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基于虚拟现实的成瘾辅助治疗技术平台及使用方法

阅读:188发布:2021-11-19

专利汇可以提供基于虚拟现实的成瘾辅助治疗技术平台及使用方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于 虚拟现实 的成瘾 辅助 治疗 技术平台及使用方法,包括用户界 面层 、领域抽象功能层、数据及 知识库 共享管理层和硬 软件 设备驱动 接口 层,其中的 用户界面 层用于封装用户的双向交互、屏蔽具体应用;数据及知识库共享管理层包括实验平台知识 数据库 子系统;领域抽象功能层包括实验生成子系统、实验运行子系统、VR场景体验 人机交互 实时控制设备设置子系统、人体系统生理及神经系统检测设备设置子系统、实验结果子系统和辅助治疗信息查询子系统。本发明 虚拟环境 实验具有增强线索反应主体体验的高生态效度的研究条件优势,为研究人员提供研究实验定制虚拟环境测试平台可以减少测试干扰因素,提高 数据采集 质量 ,具有节约资源成本投入的优点。,下面是基于虚拟现实的成瘾辅助治疗技术平台及使用方法专利的具体信息内容。

1.一种基于虚拟现实的成瘾辅助治疗技术平台,其特征在于,所述平台包括用户界面
层、领域抽象功能层、数据及知识库共享管理层和硬软件设备驱动接口层,其中所述的用户界面层用于封装用户的双向交互、屏蔽具体应用;
所述数据及知识库共享管理层包括实验平台知识数据库子系统,其包括平台公共实验
模板及虚拟材料知识库、实验运行程序及样本数据库和成瘾辅助治疗数据库,用于支撑平台各子系统业务功能模的实现和最终服务实验设计者、辅助治疗人员的应用界面;
所述领域抽象功能层负责问题功能领域或业务领域的抽象、领域功能的实现,其包括:
实验生成子系统,与所述实验平台知识数据库子系统连接,建立心理实验材料与实验
线索变量之间的关系模型,读取所述平台公共实验模板及虚拟材料知识库中的虚拟场景线索反应测试观测模型和虚拟实验流程程序定制模板,输入实验设计者的新实验定制需求,选取满足实验变量要求的虚拟场景材料和设置实验程序运行模板,生成定制的实验运行调度程序,实现实验自动运行功能;
实验运行子系统,与所述的实验生成子系统和实验平台知识数据库子系统连接,用于
启动所述实验生成子系统中所定制而成的实验运行调度程序,依次完成实验准备材料自测阶段、正式实验阶段和实验结束数据收集阶段,实验者严格按照计算机实验程序各项操作规范,系统化控制实验的自变量、额外变量E(系统因素(测试环境/设备/时间等)、被试因素、交互因素)对测试的影响,实现被试处于封闭沉浸式体验过程;
VR场景体验人机交互实时控制设备设置子系统,用于提供与所述平台性能需求相匹配
的软硬件系统集成计算环境,其包括场景呈现装置和多感知传感装备,所述场景呈现装置按照线索刺激时间变量调控要求与所述实验运行子系统连接,用于封闭呈现所述实验运行子系统所运行的实验虚拟场景;所述多感知传感装备用于被试动作实时跟踪捕获,并与所述场景呈现装置上的数据接口同步计算交互连接,使被试佩戴虚拟设备进入场景后能够产生“身临其境”的真实存在感;
人体系统生理及神经系统检测设备设置子系统,用于采集被试在实验过程中所产生的
人体系统生理及神经系统检测,以及被试在虚拟场景中的行为反应记录文件、漫游路径记录文件和实验过程实时呈现的场景动画文件;
实验结果子系统,与所述实验运行子系统连接,用于接收被试在实验过程中所产生的
实验数据,并对实验数据进行预处理后形成实验测评报告输出;
辅助治疗信息查询子系统,用于为实验设计者、成瘾治疗人员提供对曾经参与过实验
的患者个人的历史信息、平台成瘾治疗实验模板库、平台虚拟材料库、VR材料分类标准知识库、系统操作指导及专业术语库在线查询;
所述硬软件设备驱动接口层,用于负责封装硬件的具体交互方式,以及封装外部系统
的交互。
2.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的成瘾辅助治疗技术平台,其特征在于,所述平台公共实验模板及虚拟材料知识库包括:实验规范模板知识库、平台系统程序数据文件、VR材料分类方法知识库、平台实验材料库、VR知觉整合-记忆心理表征与转换模型知识库和系统使用手册及专业术语字典;
所述的实验运行程序及样本数据库包括:各实验程序文件及运行数据、各实验样本信
息及行为生理检测数据和实验数据算法脚本程序;
