本文提出了虛擬環(huán)境之下,構(gòu)造以人為本的多維信息空間,闡述了多維信息空間的概念與構(gòu)成。隨著VR技術(shù)蓬勃發(fā)展,人和信息處理系統(tǒng)間的隔閡將徹底克服。

　　《電子科技文摘》電子期刊征稿，堅(jiān)持為社會(huì)主義服務(wù)的方向，堅(jiān)持以馬克思列寧主義、毛澤東思想和鄧小平理論為指導(dǎo)，貫徹“百花齊放、百家爭(zhēng)鳴”和“古為今用、洋為中用”的方針，堅(jiān)持實(shí)事求是、理論與實(shí)際相結(jié)合的嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)，傳播先進(jìn)的科學(xué)文化知識(shí)，弘揚(yáng)民族優(yōu)秀科學(xué)文化，促進(jìn)國(guó)際科學(xué)文化交流，探索防災(zāi)科技教育、教學(xué)及管理諸方面的規(guī)律，活躍教學(xué)與科研的學(xué)術(shù)風(fēng)氣，為教學(xué)與科研服務(wù)。

　　虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)綜合了計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、傳感器技術(shù)、顯示技術(shù)等多種科學(xué)技術(shù),它在多維信息空間上創(chuàng)建一個(gè)虛擬信息環(huán)境,能使用戶具有身臨其境的沉浸感,具有與環(huán)境完善的交互作用能力。并有助于啟發(fā)構(gòu)思。為了建立起和諧的人機(jī)環(huán)境,需要采用以人為本的理念,來(lái)構(gòu)造虛擬環(huán)境的多維信息空間,確立在此空間中處理問(wèn)題和提高認(rèn)識(shí)的信息處理原則,人的感知系統(tǒng)、認(rèn)知系統(tǒng)、人類以往的經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)以及虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)就成為VE多維信息空間的主要組成部分。

　　1　多維信息空間

　　人類是依靠自己的感知和認(rèn)知能力全方位地獲取知識(shí),在多維化的信息空間中認(rèn)識(shí)問(wèn)題。而通常在計(jì)算機(jī)中信息的處理只是在數(shù)字化的單維信息空間中處理問(wèn)題,這就造成了人類認(rèn)識(shí)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)空間與所用的處理問(wèn)題的方法空間不一致的矛盾,產(chǎn)生了人們難以理解計(jì)算機(jī)的處理結(jié)果。更難以把已有的感知經(jīng)驗(yàn)或認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)與處理結(jié)果發(fā)生直接聯(lián)系。因此。需要突破計(jì)算機(jī)處理單維信息的限制,而把它擴(kuò)展成具有處理多維信息的能力。

　　2　基本構(gòu)成

　　近年來(lái),人們由于使用了計(jì)算機(jī),大大加速了認(rèn)識(shí)世界和改造世界的進(jìn)程。但同時(shí)也開(kāi)始對(duì)現(xiàn)有的、用計(jì)算機(jī)來(lái)表示和模擬物理世界的方法表示疑義。例如:當(dāng)需要對(duì)一個(gè)較復(fù)雜的物理情景進(jìn)行實(shí)時(shí)的模擬,并且還希望得到大量直觀的模擬結(jié)果時(shí),我們立即發(fā)現(xiàn)其計(jì)算量將大增,即使使用最先進(jìn)的超級(jí)計(jì)算機(jī),也只能縮小被模擬的物理情景的規(guī)模或減低對(duì)直觀性的要求。客觀的需求迫使我們思考一些問(wèn)題:“是否應(yīng)當(dāng)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(shù)字化的信息處理方法是合理的嗎?”“怎樣在人對(duì)物理世界已有的感知和認(rèn)知的體驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)上進(jìn)行信息處理和加深認(rèn)識(shí)?”事實(shí)上,由于人類是依靠自己的感知和認(rèn)知能力全方位地獲取知識(shí)的,是在多維化的信息空間中認(rèn)識(shí)問(wèn)題的,而現(xiàn)行的信息處理工具(尤其是數(shù)字計(jì)算機(jī))只具有在數(shù)字化的單維信息空間中處理問(wèn)題的能力,這就產(chǎn)生了人類認(rèn)識(shí)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)空間與所用工具的處理問(wèn)題的方法空間不一致的矛盾,也就產(chǎn)生了人類較難直接理解信息處理工具的處理結(jié)果,更難以把自己已有的感知體驗(yàn)或認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)與處理工具的處理結(jié)果發(fā)生直接聯(lián)系。因此,人們迫切地希望突破現(xiàn)有數(shù)字計(jì)算機(jī)只能處理單維的、數(shù)字化信息的限制,而把它擴(kuò)展成具有處理多維信息的能力。換言之,在未來(lái)的信息社會(huì)中,人類希望自己在一個(gè)適人化的多維信息空間中去處理問(wèn)題和提高認(rèn)識(shí)。我們把能在這種多維信息空間中進(jìn)行信息處理的工具或環(huán)境稱為VR系統(tǒng)。人的感知系統(tǒng)、認(rèn)知系統(tǒng)、人類以往的經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)以及靈境系統(tǒng)都是構(gòu)成多維信息空間的組成部分,

