虚拟情景疗法

由美VP公司创建人J.拉尼尔在20世纪80年代初提出的图形图像领域的高新技术。它是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统,通过多种设备使用户投入到该环境中,通过视觉、听觉及触觉等多种感官刺激,使用户产生身临其境感觉的交互式视景仿真。

特征

交互性 用户与虚拟场景中各种对象相互作用的能力,计算机能够响应用户并且能够立即改变虚拟场景的状态。

沉浸性 是虚拟现实最重要的技术特征。高度仿真的虚拟学习环境,提供给用户视、听等多种感官刺激,让用户获得真实直接的学习经验。

构想性 虚拟环境是人构想出来的,用来实现一定的目标,用户在此环境中能够获取知识,提高感性和理性认知。

系统组成

检测模块 检测用户的操作命令,并通过传感器模块作用于虚拟环境。

反馈模块 接收来自传感器模块的信息,并为用户提供实时反馈。

传感器模块 接收来自用户的操作命令,将其作用于虚拟环境,另外将操作后的结果以相应的反馈形式提供给用户。

控制模块 对传感器进行控制,使其对用户、虚拟环境和现实世界产生作用。

三维模型 现实世界各部分的三维数据,以此为依据构成对应的虚拟环境。

建模模块 成功获取真实世界的三维数据后,建立三维模型。

实现方式

桌面式的虚拟情景系统 计算机屏幕是用户观察虚拟境界的窗口,用户使用手拿输入设备和位置传感器以操作虚拟环境中的各种物体。

沉浸式的虚拟情景系统 一般利用头盔式显示器,把用户的视觉、听觉和其他感官封闭起来,提供一个新的、虚拟的感觉空间,并利用位置跟踪器、手控输入设备、声音等使用户全身心投入到虚拟环境中。例如现在各大商场里流行的戴头盔的虚拟射击游戏。

增强式虚拟现实系统 允许用户对现实世界进行观察的同时,通过穿透型头戴式显示器将计算机虚拟图像叠加在现实世界之上,为用户提供与他看到的现实环境有关的、存储在计算机中的信息,从而增强用户对真实环境的感受。

康复医学中的应用

虚拟情景疗法在康复医疗中已广泛开展使用,主要用于上下肢运动功能、步态异常、平衡障碍和预防跌倒,认知障碍以及日常生活活动训练方面。

虚拟情景疗法应用于康复治疗的主要原理是可以重复练习、反馈成绩和维持动机。反复练习是学会一项运动技能的首要因素,但仅仅不断重复训练是不够的,还必须逐步获得成功的反馈和体验。视觉和本体感所提供的反馈可以强化练习者在尝试和错误练习中的正确行为,维持练习者的动机水平和积极性,并获得愉快的成功情绪体验,促使其不间断地练习直至习得该行为。

虚拟情景疗法相比传统的康复训练的优势在于:
①以更自然方式和能给予多种感官刺激的虚拟对象进行互动,让患者能够更加主动参与治疗。
②患者可以反复观察模仿练习,游戏让患者减少了枯燥乏味的感受。
③减少在真实环境中由于错误导致的危险,保障患者的安全性。
④能够使康复评定更加精确,实现个性化设置,根据个人爱好,制订不同训练计划。在虚拟环境中获得的运动技能可以更好地在现实环境中实现。

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