所述的成瘾辅助治疗数据库包括:成瘾记忆特征数据库、成瘾治疗实验模板库和个体
样本档案及测试信息数据库。
3.根据权利要求2所述的基于虚拟现实的成瘾辅助治疗技术平台,其特征在于,所述实验生成子系统中所建立的心理实验材料与实验线索变量之间关系的模型,
场景:S=F(x,y,z,Oi,..,,Pj,..,t),其中,x:材料对研究主体的效用价值,y:材料本体物理特征、z:材料本体心理特征、t刺激作用时间用于控制整个实验过程对被试机体线索反应的兴奋性唤醒阈值及反应强度;
场景内物体对象:Oi=f(x,y,z,t),其中,x:材料对研究主体的效用价值,y:材料本体物理特征、z:材料本体心理特征;
场景内化身对象:Pj=f(Role,Character,Cartoon,t),其中,Role:人称色定义;
Character:人物外形特征模板;Cartoon:动画脚本——包括情境、事件、动作系列等;
首先,实验设计者要为具体的测试程序选择需要的场景独立变量的个数,以及线索连
续呈现变化方式,包括三种实验自变量模式基本类型:A型、B型、C型,A型是实验自变量是多个场景的不同线索平;B型是只固定一个场景内的对象呈现不同刺激等级水平;C型是A型与B型的复合组成较为复杂的实验条件;
再进一步按照VR材料三维分类方法知识库模板提供的材料线索分层级材料特征函数,
将实验材料的制作要求如房间、房内物体、人物等内容输入到平台实验材料库中。
4.根据权利要求3所述的基于虚拟现实的成瘾辅助治疗技术平台,其特征在于,所述平台公共实验模板及虚拟材料知识库中设有为整个虚拟环境实验提供定制需求的描述模板,即虚拟实验需求定制1+6模型,其中“1”是描述实验研究目的与假设的核心函数RVR实验观测变量=f(SVR线索,O被试因素,E额外变量,T时间变量);“6”是通过六个步骤功能模块录入核心函数的定制信息,其中,SVR为实验自变量虚拟线索定制需求;实验因变量(RVR)观测指标定制需求;实验被试因素(O)样本筛选标准及实验分组需求;实验额外变量(E)系统环境等实验干扰因素的规避控制方法的实验程序的严格控制需求的定制;时间变量(T)刺激作用时间用于控制整个实验过程对被试机体线索反应的兴奋性唤醒阈值及反应强度;
所述的虚拟实验流程程序定制模板包括六个步骤功能模块:
新建实验信息模块,用于录入新定制实验的基本信息、创建所属实验文件,分配数据存储资源;
实验材料变量需求定制模块,提取所述公共知识库模块完成三个步骤的定制任务:步
骤一,选择三种实验自变量模式类型;步骤二,描述VR自变量材料物理及心理特征与实验研究对象的关系,以及如何操纵自变量去影响研究对象的反应(即因变量)的虚拟线索自变量水平变化方式的设置,将材料的具体场景制作要求如房间、及房间内物体和人物等内容输入到需求定制模板中;步骤三,正式开始实验之前使用平台提供的材料质量测试功能——虚拟材料物理质量检测模块和虚拟场景的临场感测试模块,检验材料制作仿真质量及场景临场感效果,规避眩晕现象等各类干扰因素;
实验观测指标定制模块,用于实验因变量观测指标的需求定制,包括生理测量指标、行为反应记录和自我报告信息等,实验同步数据信号采集信息,生理检测位置、时间采样参数、信号取样MARK标记等操作注意规范;
实验被试及分组信息模块,用于对定制实验虚拟场景中被试信息、筛选金标准文件及
实验分组信息;
实验调度程序文件定制模块,用于提取所述实验规范模板知识库,虚拟实验程序定制
模板,系统化控制实验的全过程,使实验操控的自变量如何不受额外变量E(系统因素(测试环境/设备/时间等)、被试因素、交互因素)对测试的影响,按照实验流程设计对所需各素材和线索材料进行运行时序调度设置,生成可执行实验自动运行程序;
实验数据处理需求定制模块,输入本实验数据的预处理、初步的统计分析及实验报告
格式定制需求,更深入数据分析提供外部接口软件。
5.根据权利要求4所述的基于虚拟现实的成瘾辅助治疗技术平台,其特征在于,所述实验运行子系统包括;
物体材料质量测试模块,用于检验实验场景材料是否满足模拟现场物体及场地的视知
觉识别;
场景材料临场感测试模块,用于检验实验被试体验虚拟环境的临场感;
被试录入及动态交互模块,用于对被试的信息进行分组录入;
实验初始化及启动模块,用于对所述实验生成子系统中所生成的可执行定制实验程序
进行初始化和启动控制;
虚拟环境中的生理神经系统实时数据通信模块,根据实验生成的所述设备接口配置模
块对外围检测设备的配置信息,同步开启所述数据采集子系统按照MARK点时间参数进行数据采样;
