虚拟现实技术的发展及其思考.pptx

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1、虚拟现实技术的发展及其思考一、对虚拟现实技术的理解（一）有关概念 1、“虚拟”2、“现实”3、“虚拟现实”1、“虚拟”“虚拟”一词来源于拉丁语“virtus”、“virtualis”，它的本义表示具有“可产生某种效果的内在力量或者能力”。中世纪逻辑学家邓 司各特认为事物的概念不是以形式的方式，而是以产生某种效果的内在力量或者能力的方式涵盖其经验性的内容，因此事物的概念就是一种虚拟的实在。“虚拟”概念的理解（1）“虚拟”最初与“现实”是一对反义词，虚拟的意为潜在的。后来，虚拟虽仍意味着潜在的，但主要指具有可能性的。（2）“实际的”。牛津高阶英语学习词典(OALD)中对“虚拟的”（virtual）

2、一词的解释是：实际的，但尚未在名义上或正式获得承认。（3）虚拟的第三种涵义是“好像是，但毕竟不是”。这种理解实际上与第二种十分接近，但与第二种理解所强调的地方略有不同，它强调的是虚拟的事物和过程与被虚拟的原型的差异，而前者则突出虚拟物和过程与原型的类似性和替代性关系。2、“现实”“现实”一词最早是古希腊哲学家亚里士多德提出的，它与“潜能”相对。潜能指“可能性的存在”，现实指得到实现的潜能。潜能通过运动转化为现实，如大理石与雕像的关系就是潜能与现实的关系。潜能转化为现实的过程即质料加上形式成为具体事物的过程。在“虚拟现实”一词中的“现实”（Reality）通常表示“一个真实的事件、实体或状态”。

3、3、“虚拟现实”“虚拟现实”一词英文为“Virtual Reality”，常见的译法有“虚拟现实”、“虚拟实在”、“人工现实”、“灵境”、“虚拟实境”等，目前学术界主要采用“虚拟现实”与“虚拟实在”这两种译法。虚拟现实技术是指在计算机软硬件及各种传感器（如高性能计算机、图形图像生成系统，以及特制服装、数据手套、数据头盔等）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，使用户产生身临其境的感觉并能以简捷、自然的方法与虚拟世界中的对象进行交互作用。虚拟现实系统图（二）虚拟现实技术的发展 1、哲学思想渊源 2、技术发展历程1、技术的哲学思想渊源（1）柏拉图的“洞穴”之喻（

4、2）莱布尼茨的生命之地（3）海德格尔的存在论与技术论2、技术的发展历程（1）历史渊源：20 世纪50 年代 美国的莫顿.海利希的“拱廊体验”就利用电影技术向观众提供了沿曼哈顿的想象之旅。他创造性地利用振动把手及座位，让观众经历了一次妙趣横生的三维旅行。（如图）美国心理学家理克立德在二十世纪五十年代后期曾发表过一篇题为“人计算机共生”的论文，认为计算机应该与人合作共事。该文引起很大反响。海利希制作的模型装置（2）起步阶段：20 世纪6070 年代 重要人物：伊万.萨瑟兰 1963 年发表博士论文“速写板”人机图形通信系统，为该技术在图形学领域开辟了道路；1965 年他作了题为“终极显示”的报告，

5、提出用头盔显示装置来观看计算机产生的各种图像，即虚拟现实技术的窗口为计算机的屏幕。这一重要的技术原创性思想提出了虚拟现实技术实现的基本方案。此论文被公认为虚拟现实技术的里程碑。1968 年他又推出“三维头盔显示器”，向虚拟现实技术迈出了坚实的一步。著名虚拟现实专家被称为“虚拟现实之父”的克鲁格博士创造出第一个虚拟现实技术系统：“人工实在”，提出了人与计算机产生的世界进行交互的思想。伊万.萨瑟兰推出“三维头盔显示器”（3）初步发展阶段：20 世纪8090 年代 托马斯齐摩尔曼和加隆 拉尼尔发明了一种在每个活动关节上都配有传感器的特殊手套：数据手套。1989 年他们两人组建了VPL 公司并创造“虚

