虚拟现实技术Virtual Reality 技术应用前景

2024-12-20上海AR开发专家

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  我是一名认知心理学家，从某种程度上讲也是一名工程师。在过去的二十年间，我一直在构建沉浸式虚拟现实系统，探索社会心理学与虚拟现实之间的关系，试验虚拟现实对一个人的心理影响。
  虚拟现实技术是如何运作的?虚拟现实有三个独立的步骤。第一步，追踪。例如，利用头盔式显示器追踪一个人在现实世界中的运动轨迹，当他(她)走动时，我们可以追踪到他(她)的位置，不断测量他(她)在物理世界中的运动轨迹。
  第二步，透视投影。这个词指的是重新绘制一个场景，并利用计算机图像将抽象信息从代码转化为有形的显示单元(如像素)。
  第三步，展示。当他(她)处于新位置时，我们可以改变他(她)眼中看到的信息，耳中听到的声音，有时候我们还会做出虚拟接触效果改变他(她)的手的位置，偶尔也会做出虚拟嗅觉。大脑的前部会告诉他(她)这不是真实的场景，而大脑后部却会说这是真的。
  最近来斯坦福参观我们的公司包括Facebook、Google、三星、索尼等。Facebook首席执行官马克·扎克伯格来实验室时，我们交流了三个小时，期间并没有谈虚拟现实技术对Facebook有何帮助，而是谈到了Facebook如何利用虚拟现实技术开发更好的应用。虚拟现实技术会让教育发生变革，改变人们对环境的看法，并重新定义社会参与的意义所在。Google正在开发一款名为Google Cardboard的简易虚拟现实眼镜;三星开发的一款产品(Project Moonlight)与虚拟现实头戴设备
  Oculus
  Rift非常类似;索尼的头戴式显示器叫做Morpheus，它的价位和质量与Oculus Rift相当。这四家巨头竞相在虚拟现实领域布局，并希望拔得头筹。
  除了头戴式显示器，科学家们也在思考如何变革追踪系统。微软Kinect红外传感器能提供红外线动态追踪系统，迅速捕捉到游戏玩家的一举一动，且仅需100美金，这表明虚拟现实硬件也一直在快速发展升级。
  我的结论是，虚拟现实的时代确实来临了。我们需要思考的是，如何开发硬件创造更佳的用户体验，同时确保这种体验是有益的。三星、索尼、Facebook等公司都跑来问我，“我们已经开发了这个硬件，现在应该用它来拍摄什么?”我想在这里对大家说，其实你们有能力选择用这个硬件来做什么，以及如何利用它去做更多有意义的事情。
  虚拟现实技术在心理学、教育、娱乐等方面的十种应用
  案例NO.1：强化凝视
  如果我凝视着你，你的心跳会加速，你会记住更多我所传达的内容。但要同时与200人保持眼神交流几乎不可能。而虚拟现实的魅力在于，我可以通过电脑，将虚拟化身显示在每个学生的显示屏上，每个学生都可以与我进行眼神互动交流，觉得我一直凝视着自己。在过去15年中，我们对几百名学习者做过试验。结果显示，如果学生认为他(她)一直是老师目光的焦点，他听课会更认真，成绩也会相应地得到提升。
  案例NO.2：动作和相貌模仿
  心理学家认为一个人的受欢迎程度与他(她)的模仿能力成正比。例如在面试中模仿面试官的姿势、动作，对方会更喜欢你。现在如果我要模仿你们，只能选择其中一人的动作来模仿，但虚拟现实可以改变这一状况。创建一个老师的虚拟镜像，电脑会根据每个学生的动作创造出一个与学生的相貌及行为举止更为类似，更具亲和力的老师，让学生觉得老师跟自己相像，从而更认真地听讲。同样，人们对于相貌更像自己的人也更有好感。
  案例NO.3：身份的转变