提取实验规范模板知识库,通过标准化程序规范实验执行流程,降低系统因素-用户因素-交互因素对测试者临场感影响,使平台生成的实验运行程序能够支持系统化控制虚拟实验测试者亲身临在的封闭沉浸式体验过程。
6.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的基于虚拟现实的成瘾辅助治疗技术平台,其
特征在于,所述实验结果子系统包括:
实验数据预处理及实验结果计算功能模块,用于对所述实验运行子系统中所产生的实
验数据进行预处理和实验结果的计算;
实验结果个人报告模块,根据各个目标实验要求,按照平台提供的需求模板,定制目标实验的个人报告数据项目,形成本实验脚本程序执行输出个人报告内容;
实验结果统计报告模块,根据各个目标实验不同分组要求,按照平台提供的对照组统
计模板,定制目标实验的统计报告数据项目,形成本实验脚本程序执行输出统计报告内容;
实验研究数据导出模块,用于提供所有实验数据的数据导出;
实验运行数据归档模块,用于对所述实验运行子系统中所产生的所有实验数据及运行
程序进行归档,并存储到所述的实验平台数据库子系统中。
7.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的基于虚拟现实的成瘾辅助治疗技术平台,其
特征在于,所述辅助治疗信息查询子系统包括:
实验历史信息查询模块,用于提供平台积累的过去实验的相关实验设计、虚拟材料及
实验样本数据结果信息;
患者实验信息查询模块,用于提供对曾经参与过实验的患者个人的历史信息;
成瘾治疗信息查询模块,用于提供平台生成定制实验参照的成瘾治疗实验模板库;
平台虚拟材料库查询模块,用于为实验设计者提供VR材料分类标准知识库查询;
操作指导及专业术语库模块,用于为平台使用者提供在线查询帮助。
8.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的成瘾辅助治疗技术平台,其特征在于,所述用户界面层包括:实验设计者界面、实验使用者界面、实验体验者界面、康复治疗人员界面和系统维护管理员界面。
9.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的成瘾辅助治疗技术平台,其特征在于,所述硬软件设备驱动接口层包括:
VR平台软件接口设置模块,用于VR图形引擎、VR视觉图形驱动程序接口设置和VR交互
设计软件的开发;
VR实验控制平台硬件接口配置模块,用于实现VR多感觉通道场景刺激信息呈现及体验
者肢体运动信息的同步跟踪实时反馈控制,实现体验者在虚拟环境的自由漫游;
设备系统实验数据记录接口模块,用于实验MARK记录文件、被试行为反应记录文件、被试漫游路径记录文件和虚拟场景动画文件的记录;
人体系统生理监测设备接口模块,用于对人体系统外周生理、脑神经等内稳态行为反
应检测。
10.一种基于虚拟现实的成瘾辅助治疗技术平台的使用方法,其特征在于,所述方法是先完成新实验设计定制到计算机系统中,再进行实验运行,包括:
步骤1.新的实验设计者首先要按照平台知识库模板进行实验材料需求定制,制作实验
用虚拟场景自变量材料;
步骤2.通过实验生成子系统在实验平台数据库子系统中选取实验用虚拟场景材料和
实验运行模板,生成用于可执行的定制虚拟实验运行程序;
步骤3.在前两步新实验设计定制程序完成的基础上,进入实验运行程序;按照实验不
同分组测试程序设计要求,指定组被试佩戴多感知传感装置,通过实验运行模板的指定程序顺序呈现定制好的虚拟场景,使其按照虚拟线索变量的设计要求执行,并在自动封闭的环境下运行,使被试沉浸于所设定的虚拟场景环境中;
步骤4.在虚拟场景实验运行过程中,通过数据采集子系统同步测取被试在所沉浸的实
验虚拟场景中所产生的实验样本信息和行为生理检测数据,在VR操作台实时显示运行及监测数据,并传输至实验结果子系统中;
步骤5.经所述实验结果子系统对所采集的数据进行预处理和计算,对被试的心理和行
为状况作出评估,输出结果报告并在实验平台数据库子系统中转存实验数据。
11.根据权利要求10所述的基于虚拟现实的成瘾辅助治疗的使用方法,其特征在于,所述步骤3中的实验运行程序是按照平台公共实验模板及虚拟材料知识库提供的实验规范模板知识库的平台虚拟实验标准流程,通过实验准备、正式实验、实验结束三个阶段,系统化控制实验的自变量、额外变量E(系统因素(测试环境/设备/时间等)、被试因素、交互因素)对测试的影响,通过标准化程序规范实验执行流程;通过实验运行模板的程序顺序呈现定制好的虚拟场景,使其按照虚拟线索变量的设计要求执行,其具体运行步骤包括:
