听觉触觉/力觉其它输入离散输入设备键盘连续输入设备：鼠标、数据手套等其它（混合式）2.第二人生8第二人生（SecondLife，英文缩写为SL）是一个基于因特网的虚拟世界，在2006年末和2007年初由于主流新闻媒体的报道而受到广泛的关注。通过由Linden实验室开发的一个可下载的客户端程序，用户，在游戏里叫做“居民”，可以通过可运动的虚拟化身互相交流。这套程序还在一个通常的元宇宙的基础上提供了一个高层次的社交网络服务。居民们可以四处逛逛，会碰到其他的居民，社交，参加个人或集体活动，制造和相互交易虚拟财产和服务。历史9第二人生由RealNetworks公司前CTOPhilipRosedale通过Linden实验室开发。最初的alpha测试版本叫做LindenWorld，于2002年上线，居民可以在里面建造一些东西，beta测试版本于2003年向公众开放。第二人生发展史上一些重要的日子：2007.3.26；五百万用户注册2009.9.23；玩家在虚拟世界中度过总时间超过10亿小时（115年）。特点10居民交流和通信有两种基于文本的交流方式：本地聊天和全局‚即时信息‛(IM)第二人生中最基本的移动方式是用脚。居民也可以乘坐交通工具；第二人生提供了很多交通工具。如果需要即时转移，居民可以直接瞬间移动(Teleport,通常简写为‚TP‛)一个特定的地点。经济和不动产第二人生有自己的经济体系和一种叫做Linden币的货币。截止到2007年2月份，美元对Linden币的汇率基本维持在一美元兑换270Linden币。居民可以制造新的商品或提供服务，然后在第二人生的虚拟世界里进行买卖。收费用户可以拥有自己的土地。特点（续）11创造和所有权世界里的绝大部分东西都是居民而不是Linden实验室创造的有一套3D建模工具，任何居民都可以利用它配以适当的技艺建造虚拟建筑，风景，交通工具，家具，机器等，这些东西可以使用，可以交换，可以出售第二人生还有一种脚本语言叫做Linden脚本语言，或者LSL创造某个物品的居民和拥有某个物品的居民有一些权利，就像现实世界中的版权一样，在一些方面还有所增强第二人生提供现场直播演奏音乐的功能，这样居民可以在家里或者工作室演奏有声音乐和乐器企业和组织例如：2007年早些时候，SwedishInstitute宣称他们要在第二人生中建立一个使馆。而瑞典外交部长，CarlBildt，也在他的博客里说他很希望能收到开馆典礼的邀请函。教育资费其它存在的问题和评判12因为第二人生处在持续开发中，而且任何拥有宽带接入的人都可以使用这个开放的环境，所以还是遇到了一些挑战的。这些挑战包括从技术性的服务器资源预算、道德上的色情交易问题到法律上的Linden币的合法地位等。2007年1月份，两篇发表在因特网上的文章把第二人生的经济体系比喻成金字塔模式。在同一个月，第二人生爆发了一场‚虚拟骚乱‛，骚乱的双方是法国激进组织民族阵线，这个组织已经在第二人生里建立了一个虚拟总部，主要包括第二人生左翼联盟，这是一个反资本主义的社会主义用户团体。此后，几个小型互联网组织宣称煽动了该骚乱。3.虚拟现实与心理学13基于虚拟现实的人机交互及心理学研究侵入式虚拟现实技术在心理学研究中的应用3.1基于虚拟现实的人机交互及心理学研究14功能真实感(环境表达的丰富程度)：广度(visibility,audibility,touch,smell)，深度(quality,fidelity)交互性(用户与环境的信息交换)：速度(updaterates,timelag)，映射(text,speech,gestures,complexbehaviorpatterns)作用沉浸感（Immersion）:能给人们以真实世界的感觉，全方位地沉浸在这个虚幻的世界中。交互（Interaction）:可以对使用者的输入作出反应。想象（Imagination）:用户和VR系统并行操作,发挥用户的创造性想象力。