6、拟现实”一词用以表示使用头盔显示器所观看到的景象 虚拟现实技术的商业应用始于80 年代，当时虚拟现实已作为可行技术而被认识。美国加州大学迈克尔.麦格里威博士在美国军方资助下创造了飞机场虚拟环境，获得成功，并轰动了科学界、工业界和军事界。运用VR 技术设计波音777 飞机取得成功（三）“虚拟现实”的内涵及特征 1、技术要素 三种基本的技术要素：1，图像。虚拟物体要有三维结构的显示，其中主要由以双目视察、运动视差提供的深度信息；2，交互。虚拟物体与用户间的交互是三维的，用户是交互作用的主体；用户能觉察到自己是在虚拟环境中参与对物体的控制，交互是多感知的，用户可以使用与现实生活不同的方式与虚拟物体交

7、互。3，行为。虚拟物体在独自活动、或交互作用、或与用户交互作用时，其动态都要有一定的表现，这些表现或者服从自然规律，或者遵循设计者想象的规律.2、虚拟现实技术的特征 主要特征：3I（immersion、interactivity、imagination）3I 1、交互性（Interactivity）交互性是指参与者对虚拟环境内物体的可操作程度和从环境户得到反馈的自然程度(包括实时性)。这种交互的产生，主要借助于各种专用的三维交互设备(如头盔显示器、数据手套等)，它们使人类能够如同在真实的环境一样与虚拟环境与对象发生交互关系。2、沉浸性（Immersion）又称沉浸感，它是指使用者感到作为主角存

8、在于模拟环境中的真实程度。VR 技术最主要的技术特征就是使用户具备一种在计算机虚拟环境中的沉浸感，即让用户觉得自己是计算机系统所创建的虚拟环境的一部分，使人由观察者变为参与者，能全身心地投入计算机实践并沉浸于其中。3、构想性 虚拟现实技术中人与虚拟环境的交互作用，在本质上是预成性的而是生成性的。虚拟现实技术的应用是VR 与设计者并行操作，为发挥它们的创造性而设计的。过去，人只能从定量计算为主的结果中得到启发而加深对事物的认识。现在，借助于VR 技术，人有可能从定性和定量综合集成的虚拟环境中得到感性和理性的认识，进而使人能深化概念、产生新意和构想，主动地寻求、探索信息，而不是被动地接收，这就更进

9、一步地依赖和体现了虚拟现实的创意和构想性。二、虚拟现实技术的哲学问题 1、本体论问题 2、认识论问题1、本体论问题 1.1 VR 的本质 虚拟现实是一种“似是而非”的存在。一方面，它是有形的的即具有广延性的“存在”，人们可以通过沉浸于虚拟现实中而直接感知这种存在性。因此虚拟现实中的“虚拟”不是“虚无”或“空”。另一方面，相对于客观现实而言，虚拟现实又是一种“无”，它没有物理意义上的形态和结构，是“有形而无质”的存在。虚拟现实是一种“既有又无”的存在，它是广延的“有”和质料的“无”的结合体。有关VR 本质的三种观点 a、虚拟现实本质上是意识活动的表现形式，或VR 技术操作的精神表象 b、VR 等

10、同于物质或客观实在，它与客观实在一样给人以真实的感觉和经验，因而二者在本体论上是具有对等性。c、VR 既非物质，也非意识，而是处于物质与意识之间的中间态。本质上VR 是不同于客观实在的信息实在、数字化实在 2、认识论问题 2.1、“虚拟实践”的提出及其涵义“虚拟实践”是近年来研究虚拟现实问题的学者们提出的，所谓虚拟实践，是主体按照一定的目的在虚拟空间使用数字化中介手段进行的双向对象化的感性活动，是人类虚拟活动和实践活动在数字化时代的进一步发展、延伸和升华 2.2“虚拟实践”对传统实践观的拓展 在虚拟实践中，人的实践活动借助计算机界面所发生的实践行为，已经不完全具有直接现实性。因为一方面在虚拟现