步骤3.1,实验准备阶段,实验时间计划及材料准备,对实验待使用的虚拟线索材料物
体及场景质量测试,被试筛选,测试环境设置,包括场地、温度、光照、空气条件等。测试场地及设备搭建,要求与目标实验的虚拟场景被试漫游活动空间大小、方位,相一致匹配,确保被试在戴上头盔(类似在现实空间蒙上双眼)的人身安全,以及临场全部活动过程的空间布局方位合理性感受;
步骤3.2,进入正式实验阶段(Session Proc),执行如下三个步骤,第一步是实验总指导语,主试向被试介绍实验;第二步是核心实验准备阶段,主试被试双方签署《知情同意书》,被试分组,虚拟场景操作及身体适应性练习;第三步是被试休息2-7日后重新回到测前准备室;
步骤3.3,正式实验阶段,执行如下两步,第一步是被试接收核心实验指导语,第二步是被试进入核心实验过程(Trial Proc),被试在测前准备室中穿戴好检测设备和VR设备,根据实验指导语开始进行测试;
步骤3.4,定制的核心实验自动程序启动,系统设置VR设备处于黑暗状态1-2分钟,被试经过一段黑暗时间后进入封闭的虚拟场景中;
步骤3.5,被试在所定制的虚拟中性场景中经过一段时间的临场沉浸;
步骤3.6,设置VR设备处于黑暗状态1-2分钟,被试经过一段黑暗时间后重新进入封闭
的虚拟场景中;
步骤3.7,被试在所定制的虚拟线索场景中经过一段时间的临场沉浸,再根据实验指导语对被试进行答题测试,程序会按照设计者定制的三种实验自变量模式类型进行不同复合程序的呈现;
步骤3.8,被试答完题后,VR设备处于黑暗状态1-2分钟;
步骤3.9,被试接收核心实验结束语,定制的核心实验自动程序终止运行。
12.根据权利要求11所述的基于虚拟现实的辅助成瘾治疗的使用方法,其特征在于,双方签署《知情同意书》前还包括步骤3.0,利用实验平台数据库子系统和实验生成子系统对实验场景及关键线索物体进行虚拟材料物体质量测试步骤3.01和场景材料临场感测试步骤3.02,分别用于检验实验用虚拟材料是否满足模拟现场物体及场地的视知觉识别和被试体验虚拟环境的临场感。
13.根据权利要求12所述的基于虚拟现实的辅助成瘾治疗的使用方法,其特征在于,对实验场景及关键线索物体进行虚拟材料物体质量测试的步骤3.01具体包括:
步骤3.11,划分目标物体对象等级,将场景中处于静态远处非重点关注的目标物体划
分为低级对象,将关注的可操作的物体划为中级对象,将实验设计的具有关键特征的刺激线索物体划为高级对象;
步骤3.12,对所有目标物体对象进行静态物理特性测试,按照知觉恒常性特征,检验物体视觉属性,对满足实物对象与VR材料1:1要求的目标物体,符合实验场景材料要求;
步骤3.13,将中级对象和高级对象的目标物体置于目标实验虚拟测试场景中进行动态
物体物理特性测试;首先对虚拟测试场景与待测物体进行渲染处理后,把所有目标实验指定场景待测试物体置于虚拟测试场景中相应位置上,进行交互操作观察真实度,填写平台提供的物体材料质量问卷,根据物体质量测试的样本数据及统计结果,确认测试材料制作的合格度;
步骤3.14,进行虚拟场景和现实环境交叉放置同一个物体,类似‘增强现实’的交叉动作或交换位置测试。这个测试对制作质量要求很高,要看目标实验设计者的需要对高级对象进行虚拟仿真度与现实真实物体感知觉加工效果测试,虚拟场景和现实环境交叉放置同一个物体,类似“增强现实”的交叉动作或交换位置测试,完成高级对象材料合格度测试。
14.根据权利要求12所述的基于虚拟现实的辅助成瘾治疗的使用方法,其特征在于,对实验场景及关键线索物体进行场景材料临场感测试的步骤3.2具体包括:
步骤3.21,在实验平台数据库子系统中选定场景材料,并进行场景分级,将选定的中性场景材料划为一般级,将选定的线索场景材料划为高级;测试前,先选定目标实验需求拟计划测试临场感程度等级(一般级、高级),再将已划分好的物体高等级变量线索放在房间一侧,其他物品放在另一侧;
步骤3.22,被试测试者带上头盔进入非目标实验场景,并对目标物体进行随意摆放操
作;
步骤3.23,被试活动2分钟后,通过在被试眼前制作突然飞过的并伴有声音的飞行物,观察被试遮挡行为是否与日常生活中一样自然;
步骤3.24,被试在房间活动5-10分钟,全过程考察被试在虚拟场景停留和来回走动次
数,考察目标实验高级对象线索对被试注意偏性的行为反应;
