談基于虛擬現實(shí)技術(shù)的多維信息空間論文
摘要：本文提出了虛擬環(huán)境之下，構造以人為本的多維信息空間，闡述了多維信息空間的概念與構成。隨著(zhù)VR技術(shù)蓬勃發(fā)展，人和信息處理系統問(wèn)的隔閡將徹底克服。
關(guān)鍵詞：VR系統;多維信息空間;模擬
虛擬現實(shí)技術(shù)綜合了計算機圖形技術(shù)、計算機仿真技術(shù)、傳感器技術(shù)、顯示技術(shù)等多種科學(xué)技術(shù)，它在多維信息空間上創(chuàng )建一個(gè)虛擬信息環(huán)境，能使用戶(hù)具有身臨其境的沉浸感，具有與環(huán)境完善的交互作用能力。并有助于啟發(fā)構思。為了建立起和諧的人機環(huán)境，需要采用以人為本的理念，來(lái)構造虛擬環(huán)境的多維信息空間，確立在此空間中處理問(wèn)題和提高認識的信息處理原則，人的感知系統、認知系統、人類(lèi)以往的經(jīng)驗與知識以及虛擬現實(shí)系統就成為VE多維信息空間的主要組成部分。
1 多維信息空間
人類(lèi)是依靠自己的感知和認知能力全方位地獲取知識，在多維化的信息空間中認識問(wèn)題。而通常在計算機中信息的處理只是在數字化的單維信息空間中處理問(wèn)題，這就造成了人類(lèi)認識問(wèn)題的認識空間與所用的處理問(wèn)題的方法空間不一致的矛盾，產(chǎn)生了人們難以理解計算機的處理結果。更難以把已有的感知經(jīng)驗或認知經(jīng)驗與處理結果發(fā)生直接聯(lián)系。因此。需要突破計算機處理單維信息的限制，而把它擴展成具有處理多維信息的能力。
2 基本構成
近年來(lái)，人們由于使用了計算機，大大加速了認識世界和改造世界的進(jìn)程。但同時(shí)也開(kāi)始對現有的、用計算機來(lái)表示和模擬物理世界的方法表示疑義。例如：當需要對一個(gè)較復雜的物理情景進(jìn)行實(shí)時(shí)的模擬，并且還希望得到大量直觀(guān)的模擬結果時(shí)，我們立即發(fā)現其計算量將大增，即使使用最先進(jìn)的超級計算機，也只能縮小被模擬的物理情景的規�；驕p低對直觀(guān)性的要求�？陀^(guān)的需求迫使我們思考一些問(wèn)題：“是否應當改變我們表示和模擬物理世界的方法？”“這種一切依靠單維的數字化的信息處理方法是合理的嗎？”“怎樣在人對物理世界已有的感知和認知的體驗和經(jīng)驗上進(jìn)行信息處理和加深認識？”事實(shí)上，由于人類(lèi)是依靠自己的感知和認知能力全方位地獲取知識的，是在多維化的信息空間中認識問(wèn)題的，而現行的信息處理工具（尤其是數字計算機）只具有在數字化的單維信息空間中處理問(wèn)題的能力，這就產(chǎn)生了人類(lèi)認識問(wèn)題的認識空間與所用工具的處理問(wèn)題的方法空間不一致的矛盾，也就產(chǎn)生了人類(lèi)較難直接理解信息處理工具的處理結果，更難以把自己已有的感知體驗或認知經(jīng)驗與處理工具的'處理結果發(fā)生直接聯(lián)系。因此，人們迫切地希望突破現有數字計算機只能處理單維的、數字化信息的限制，而把它擴展成具有處理多維信息的能力。換言之，在未來(lái)的信息社會(huì )中，人類(lèi)希望自己在一個(gè)適人化的多維信息空間中去處理問(wèn)題和提高認識。我們把能在這種多維信息空間中進(jìn)行信息處理的工具或環(huán)境稱(chēng)為VR系統。人的感知系統、認知系統、人類(lèi)以往的經(jīng)驗與知識以及靈境系統都是構成多維信息空間的組成部分，
為了說(shuō)明多維信息空間的構成，不妨把它與傳統的單維信息空間作一比較。在數字化的單維信息空間內，信息處理工具（或環(huán)境）是計算機，人與計算機是通過(guò)鍵盤(pán)、二維鼠標和顯示屏幕等發(fā)生聯(lián)系的，人類(lèi)以往的經(jīng)驗是以數字化形式存儲在數據庫內的。在適人化的多維信息空間內，信息處理工具（或環(huán)境）是VR系統，人與VR系統是通過(guò)各種先進(jìn)的傳感器和人機接口系統發(fā)生聯(lián)系的，人類(lèi)以往的經(jīng)驗與體驗（全部的感性知識和理性知識）都是理解問(wèn)題、尋求解答和提出新概念的基礎。
人是通過(guò)傳感器把自己的經(jīng)驗和體驗傳送給以計算機為核心的VR系統的，而VR系統通過(guò)作用器把處理結果輸出給人：人基于過(guò)去已有的對該物理情景的經(jīng)驗、人在該物理環(huán)境中的現時(shí)體驗以及VR系統的現時(shí)輸出，在VR系統的幫助下，經(jīng)過(guò)綜合集成獲得了對該客觀(guān)世界的認識和提高，VR系統對處理這類(lèi)問(wèn)題的能力也得到同步的增長(cháng)。
3 發(fā)展前景
客觀(guān)而論，目前VR技術(shù)所取得的成就，絕大部分還僅僅限于擴展了計算機的接口能力，僅僅是剛剛開(kāi)始涉及到人的感知系統和肌內系統與計算機的交互作用問(wèn)題，還根本未涉及人在實(shí)踐中得到的感覺(jué)信息是怎樣在人的大腦中存儲和加工處理成為人對客觀(guān)世界的“認識”的過(guò)程。只有當真正開(kāi)始涉及并開(kāi)始找到對這些問(wèn)題的技術(shù)實(shí)現途徑時(shí)，人和信息處理系統間的隔閡才有可能被徹底地克服了。只有到那時(shí)，信息處理系統就再也不只是一個(gè)只能處理數字化的計算裝置或信息處理裝置了。它將是一種具有對多維信息處理功能的機器，將是人進(jìn)行思維和創(chuàng )造的助手，它將是人對他們已有的概念進(jìn)行深化和獲取新概念的有力工具。要特別強調的是：即使到那時(shí)，人仍將是這個(gè)適人化的多維信息空間的主體。
VR技術(shù)所涉及的領(lǐng)域十分廣泛，它包括信息技術(shù)、生理學(xué)、心理學(xué)和哲學(xué)等多種學(xué)科。目前宣傳媒介對這一領(lǐng)域大肆渲染，把它的功能描繪得天花亂墜，甚至到了不可思議的程度。我們必須清醒地認識到，雖然這個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)潛力是很大的、應用前景也是很廣闊的，但目前尚處在它的嬰兒時(shí)代，還存在著(zhù)很多尚未解決的理論問(wèn)題和尚未克服的技術(shù)障礙。
參考文獻 郭四穩多維信息空間的動(dòng)畫(huà)設計與實(shí)現[J]計算機工程與設計，2007，（09）
劉淑芬，曾紅，劉輝虛擬現實(shí)技術(shù)的應用與研究[J]機械研究與應用，2009，（03）
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