虚拟现实技术在医学训练中的应用

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1、虚拟现实技术在医学训练中的应用【关键词】医学训练虚拟手术　　Abstract:VirtualRealityisjustemergingasanacceptedscientificdiscipline.Ithasbeenedicine.Inthispaper,.TheapplicationofVRtechnologyformedicaltrainingthreeareas:virtualanatomy,virtuallaboratoryandvirtualoperation.Atlast,eexamplestoexplaintheinfluenceofVRtechnologyonmil

2、itarymedicaltraining.　　Keyedicaltraining;virtualoperation　　随着计算机技术的飞速发展，虚拟现实（virtualreality,VR）技术正逐渐显示其强大的生命力。目前，它与多媒体、网络技术并成为三大前景最好的计算机技术，在越来越多的领域得到广泛的应用。　　1VR技术的概念　　VR技术是由计算机生成的一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统。它通过视、听、触觉等作用于使用者，使之产生身临其境的交互视景的仿真。它综合了计算机图形、图像处理与模式识别，智能技术、传感技术、语言处理与音响技术、网络技术等多门科学，是现代仿真技术的进一步发

3、展和应用。使用者借助必要的设备自然地与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响，产生身临其境的感觉和体验，使人机交互更加自然和谐。　　2VR技术的主要特征　　VR的主要特征是：多感知性（multisensory）、沉浸感（immersion）、交互性（interactivity）、构想性（imagination）。这些特征使操能够进入一个由计算机生成的交互式三维虚拟环境中，与之产生互动，进行交流。通过参与者与仿真环境的相互作用，并借助人本身对所接触事物的感知和认知能力，启发参与者的思维，全方位获取环境所蕴含的各种空间信息和逻辑信息。　　2.1多感知性（multisensory）：所

4、谓多感知是指除了一般计算机技术所具有的视觉感知之外，还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知，甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。理想的虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知功能。由于相关技术，特别是传感技术的限制，目前虚拟现实技术所具有的感知功能仅限于视觉、听觉、力觉、触觉、运动等几种。　　2.2沉浸感（immersion）：又称临场感，指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应该使用户难以分辨真假，用户可以全身心地投入到计算机创建的三维虚拟环境中，该环境中的一切看上去是真的，听上去是真的，动起来是真的，甚至闻起来、尝起来等一切感觉都是真的，如同在现实世界中的感觉一

5、样。　　2.3交互性（interaction）：指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度（包括实时性）。例如，用户可以用手去直接抓取模拟环境中虚拟的物体，这时手有握着东西的感觉，并可以感觉物体的重量，视野中被抓的物体也能立刻随着手的移动而移动。身临其境的沉浸感和人机互动的趣味性是虚拟现实的实质特征。　　2.4构想性（imagination）：强调虚拟现实技术应具有广阔的可想像空间，可拓宽人类认知范围，不仅可再现真实存在的环境，也可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境。对时空环境的现实构想（即启发思维，获取信息的过程）是虚拟现实的最终目的。　　3VR系统的组

6、成　　一般的VR系统主要由专业图形处理计算机、应用软件系统、输入设备和演示设备等组成，即人们可以通过视觉、听觉、触觉等信息通道感受到设计者思想的高级用户界面。　　硬件平台：由于虚拟世界本身的复杂性及计算实时性的要求，产生虚拟环境所需的计算量极为巨大，这对中心计算机的配置提出了极高的要求。目前，国外的VR系统一般配有SGI或SUN工作站［1］，大型的VR系统，采用的是计算机并行处理系统。当前的研究趋于桌面虚拟现实系统，它价格较低、易于实现同时又能满足VR的部分特征要求，因而将会得到更为广泛的应用。　　软件系统：软件系统是实现VR技术应用的关键。VR技术在国外的应用比国内早，目前具有代表

7、性的桌面VR技术有：L、Java3D、Cult3DVieosphere，以及应用于服务器上的SuperscapeVRT、EAISense8PIVega等，它们为VR技术在虚拟医学系统中应用提供了工具。　　4VR技术与医学训练　　VR技术改变了人机交互的被动方式，对传统的教学模式、教学手段和教学方法产生了深刻影响，在医学领域，VR技术作为有效的训练工具正在顺利发展。主要的应用包括虚拟解剖学、虚拟实验室和虚拟手术等。　　人体解剖学是最基础的医学知识，不但医学生