11、实技术条件下虚拟现实是一种新形式的人类经验。当人类主体全身心地沉浸在这种世界中，意味着是对人类某种或某类经验集合的体验，甚至可以说是对人类经验集合的回忆，从而实践成为对人类经验进行心理体验的一种活动。另一方面，虚拟现实本质上是人类经验的对象化，其中又包含着人本身的创造性。这时，对象世界虽然仍是一种属人的感性世界，但已不完全属于感性的物质世界，而部分是人的观念的产物。总之，由于虚拟实践的出现，我们对传统的实践观念的理解应有所拓展。2.3 VR 技术的认识论意义（1）它促进人类学习方法的变革 在虚拟世界中，人们不仅仅可以通过逻辑思维方式进行学习，而且可以通过形象化的方式进行学习。人基于过去已有的经

12、验、现时体验以及虚拟现实系统的现时输出，从而以认知和感知结合的形式来提高自己的认识能力。同时，虚拟现实系统对处理这类问题的能力也将得到同步的增长。（2）它能虚拟认识过程，从而加速了认识的发展 虚拟认识是基于计算机技术的认识形式，其运算速度之快、精确度之高是现实的人脑认识所无法比拟的。从这个角度看，虚拟现实技术可以大大提高人类认识事物的速度和能力。在虚拟现实技术的帮助下，现实认识就不必要去试探多种可靠的认识道路和解决认识困难的各种办法，而是直接选择由虚拟认识提供的最佳和有效的认识道路及解决问题的方法。（3）它使人类获取意会知识的能力大大提高 人类的知识分为两类。通常被说成知识的东西，即用书面语言

13、、图表或数学公式表达的东西，只是其中的一种，即言传知识；而非系统阐述的知识，例如我们对正在做的某事所具有的知识，是另一种形式的知识，即意会知识。在虚拟世界中，学习者接触的学习材料不再是纯符号的知识，而是进行与实践有本质关联的活动，是沉浸于虚拟世界所获体验。它强调亲自体验、经历和沉浸。因此在学习言传知识的同时，也学习了意会知识 三、对VR 技术的思考 1、虚拟现实技术的局限性 2、虚拟现实技术的二重性1、对虚拟现实技术局限性的思考 第一，人的体验可分为内部体验和外部体验。虚拟现实设备在引起人的内部体验上存在着无法避免的限制。第二、不可能性可分为物理上的不可能性和逻辑上的不可能性。虚拟现实技术能虚

14、拟物理上的不可能，而逻辑上的不可能性是无法人工绘制的。第三，一种可能的限制来自社会的伦理约束和现实生产力的约束。它们决定了虚拟现实技术发展的方向和速度。社会伦理规定了什么样的技术以及技术的哪些方面可以加以发展，何种技术是社会所禁止发展的。第四，自然规律的限制。对自然规律的遵从是技术发展的基本原则，违背自然规律的技术活动注定会走向失败。2、虚拟现实技术的二重性 1、虚拟现实技术的积极影响（一）虚拟现实技术对生产方式的变革“虚拟设计”是指通过虚拟现实技术对新产品的图纸设计过程的虚拟、对新产品模型实验过程的虚拟、对新产品生产过程的虚拟等等。通过虚拟现实技术来开发设计各种新产品，既可以提高设计水平，又

15、可以大大缩短开发周期，降低开发费用，而且可以避免开发实际产品所带来的风险。（二）虚拟现实技术对人们思维方式的变革 从实时、在场的现实性思维向遥距、不在场的虚拟性思维的转变（三）对人们学习方式的变革 学习观念与学习形式的变革（四）对人们生活方式的变革 从现实生活向虚拟生活的发展 2、消极影响（1）虚拟现实技术会形成对主体精神的侵害 虚拟世界无中心、无边界，其开放、平等的特点使其特别适合于主体自由交流和平等对话。因而虚拟现实可能成为民主的象征。但另一方面它也带来了对主体精神的侵害（2）虚拟现实技术会产生虚拟 异化 虚拟“异化”是指在虚拟世界中生存的人成了技术的奴隶，背叛了人之为人的本性，人忘却了自我，成为“他者”。结束语 必须在虚拟与现实之间保持必要的张力，使人类文化在虚拟与现实两个世界中得到延伸。虚拟现实技术所引发的哲学问题值得关注。它将给哲学本体论、认识论等带来新的诠释。