步骤3.25,测试结束,填写测试评价问卷,根据样本数据统计结果确认场景测试材料制作的合格度。
15.根据权利要求10所述的基于虚拟现实的辅助成瘾治疗的使用方法,其特征在于,所述VR实验场景变量需求定制方法包括三个步骤:
步骤一:利用平台的VR材料分类方法知识库模板,选择三种实验自变量模式类型:I(A型、B型、C型),实验用三种VR自变量模式类型:
A型:实验自变量是多个虚拟线索场景的不同线索水平,多个场景材料需按照实验要求设置不同体验者临场卷入等级(两个水平:一般级/高级);
B型:场景固定,实验自变量是固定场景内的对象不同刺激等级水平线索,每个对象线索要求根据实验设计要求设置体验者关注强度等级(三个水平:低级、中级、高级),(中性对照场景,根据实验者研究目的,强调考察背景因素整体变量作用,就中性更换新场景;或者使用同一个场景,只考察对象变化的作用);
C型:A型与B型的复合,同一个实验中使用多个不同的线索场景,每个场景中的对象元素干预水平也有变化,组成较为复杂的实验条件;
步骤二:按照VR材料分类方法知识库模板要求,定制新的实验材料与线索变量之间的
关系模型,利用VR材料三维分类方法(X-材料对研究主体的效用价值,Y-材料本体物理特征、Z-材料本体心理特征),定制实验变量虚拟材料制作方案,描述复杂VR场景材料本体特征(即物理及心理特征)与实验研究对象(主体)所要观察的现象(变量)之间的结构关系,以及如何操纵自变量去影响主体反应(因变量)的虚拟线索自变量水平,使用材料线索分层级特征函数(场景S=F(x,y,z,Oi,..,,Pj,..,t),场景内物体对象Oi=f(x,y,z,t),场景内化身对象Pj=f(Role,Character,Cartoon,t)),将实验材料的制作要求如房间、房内家具、人物等内容输入到定制库中;
步骤三:按照平台实验规范知识库模板要求,描述新定制实验的各类干扰因素,VR实验额外变量三个维度E(系统因素s、被试因素o、交互因素i);
根据本实验特异性的干扰因素控制需求调整实验问卷、指导语、测试环境及设备条件、干预方式等因素,编辑定制到平台提供实验运行流程及操作规范模板,生成适合本实验的调度执行程序,实验程序定制考虑对E函数三个维度的各类干扰因素进行选择控制;
其中系统因素包括测试环境、设备、时间变量等,比如,场地测前室内照明环境及指导语会影响被试戴上头盔后的虚拟场景沉浸卷入感体验;
室内温度会影响被试出汗反应是因为环境还是心理紧张因素的检测;
被试因素包括被试病史、年龄、性别、职业、文化、内外倾个性特征、左右利手、自我评价、实验期待;
交互因素包括主试被试互动、测试过程主体与场景客体对象互动等影响。

说明书全文

基于虚拟现实的成瘾辅助治疗技术平台及使用方法

技术领域

[0001] 本发明属于心理健康研究技术领域,具体涉及基于虚拟现实的成瘾辅助治疗技术平台及使用方法,主要服务对象是应用基础研究实验人员、临床治疗干预人员、虚拟场景体验者。该技术平台为研究人员提供研究实验定制虚拟环境测试平台,为临床治疗干预人员
提供辅助治疗虚拟环境行为训练及治疗干预服务平台,为虚拟场景体验者提供安全的有益
于心身健康的活动环境。

背景技术

[0002] 物质使用障碍作为一种慢性高复发性脑疾病,是复杂的生物、心理、社会多元因素相互作用的结果。应对这一难以治愈的脑疾病,需要在新的整合的生物-社会-心理医学模
式指导下,运用多种不同的干预手段进行综合治疗。目前该领域正在探索一种新的治疗技
术,利用虚拟现实的主体沉浸式、交互式、构想式技术优势获得增强的线索反应模式,提供
成瘾相关的多因素交互的虚拟环境,在现有线索暴露疗法及行为干预治疗技术及疗效方面
可能获得新的突破。近10年来这一领域的研究进展,内容包括:利用虚拟现实技术获得增强的线索反应模式提高渴求评估的生态效度,利用虚拟现实技术改进线索暴露疗法的效用,
以及利用虚拟环境呈现高危复吸情境的应对技能训练。
[0003] 该领域传统实验平台工具主要适用于二维平面线索,主要采用非VR介质方法诱发线索,存在生态效度局限性。Jellinek(1960)提出,成瘾行为的核心问题是渴求控制的缺
失。传统二维及视频刺激材料线索诱发渴求反应强度很难重现患者在现实生活体验到的高
峰失控渴求的复吸经历。而虚拟现实场景线索的优势特征是主体沉浸多通道感知刺激,使
被试产生“身临其境”仿佛回到过去曾经历的现实生活体验的心身感受。目前,所采用的虚拟现实环境,缺少设计定制实验的软件系统,现有基于虚拟现实技术的心理学实验都是采
