论文关镶词:真实现实扩展现实虚拟现实真实虚拟(2)
2013-05-24 01:22
导读：在图2中，感受器的作用是将来自内外环境的刺激转变成神经信息(即神经冲动)，由传入神经传至神经中枢(位于脑、脊髓内的那些与某一反射活动有关的神
在图2中，感受器的作用是将来自内外环境的刺激转变成神经信息(即神经冲动)，由传入神经传至神经中枢(位于脑、脊髓内的那些与某一反射活动有关的神经细胞群)。神经中枢对传入的信息经处理后发出指令，经传出神经将指令传至与其相连的由肌肉构成的各器官或腺体，并改变其活动以适应这一环境条件的变化。
人的神经系统并不会因为信息科技的发展而改变。在真实现实、扩展现实和虚拟现实中，信号在人的神经系统中输入输出的路径是一致的，即反射弧。从输入端看，真实现实与虚拟现实所不同的是神经元接受信号的方式不同:在真实现实中，是具体物体对感受器官产生了刺激，比如波长为370一740nm的电磁波刺激了眼睛中的神经元而使大脑对事物产生了感觉。而在虚拟现实中，这种信号表现为由0,1构成的二进制中的一些字符串，其最小单位为bit.它们是对人类神经系统产生刺激信号的一种方式。
随着信息科技的发展，虚拟现实中的bit信号刺激可以越级进行，这在真实现实中是不能做到的。这种越级表现为:在神经反射弧路径中，bit信号不一定必须从感受器开始，而可以从传入神经、神经中枢、传出神经或效应器开始。这是有别于在真实现实中物体对机体的刺激而导致生理行为的路径，这是科技进步给人类认识与行为带来的贡献。由此导致了人是否会成为机器的奴隶的争论。
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从输出端看，不论是bit信号还是具体物体的刺信号，最终都必须通过效应器对机体的行为产生响。与真实现实一样，在虚拟现实系统中，人们与系统环境不仅有信息的沟通，而且也有物质和能量的交换。比如，在一个充满恐怖的虚拟现实系统中，人体植物神经系统中交感神经居于主要地位，此时机体心跳加快、内脏与皮肤血管收缩、支气管平滑肌张、胃肠蠕动抑制、瞳孔扩大、竖毛肌收缩、汗腺分泌、糖元代谢加快、葡萄糖分解增多、能量消耗加大。这种情形下，虚拟现实系统中的人们不仅有信息(恐怖)的交流，而且也有物质(葡萄糖)与能量(热能)的改变。
（科教范文网 fw.nseac.com编辑发布） 人的反射活动，进一步可分为非条件反射(un-conditionedreflex)与条件反射(conditionedrelfex).非条件反射是种族所共有的、与生俱来的、有着固定反射弧的反射活动，比如吮吸反射、角膜反射、性反射。条件反射则是在非条件反射基础之上的个体在其社会实践中逐步形成的反射。
巴浦洛夫认为信号活动(即条件反射)是大脑皮质基本的活动。他把这种信号分为两类:第一信号与第二信号。第一信号指现实的具体信号，比如灯光、铃声、食物的具体性状。第二信号指抽象化的信号，比如”食物”这一词并不代表某一具体食品，而是对一切具有食物属性事物的概括。语言与文字是在具体信号的基础上形成的，是具体信号的信号，即第二信号。第二信号系统是在第一信号系统的基础上建立起来的。例如对”寒冷”一词的理解，起初只是因为在大雪纷飞时，温度的降低通过感受器使小孩产生了痛觉而哭啼，于是小孩把”寒冷”与”大雪”联系在一起。随着小孩的成长与教育，”寒冷”一词就会与”冬天”、”冰”、”冻疮”、”霜”等联系在一起。
那么，在虚拟现实中，人们为什么会觉得寒冷呢，这可以通过视觉:大雪纷飞的场面出现，也可以通过寒风呼啸的听觉，也可以通过对皮肤产生一定痛值的刺激达到。无论是哪种方法，在虚拟现实系统中，人们对寒冷的感知必须具备以下条件:
(1)作为虚拟现实主体的人本身必须有对寒冷的感受经验，比如打寒战;
(2)对寒冷诱因如大雪、寒风等的直接或间接感知;
(3)对一定背景的逻辑推断力:如看到腊梅傲开、草地枯黄的场景，便能推断出可能是冬季;
(4)所控制使用者(人)行为电子信号的设立必须是建立在对人的生理、心理行为的研究基础之上的。
由此可见，首先，真实现实、虚拟现实都是依赖于人的神经系统的。离开了人的生理基础，讨论真实现实与虚拟现实是毫无意义的。扩展现实的情形兼有上述两种情况。其次，扩展现实和虚拟现实是依赖于真实现实的。我们可以在虚拟现实系统中实现某件”不可能的事”。但是如果这种”不可能的事情”是什么我们都不知道，那么更谈不上在虚拟现实中去实现它了。在真实现实中”有所思”，才能在虚拟现实系统中”有所见”。因此，脱离真实现实的虚拟现实是不存在。
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当我们考察以间接(视频)的方式(例如对不明物体的扫描)获取的作为知识形态的真实现实时，就有一个重要的概念必须予以讨论，即知识世界的范围(extendofworldknowledge,EWK)。
知识世界范围问题可以定义为我们对视频物体和物体所在的世界事实上知道多少，我们可以用图3表示知识世界的范围。
图3左端表明我们对所显示出来的陌生的视频世界一无所知。这个世界图像的数据是非模型化的，因为这些图像是通过对间接获得的场景盲目扫描取得的。我们称这样的视频世界为非模型化的世界(worldunmodeled)。非模型化的数据并没有结构的信息特征，因此非模型化的世界也称作非结构化的世界。这些非模型化的数据并没有包含图像内容的信息。当前绝大多数远程电子操纵系统的视频显示中，尤其是在不明环境下的水下探险、军事调动中，非模型化的世界表明得尤为明显。
知识世界范围另一端是完全模型化的世界(worldcompletelymodeled)。虚拟世界就是一个完全模型化的世界。只有当确切知道某一个世界中的每一个物体是什么，它在该世界中的位置，观察者在该世界中的视角和人体运动轨迹时，我们才能构建虚拟现实。
虽然知识世界的两端是常见的情形，但是更多的是需要将真实的物体和虚拟物体融合在一个视频画面中。这里就有三种情况:where,what和where+what。在某些情景中，我们可能知道一个物体的位置，但是却不知道它是什么;在另一些情景中，我们可能知道场景中的物体是什么，但却不知道它的位置;还有一些情景，我们知道场景中某些物体是什么和它所处的位置的信息，但却不知另一些物体这些方面的信息。我们称这样的视频世界为部分模型化的世界(worldpartiallymodeled)。与此形成对比的是，在非模型化世界中，我们没有任何关于”where”和”what”的信息，在完全模型化的世界中，我们知道所有的”where”和”what”信息。
（转载自http://zw.NSEAC.com科教作文网） 知识世界范围间题在扩展现实中有着十分广泛的和重要的应用。通常，将任意一幅虚拟画面叠加到一幅真实现实的图画中，技术上是十分简单的。但是，从实际应用出发，为了使图像有合适的显示，就必须确切知道真实世界的物体在哪里和它的轨迹。当我们处理非结构化和完全非模型化的世界时，试图确定”where”和”what”信息决不是一件简单的事。假设我们知道视颇世界所有物体的”where”和”what”信息，那么我们就可以认为，与虚拟现实相比，扩展现实对于人类是更有价值的。
