談基於虛擬現實技術的多維資訊空間論文

摘要：本文提出了虛擬環境之下，構造以人爲本的多維資訊空間，闡述了多維資訊空間的概念與構成。隨着VR技術蓬勃發展，人和資訊處理系統問的隔閡將徹底克服。

關鍵詞：VR系統;多維資訊空間;模擬

虛擬現實技術綜合了計算機圖形技術、計算機仿真技術、傳感器技術、顯示技術等多種科學技術，它在多維資訊空間上創建一個虛擬資訊環境，能使用戶具有身臨其境的沉浸感，具有與環境完善的交互作用能力。並有助於啓發構思。爲了建立起和諧的人機環境，需要採用以人爲本的理念，來構造虛擬環境的多維資訊空間，確立在此空間中處理問題和提高認識的資訊處理原則，人的感知系統、認知系統、人類以往的經驗與知識以及虛擬現實系統就成爲VE多維資訊空間的主要組成部分。

1 多維資訊空間

人類是依靠自己的感知和認知能力全方位地獲取知識，在多維化的資訊空間中認識問題。而通常在計算機中資訊的處理只是在數字化的單維資訊空間中處理問題，這就造成了人類認識問題的認識空間與所用的處理問題的方法空間不一致的矛盾，產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驗或認知經驗與處理結果發生直接聯繫。因此。需要突破計算機處理單維資訊的限制，而把它擴展成具有處理多維資訊的能力。

2 基本構成

近年來，人們由於使用了計算機，大大加速了認識世界和改造世界的進程。但同時也開始對現有的、用計算機來表示和模擬物理世界的方法表示疑義。例如：當需要對一個較複雜的物理情景進行實時的模擬，並且還希望得到大量直觀的模擬結果時，我們立即發現其計算量將大增，即使使用最先進的超級計算機，也只能縮小被模擬的物理情景的規模或減低對直觀性的要求。客觀的需求迫使我們思考一些問題：“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資訊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驗上進行資訊處理和加深認識？”事實上，由於人類是依靠自己的感知和認知能力全方位地獲取知識的，是在多維化的資訊空間中認識問題的，而現行的資訊處理工具（尤其是數字計算機）只具有在數字化的單維資訊空間中處理問題的能力，這就產生了人類認識問題的認識空間與所用工具的處理問題的方法空間不一致的矛盾，也就產生了人類較難直接理解資訊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驗與處理工具的'處理結果發生直接聯繫。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、數字化資訊的限制，而把它擴展成具有處理多維資訊的能力。換言之，在未來的資訊社會中，人類希望自己在一個適人化的多維資訊空間中去處理問題和提高認識。我們把能在這種多維資訊空間中進行資訊處理的工具或環境稱爲VR系統。人的感知系統、認知系統、人類以往的經驗與知識以及靈境系統都是構成多維資訊空間的組成部分，

爲了說明多維資訊空間的構成，不妨把它與傳統的單維資訊空間作一比較。在數字化的單維資訊空間內，資訊處理工具（或環境）是計算機，人與計算機是透過鍵盤、二維鼠標和顯示屏幕等發生聯繫的，人類以往的經驗是以數字化形式存儲在數據庫內的。在適人化的多維資訊空間內，資訊處理工具（或環境）是VR系統，人與VR系統是透過各種先進的傳感器和人機接口系統發生聯繫的，人類以往的經驗與體驗（全部的感性知識和理性知識）都是理解問題、尋求解答和提出新概念的基礎。

人是透過傳感器把自己的經驗和體驗傳送給以計算機爲核心的VR系統的，而VR系統透過作用器把處理結果輸出給人：人基於過去已有的對該物理情景的經驗、人在該物理環境中的現時體驗以及VR系統的現時輸出，在VR系統的幫助下，經過綜合集成獲得了對該客觀世界的認識和提高，VR系統對處理這類問題的能力也得到同步的增長。

3 發展前景

客觀而論，目前VR技術所取得的成就，絕大部分還僅僅限於擴展了計算機的接口能力，僅僅是剛剛開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題，還根本未涉及人在實踐中得到的感覺資訊是怎樣在人的大腦中存儲和加工處理成爲人對客觀世界的“認識”的過程。只有當真正開始涉及並開始找到對這些問題的技術實現途徑時，人和資訊處理系統間的隔閡纔有可能被徹底地克服了。只有到那時，資訊處理系統就再也不只是一個只能處理數字化的計算裝置或資訊處理裝置了。它將是一種具有對多維資訊處理功能的機器，將是人進行思維和創造的助手，它將是人對他們已有的概念進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，人仍將是這個適人化的多維資訊空間的主體。

VR技術所涉及的領域十分廣泛，它包括資訊技術、生理學、心理學和哲學等多種學科。目前宣傳媒介對這一領域大肆渲染，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，雖然這個領域的技術潛力是很大的、應用前景也是很廣闊的，但目前尚處在它的嬰兒時代，還存在着很多尚未解決的理論問題和尚未克服的技術障礙。

參考文獻郭四穩多維資訊空間的動畫設計與實現[J]計算機工程與設計，2007，（09）

劉淑芬，曾紅，劉輝虛擬現實技術的應用與研究[J]機械研究與應用，2009，（03）