用固定场景下的实验设计,主要集中在解决特定应用研究问题,对实验的配置缺乏灵活性,实验功能方面缺乏扩展性,而且也没有提供可扩展能的模,且在开发精细复杂的虚拟
现实实验需要花费很大的资金以及很长的周期;同时,现有工具产品主要局限于传统介质
材料的适应范围,不能满足虚拟现实技术心理健康研究实验的规范标准化、计算机自动控
制的实验过程的需求。因此,需要设计新的研究实验平台工具适应研究人员考察在虚拟环
境线索下各种心理障碍及人体系统反应特性。

发明内容

[0004] 因此,本发明为了解决传统二维介质生态效度低、测量过程标准化干扰因素不可控,且现有所采用的虚拟现实技术主要集中在解决特定应用研究问题,对实验的配置缺乏
灵活性。为此,本发明提供了基于虚拟现实的成瘾辅助治疗技术平台及使用方法。
[0005] 所采用的技术方案如下:
[0006] 一方面,本发明提供了一种基于虚拟现实的成瘾辅助治疗技术平台,所述平台包括用户界面层、领域抽象功能层、数据及知识库共享管理层和硬软件设备驱动接口层,其中所述的用户界面层用于封装用户的双向交互、屏蔽具体应用;
[0007] 所述数据及知识库共享管理层包括实验平台知识数据库子系统,其包括平台公共实验模板及虚拟材料知识库、实验运行程序及样本数据库和成瘾辅助治疗数据库,用于支
撑平台各子系统业务功能模块的实现和最终服务实验设计者、辅助治疗人员的应用界面;
[0008] 所述领域抽象功能层负责问题功能领域或业务领域的抽象、领域功能的实现,其包括:
[0009] 实验生成子系统,与所述实验平台知识数据库子系统连接,建立心理实验材料与实验线索变量之间的关系模型,提供整个虚拟环境实验的定制需求描述模板,即虚拟实验
需求定制1+6模型用于不同虚拟实验设计需求的通用描述方法,“1”是描述实验研究目的与假设的核心函数RVR实验观测变量=f(SVR线索,O被试因素,E额外变量,T时间变量);“6”通过六个步骤功能模块录入核心函数的定制信息,包括实验自变量(SVR)虚拟线索定制需求;实验因变量(RVR)观测指标定制需求;实验被试因素(O)样本筛选标准及实验分组需求;实验额外变量(E)系统环境
等实验干扰因素的规避控制方法的实验程序的严格控制需求的定制;时间变量(T)刺激作
用时间用于控制整个实验过程对被试机体线索反应的兴奋性唤醒阈值及反应强度。实现了
实验设计者录入新实验定制需求功能,选取满足实验变量要求的虚拟场景材料和设置实验
程序运行模板,生成定制的实验运行调度程序,实现实验自动运行功能;
[0010] 实验运行子系统,与所述的实验生成子系统和实验平台知识数据库子系统连接,用于启动所述实验生成子系统中所定制而成的实验运行调度程序,依次完成实验准备材料
自测阶段、正式实验阶段和实验结束数据收集阶段,实验者严格按照计算机实验程序各项
操作规范,系统化控制实验的自变量、额外变量E(系统因素(测试环境/设备/时间等)、被试因素、交互因素)对测试的影响,实现被试处于封闭沉浸式体验过程;
[0011] VR场景体验人机交互实时控制设备设置子系统,用于提供与所述平台性能需求相匹配的软硬件系统集成计算环境,其包括场景呈现装置和多感知传感装备,所述场景呈现
装置按照线索刺激时间变量调控要求与所述实验运行子系统连接,用于封闭呈现所述实验
运行子系统所运行的实验虚拟场景;所述多感知传感装备用于被试动作实时跟踪捕获,并
与所述场景呈现装置上的数据接口同步计算交互连接,使被试佩戴虚拟设备进入场景后能
够产生“身临其境”的真实存在感;
[0012] 人体系统生理及神经系统检测设备设置子系统,用于采集被试在实验过程中所产生的人体系统生理及神经系统功能检测,以及被试在虚拟场景中的行为反应记录文件、漫
游路径记录文件和实验过程实时呈现的场景动画文件;
[0013] 实验结果子系统,与所述实验运行子系统连接,用于接收被试在实验过程中所产生的实验数据,并对实验数据进行预处理后形成实验测评报告输出;
[0014] 辅助治疗信息查询子系统,用于为实验设计者、成瘾治疗人员提供对曾经参与过实验的患者个人的历史信息、平台成瘾治疗实验模板库、平台虚拟材料库、VR材料分类标准知识库、系统操作指导及专业术语库在线查询;
[0015] 所述硬软件设备驱动接口层,用于负责封装硬件的具体交互方式,以及封装外部系统的交互。
[0016] 所述平台公共实验模板及虚拟材料知识库包括:实验规范模板知识库、平台系统程序数据文件、VR材料分类方法知识库、平台实验材料库、VR知觉整合-记忆心理表征与转换模型知识库和系统使用手册及专业术语字典;