  一个人走近一面虚拟镜子，看到了他的化身，发现镜中的自己是一名白人男性。这时突然有人按下按钮，镜中的形象变成了一名黑人女性，例如非裔美国人。这种虚拟化身与本体的不一致对他将有何影响?我们知道有个词叫做“设身处地”，如果你和某人有类似的感觉，你的同理心反应会更强。
  案例NO.4：美丽的化身
  社会心理学家发现，有魅力的美丽女孩通常更自信、更外向、求职成功率也更高。在虚拟现实中，美丽唾手可得，每个人都可以拥有完美的化身。当你的化身是美女时，你在上前与他人交流时会站在一个离对方相对较近的地方。此外，你的讲话方式、语音语调、词汇的选择，都会因为你的虚拟化身而发生变化。美丽的虚拟化身能激发你的信心。
  案例NO.5：高大的化身
  在现实世界中，一个人的地位高度通常与收入、信心成正比，这是一种重要的社会暗示。在虚拟现实中，高大的形象也垂手可得，它甚至会影响到你的现实财务状况。
  那么这种美丽和高大的感觉会持续多久?有的人摘除头戴式设备回到现实后，虚拟现实仍会持续对他们产生影响。拥有美丽虚拟化身的女孩在现实生活中会更加积极地参与各类社交活动，拥有高大虚拟化身的男性在现实世界里也会变得更为自信，拥有更强的领导能力。
  案例NO.6：同理心和利他主义
  在虚拟现实中，如果你的化身是视觉障碍者或残障人士，你会体会到各种不便，也会更加了解这些人的不易。对这种角色的扮演会提升你的同理心。而且人们在虚拟世界中更愿意帮助别人。
  案例NO.7：环境保护
  人类的特定行为所造成的结果无法立刻呈现在人们面前，如气候变化。然而如果使用虚拟现实技术进行模拟，无形的事物——如碳分子——就可以变成有形的，给人一种更直观的感受。在美国，厕纸通常是不可循环再利用的。为了减少这类纸张的使用率，我们做了一个实验，将测试对象分为三组：第一组成员拿到了一篇纽约时报的文章，讲述的是伐木的场景;第二组成员在视频上看到了树木砍伐的过程;第三组成员在虚拟现实中身临其境地体验了砍树的过程。一段时间后，我们对这三组成员进行了后续追踪调查，其中第三组成员的用纸量下降了20%，而其他两组成员的行为基本没有改变。所以虚拟现实技术在一定程度上有助于加强人们的环保意识。
  案例NO.8：养老金产品
  在中国，可能20多岁的年轻人都会进行储蓄;但在美国，人们更倾向于“及时行乐”，很少往银行存钱。虚拟现实技术可以让一名20多岁的年轻人看到自己被老化处理后65岁的样子。当年轻人看到栩栩如生的老人形象后，会开始考虑现在应该如何为今后舒适的晚年生活做准备。我们与美国银行合作开发的“人脸退休”(Face Retirement)产品，也是为了改变人们的观念。
  案例NO.9：减肥产品
  用虚拟化身来改变行为在健康领域同样适用。在美国，肥胖已成为一种流行病，很多人都知道不运动、饮食不健康的生活习惯不对，但却难以改变。在虚拟现实中，你做三次抬腿运动，就会明显发现自己的化身轻了一磅。之前可能你不相信自己能做到，但虚拟化身给你的感觉是，只要我运动，我是真的可以瘦下来的，这就是社会认知理论中的“自我效能”概念。
  案例NO.10：体验式学习
  作为斯坦福的老师，如何提升学生的学习效率是我一直在思考的问题。之前我提到可以通过改变老师的虚拟化身来实现这一效果，这里我要讲的是建构主义，即“做中学”(learn by doing)。比如老师今天讲物理学中的重力章节，可以让学生在虚拟现实中往深坑跳下去，真真切切地去体验和感受重力。如果小孩想探秘海底动物之间的关系，可以通过虚拟现实创造出一片海洋，让孩子们在海底畅游，去探索海底动物关系及海流变化等。这种学习体验是非常棒的。
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