要求逼真的感觉：视觉，听觉，触觉，嗅觉等自然的交互：运动，姿势，语言，身体跟踪等个人的视点：用户的眼、耳、身所感到的感觉信息迅速的响应：感觉信息根据视点变化和用户输入及时更新理论（认知科学、计算机科学）15人类感觉特点及知觉机制虚拟现实中的心理加工机制人机交互的认知模型和分布式认知模型多通道人机交互的用户模型多通道人机交互的描述及语义模型虚拟环境中人机交互的时空模型技术和方法16涉及内容3D交互技术基于声音交互方法基干触觉的交互方法多通道人机交互的方法用户界面用户模型及软件体系结构用户界面可用性评估关键技术大规模数据的场景建模技术；动态实时的立体视觉、听觉等生成技术;三维定位、方向跟踪、触觉反馈等传感技术和设备；符合人类认知心理的三维自然交互技术;三维交互软件及系统集成技术心理学研究17作为一种新型人机交互形式，虚拟现实技术比以前任何计算模式都有希望彻底实现和谐的、‚以人为中心‛的人机界面。界面技术的每一次飞越都需要认知心理学成果的支撑。心理学的研究18人机交互-信息传递框架19GOMS20Goals:目标Operators:基本操作Methods:方法(多个)SelectionRules:选择方法的规则虚拟现实中人机交互的心理学模型21心理学模型认知系统：知觉、认知、运动认知或认识（Cognition）在心理学中是指通过形成概念、知觉、判断或想象等心理活动来获取知识的过程，即个体思维进行信息处理（informationprocessing）的心理功能。认知过程可以是自然的或人造的、有意识或无意识。认知模型：GOMS模型StuartCard，TomMoran和AllenNewell1983年《人机交互心理学》WIMP用户界面模型WIMP是由‚视窗‛（Window）、‚图标‛（Icon）、‚选单‛（Menu）以及‚指标‛（Pointer）所组成的缩写，其命名方式也指明了它所倚赖的四大互动元件。GOMS局限22用户的操作必须是精确的虚拟现实环境中用户的操作大多是非精确的对交互界面可用性评价的主要指标是时间交互有效性应该是更好的一个指标界面和应用分离虚拟现实交互界面必须和实际应用相结合3.2侵入式虚拟现实技术在心理学研究中的应用23侵入式虚拟环境第一种是利用计算机、多个投影系统、多个扬声器等设备构建虚拟环境,即洞穴式虚拟现实系统第二种是利用头盔呈现系统来实现虚拟环境认知领域24利用HMD或CAVE系统构建的浸入式虚拟环境使得心理学研究人员可以在实验室内研究距离、大小、场景、方位、知觉、导航等知觉。利用虚拟现实技术构造的虚拟环境与现实环境还是有一些差异性的,这种差异是否大到影响实验的结果,众多的学者对此进行了研究。实验25Ruddle等人(1997)复制了Thorndyke等人(1982)在现实环境中做的拐角效应(Route-AngularityEffect)实验,结果发现在虚拟的环境中得出了与真实环境中相一致的结果。Regian(1992)研究发现,那些在虚拟大楼中经过训练的被试,与那些在同样的条件下,但在真实的大楼中学习的被试相比,两组被试的学习效果没有差别。两组被试的学习效果都远远高于控制组被试。控制组被试只呈现大楼的一系列照片。Waller(2004)分别利用现实环境、浸入式虚拟环境、桌面式虚拟环境、静态视觉图像、传统的纸笔测试这五种方法来评估被试方向估计的准确度和精确性。结果发现在现实的环境、浸入式虚拟环境和桌面式虚拟环境中,被试方向性的评估更加准确和精确。错误和不一致在前三种条件下,具有稳定性。而在后两种条件下,被试的错误和不一致不具有相关。结论：在虚拟环境中获得的空间知识可以成功迁移到真实的环境中。知觉-运动研究26虚拟现实技术为视觉—运动研究领域提供了极好的工具。人的穿越马路时,需要视觉与行动不断地校准Plumert(2004)等人利用浸入式虚拟现实技术研究了在近乎真实的条件下儿童骑车穿越十字路口行为。Simpon(2003)等人同样利用浸入式虚拟现实技术研究了儿童与成人行走穿越马路的行为。浸入式虚拟技术的确给被试较高的临境感,但是,由于现实环境的干扰和被试猜测实验者的意图,如何避免主试效应是虚拟现实技术研究心理学的一个重要问题。如在穿越马路行为的研究中,被试有更多的冒险行为,在现实中被试的穿越行为也许会更保守一些。知觉-运动研究（续）27利用虚拟现实技术为研究视觉信息以及非视觉信息以及不同的知觉成分整合提供了一个很好的途径。例如在自然环境中,自身运