[0017] 所述的实验运行程序及样本数据库包括:各实验程序文件及运行数据、各实验样本信息及行为生理检测数据和实验数据算法脚本程序;
[0018] 所述的成瘾辅助治疗数据库包括:成瘾记忆特征数据库、成瘾治疗实验模板库和个体样本档案及测试信息数据库。
[0019] 所述实验生成子系统中所建立的心理实验材料与实验线索变量之间关系的模型,
[0020] 场景:S=F(x,y,z,Oi,..,,Pj,..,t),其中,x:材料对研究主体的效用价值,y:材料本体物理特征、z:材料本体心理特征、t刺激作用时间用于控制整个实验过程对被试机体线索反应的兴奋性唤醒阈值及反应强度;
[0021] 场景内物体对象:Oi=f(x,y,z,t),其中,x:材料对研究主体的效用价值,y:材料本体物理特征、z:材料本体心理特征;
[0022] 场景内化身对象:Pj=f(Role,Character,Cartoon,t),其中,Role:人称色定义;Character:人物外形特征模板;Cartoon:动画脚本——包括情境、事件、动作系列等;
[0023] 首先,实验设计者要为具体的测试程序选择需要的场景独立变量的个数,以及线索连续呈现变化方式,包括三种实验自变量模式基本类型:A型、B型、C型,A型是实验自变量是多个场景的不同线索平;B型是只固定一个场景内的对象呈现不同刺激等级水平;C型
是A型与B型的复合组成较为复杂的实验条件;
[0024] 再进一步按照VR材料三维分类方法知识库模板提供的材料线索分层级材料特征函数,将实验材料的制作要求如房间、房内物体、人物等内容输入到定制库中。
[0025] 所述平台公共实验模板及虚拟材料知识库中设有为整个虚拟环境实验提供定制需求的描述模板,即虚拟实验需求定制1+6模型,其中“1”是描述实验研究目的与假设的核心函数RVR实验观测变量=f(SVR线索,O被试因素,E额外变量,T时间变量);“6”是通过六个步骤功能模块录入核心函数的定制信息,其中,SVR为实验自变量虚拟线索定制需求;实验因变量(RVR)观测指标定制需求;实验被试因素(O)样本筛选标准及实验分组需求;实验额外变量(E)系统环境等实
验干扰因素的规避控制方法的实验程序的严格控制需求的定制;时间变量(T)刺激作用时
间用于控制整个实验过程对被试机体线索反应的兴奋性唤醒阈值及反应强度;
[0026] 所述的虚拟实验流程程序定制模板包括六个步骤功能模块:
[0027] 新建实验信息模块,用于录入新定制实验的基本信息、创建所属实验文件,分配数据存储资源;
[0028] 实验材料变量需求定制模块,提取所述公共知识库模块完成三个步骤的定制任务:步骤一,选择三种实验自变量模式类型;步骤二,描述VR自变量材料物理及心理特征与实验研究对象的关系,以及如何操纵自变量去影响研究对象的反应(即因变量)的虚拟线索
自变量水平变化方式的设置,将材料的具体场景制作要求如房间、及房间内物体和人物等
内容输入到需求定制模板中;步骤三,正式开始实验之前使用平台提供的材料质量测试功
能——虚拟材料物理质量检测模块和虚拟场景的临场感测试模块,检验材料制作仿真质量
及场景临场感效果,规避眩晕和电脑障碍等各类干扰因素;
[0029] 实验观测指标定制模块,用于实验因变量观测指标的需求定制,包括生理测量指标、行为反应记录和自我报告信息等,实验同步数据信号采集信息,生理检测位置、时间采样参数、信号取样MARK标记等操作注意规范;
[0030] 实验被试及分组信息模块,用于对定制实验虚拟场景中被试信息、筛选金标准文件及实验分组信息;
[0031] 实验调度程序文件定制模块,用于提取所述实验规范模板知识库,虚拟实验程序定制模板,系统化控制实验的全过程,使实验操控的自变量如何不受额外变量E(系统因素
(测试环境/设备/时间等)、被试因素、交互因素)对测试的影响,按照实验流程设计对所需各素材和线索材料进行运行时序调度设置,生成可执行实验自动运行程序;
[0032] 实验数据处理需求定制模块,输入本实验数据的预处理、初步的统计分析及实验报告格式定制需求,更深入数据分析提供外部接口软件。
[0033] 所述实验运行子系统包括;
[0034] 物体材料质量测试模块,用于检验实验场景材料是否满足模拟现场物体及场地的视知觉识别;
[0035] 场景材料临场感测试模块,用于检验实验被试体验虚拟环境的临场感;
[0036] 被试录入及动态交互模块,用于对被试的信息进行分组录入;