　　為了說(shuō)明多維信息空間的構(gòu)成,不妨把它與傳統(tǒng)的單維信息空間作一比較。在數(shù)字化的單維信息空間內(nèi),信息處理工具(或環(huán)境)是計(jì)算機(jī),人與計(jì)算機(jī)是通過(guò)鍵盤(pán)、二維鼠標(biāo)和顯示屏幕等發(fā)生聯(lián)系的,人類以往的經(jīng)驗(yàn)是以數(shù)字化形式存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的。在適人化的多維信息空間內(nèi),信息處理工具(或環(huán)境)是VR系統(tǒng),人與VR系統(tǒng)是通過(guò)各種先進(jìn)的傳感器和人機(jī)接口系統(tǒng)發(fā)生聯(lián)系的,人類以往的經(jīng)驗(yàn)與體驗(yàn)(全部的感性知識(shí)和理性知識(shí))都是理解問(wèn)題、尋求解答和提出新概念的基礎(chǔ)。

　　人是通過(guò)傳感器把自己的經(jīng)驗(yàn)和體驗(yàn)傳送給以計(jì)算機(jī)為核心的VR系統(tǒng)的,而VR系統(tǒng)通過(guò)作用器把處理結(jié)果輸出給人:人基于過(guò)去已有的對(duì)該物理情景的經(jīng)驗(yàn)、人在該物理環(huán)境中的現(xiàn)時(shí)體驗(yàn)以及VR系統(tǒng)的現(xiàn)時(shí)輸出,在VR系統(tǒng)的幫助下,經(jīng)過(guò)綜合集成獲得了對(duì)該客觀世界的認(rèn)識(shí)和提高,VR系統(tǒng)對(duì)處理這類問(wèn)題的能力也得到同步的增長(zhǎng)。

　　3　發(fā)展前景

　　客觀而論,目前VR技術(shù)所取得的成就,絕大部分還僅僅限于擴(kuò)展了計(jì)算機(jī)的接口能力,僅僅是剛剛開(kāi)始涉及到人的感知系統(tǒng)和肌內(nèi)系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)的交互作用問(wèn)題,還根本未涉及人在實(shí)踐中得到的感覺(jué)信息是怎樣在人的大腦中存儲(chǔ)和加工處理成為人對(duì)客觀世界的“認(rèn)識(shí)”的過(guò)程。只有當(dāng)真正開(kāi)始涉及并開(kāi)始找到對(duì)這些問(wèn)題的技術(shù)實(shí)現(xiàn)途徑時(shí),人和信息處理系統(tǒng)間的隔閡才有可能被徹底地克服了。只有到那時(shí),信息處理系統(tǒng)就再也不只是一個(gè)只能處理數(shù)字化的計(jì)算裝置或信息處理裝置了。它將是一種具有對(duì)多維信息處理功能的機(jī)器,將是人進(jìn)行思維和創(chuàng)造的助手,它將是人對(duì)他們已有的概念進(jìn)行深化和獲取新概念的有力工具。要特別強(qiáng)調(diào)的是:即使到那時(shí),人仍將是這個(gè)適人化的多維信息空間的主體。

　　VR技術(shù)所涉及的領(lǐng)域十分廣泛,它包括信息技術(shù)、生理學(xué)、心理學(xué)和哲學(xué)等多種學(xué)科。目前宣傳媒介對(duì)這一領(lǐng)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(rèn)識(shí)到,雖然這個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)潛力是很大的、應(yīng)用前景也是很廣闊的,但目前尚處在它的嬰兒時(shí)代,還存在著很多尚未解決的理論問(wèn)題和尚未克服的技術(shù)障礙。

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