第16章虚拟现实技术ppt课件.ppt

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1、物理治疗学（第2版）第一节概述第二节虚拟环境在脑损伤患者中的应用虚拟环境训练技术第十六章内容简介虚拟现实概述定义、组成、关键技术、特征、进展虚拟现实技术在康复中的应用仪器介绍概述第一节一、虚拟现实的概念虚拟现实的英文为VirtualReality,简写为“VR”（译作灵境、幻真），是由美国VPL公司创建人拉尼尔（JaronLanier）在80年代初提出的，也称灵境技术或人工环境VR是指用计算机生成的一种特殊环境，人可以通过使用各种特殊装置将自己“投射”到这个环境中，并操作、控制环境，实现特殊的目的，即人是这种环境的主宰二、VR系

2、统的构成VR环境系统包括建模、控制和媒体数据源三部分VR系统可由如下各部分构成高性能计算机系统、计算机图像的特征采样与图形交互作用技术虚拟环境生成器计算机网络三、VR的关键技术（特征）沉浸性（immersion）指用户对虚拟世界中的真实感，此种真实感将使用户难以觉察、分辨出其自身正处于一个由计算机生成的虚拟环境中交互性（interaction）指用户对虚拟世界中的物体的可操作性VR的关键技术（特征）构想性（imagination）是指用户在虚拟世界的多维信息空间中，依靠自身的感知和认知能力可全方位地获取知识，发挥主观能动性，寻求

3、对问题的完美解决四、VR的应用虚拟现实在城市规划中，在医学，娱乐、艺术与教育方面，军事与航天工业，室内设计中，房产开发，工业仿真，应急推演，文物古迹，游戏，Web3d/产品/静物展示，道路桥梁，地理，虚拟演播室，水中，维修等方面均有广泛应用五、VR在国内康复领域的发展上肢康复训练机器人虚拟环境建模技术虚拟现实在踝关节康复系统中的应用基于语义虚拟环境的虚拟人动画研究与实现虚拟现实在手臂外骨骼康复系统中的应用VR在康复训练中的应用第二节一、概述可视化虚拟康复疗法由Wann和Turnbull于1993年首次提出，通过调查，他们指出生物

4、反馈的传统方法受到太多的限制，而且不能良好地转换为功能性任务可视化虚拟康复的概念即为患者提供一个虚拟环境，利用一个计算机生成的世界可以让患者看见其自身执行功能任务。也被称为计算机辅助疗法概述VR系统根据其沉浸程度和系统组成可分为3种二、虚拟现实的治疗作用反馈-激励：可视化虚拟治疗计划可向患者提供持续而迅速的反馈，这些反馈创造并且增强了患者的治疗积极性注意力高度集中促进生活技能转化可视化虚拟康复形成的良性循环VR运用于康复治疗涉及的科学原理虚拟现实在康复训练中的优越性可以使患者能以自然方式与具有多种感官刺激的虚拟环境中的对象进行交

5、互比人类教练更有耐心和一致性，患者可以根据自己的情况反复观察模仿练习减少在真实环境中由错误操作导致的危险可提供多种形式的反馈信息，使枯燥单调的运动康复训练变得更轻松、有趣和更容易虚拟现实在康复训练中的优越性虚拟现实允许用户进行个性化设置，将运动训练、心理治疗及功能测评有机地结合起来，针对患者个人的实际情况制定恰当的康复训练计划由于虚拟环境与真实世界的高度相似性，在虚拟环境中习得的运动技能能更好的迁移到现实环境中虚拟现实技术在康复中的应用（一）平衡和协调康复训练抛接球任务：要求患者横向朝目的地行走的同时抛接虚拟篮球传送带任务：要求

6、一条患者从虚拟传送带上搬起虚拟木箱，并转身放到另虚拟传送带上滑雪任务：要求患者学习从小山坡上滑雪而下，并练习躲避两旁的树木、岩石等虚拟障碍物鼹鼠、拼图等游戏虚拟现实技术在康复中的应用（二）上下肢康复训练（改善ROM、增强肌力、增加速度和促进分离运动等)用于上肢训练的游戏，如拼图、排球、鸡蛋、游乐场等踝关节运动控制训练：在虚拟飞行任务中,患者将脚放在与设备(6个自由度活动与反馈)相连的踏板上,训练利用脚驾驶虚拟机的运动控制能力虚拟健身车：以自行车骑行方式训练和恢复受损的下肢运动功能移动、抓、放等操作：利用时差距离摄像头、数据手套和

7、罗格斯控制手套，患者可以对虚拟的物体进行移动、抓、放等操作虚拟现实技术在康复中的应用（三）日常生活行能力训练虚拟厨房等家庭环境：练习倒茶、烹饪、打扫、购物等日常活动虚拟超市：训练智力障碍患者在虚拟超市中购物的程序虚拟现实技术在康复中的应用（四）认知障碍的治疗记忆障碍：让受试者置身于与真实世界功能接近的虚拟环境中进行记忆能力及学习能力训练注意力障碍：注意缺失患者在虚拟环境中接受长时间训练时，容易保持注意力集中虚拟现实技术在康复中的应用（四）认知障碍的治疗空间认知障碍：利用计算机构造三维虚拟建筑物等空间物体，传递与实际环境同样的刺激

8、，从而促进空间能力提高心理治疗：用于恐高症、飞行恐怖和广场恐怖症、男性性功能障碍等虚拟现实技术在康复中的应用（五）有氧训练1.狐狸游戏：训练快速横向(横着)行走2.鼹鼠游戏：通过一种动态平衡运动健身3.菜园游戏：这是一项密集型训练，患者必须反复走动和蹲坐虚拟现实