[0037] 实验初始化及启动模块,用于对所述实验生成子系统中所生成的可执行定制实验程序进行初始化和启动控制;
[0038] 虚拟环境中的生理神经系统实时数据通信模块,根据实验生成的所述设备接口配置模块对外围检测设备的配置信息,同步开启所述数据采集子系统按照MARK点时间参数进
行数据采样;
[0039] 提取实验规范模板知识库,通过标准化程序规范实验执行流程,降低系统因素-用户因素-交互因素对测试者临场感影响,使平台生成的实验运行程序能够支持系统化控制
虚拟实验测试者亲身临在的封闭沉浸式体验过程。
[0040] 所述实验结果子系统包括:
[0041] 实验数据预处理及实验结果计算功能模块,用于对所述实验运行子系统中所产生的实验数据进行预处理和实验结果的计算;
[0042] 实验结果个人报告模块,根据各个目标实验要求,按照平台提供的需求模板,定制目标实验的个人报告数据项目,形成本实验脚本程序执行输出个人报告内容;
[0043] 实验结果统计报告模块,根据各个目标实验不同分组要求,按照平台提供的对照组统计模板,定制目标实验的统计报告数据项目,形成本实验脚本程序执行输出统计报告
内容;
[0044] 实验研究数据导出模块,用于提供所有实验数据的数据导出;
[0045] 实验运行数据归档模块,用于对所述实验运行子系统中所产生的所有实验数据及运行程序进行归档,并存储到所述的实验平台数据库子系统中。
[0046] 所述辅助治疗信息查询子系统包括:
[0047] 实验历史信息查询模块,用于提供平台积累的过去实验的相关实验设计、虚拟材料及实验样本数据结果信息;
[0048] 患者实验信息查询模块,用于提供对曾经参与过实验的患者个人的历史信息;
[0049] 成瘾治疗信息查询模块,用于提供平台生成定制实验参照的成瘾治疗实验模板库;
[0050] 平台虚拟材料库查询模块,用于为实验设计者提供VR材料分类标准知识库查询;
[0051] 操作指导及专业术语库模块,用于为平台使用者提供在线查询帮助。
[0052] 所述用户界面层包括:实验设计者界面、实验使用者界面、实验体验者界面、康复治疗人员界面和系统维护管理员界面。
[0053] 所述硬软件设备驱动接口层包括:
[0054] VR平台软件接口设置模块,用于VR图形引擎、VR视觉图形驱动程序接口设置和VR交互设计软件的开发;
[0055] VR实验控制平台硬件接口配置模块,用于实现VR多感觉通道场景刺激信息呈现及体验者肢体运动信息的同步跟踪实时反馈控制,实现体验者在虚拟环境的自由漫游;
[0056] 设备系统实验数据记录接口模块,用于实验MARK记录文件、被试行为反应记录文件、被试漫游路径记录文件和虚拟场景动画文件的记录;
[0057] 人体系统生理监测设备接口模块,用于对人体系统外周生理、脑神经等内稳态行为反应检测。
[0058] 另一方面,本发明还提供了一种基于虚拟现实的成瘾辅助治疗的使用方法,所述方法是先完成新实验设计定制到计算机系统中,再进行实验运行,包括:
[0059] 步骤1.新的实验设计者首先要按照平台知识库模板进行实验材料需求定制,制作实验用虚拟场景自变量材料;
[0060] 步骤2.通过实验生成子系统在实验平台数据库子系统中选取实验用虚拟场景材料和实验运行模板,生成用于可执行的定制虚拟实验运行程序;
[0061] 步骤3.在前两步新实验设计定制程序完成的基础上,进入实验运行程序;按照实验不同分组测试程序设计要求,指定组被试佩戴多感知传感装置,通过实验运行模板的指
定程序顺序呈现定制好的虚拟场景,使其按照虚拟线索变量的设计要求执行,并在自动封
闭的环境下运行,使被试沉浸于所设定的虚拟场景环境中;
[0062] 步骤4.在虚拟场景实验运行过程中,通过数据采集子系统同步测取被试在所沉浸的实验虚拟场景中所产生的实验样本信息和行为生理检测数据,在VR操作台实时显示运行
及监测数据,并传输至实验结果子系统中;
[0063] 步骤5.经所述实验结果子系统对所采集的数据进行预处理和计算,对被试的心理和行为状况作出评估,输出结果报告并在实验平台数据库子系统中转存实验数据。
[0064] 所述步骤3中的实验运行程序是按照平台知识库提供的虚拟实验流程程序运行模板的平台虚拟实验标准流程,通过实验准备、正式实验、实验结束三个阶段,系统化控制实验的自变量、额外变量E(系统因素(测试环境/设备/时间等)、被试因素、交互因素)对测试的影响,通过标准化程序规范实验执行流程;通过实验运行模板的程序顺序呈现定制好的
虚拟场景,使其按照虚拟线索变量的设计要求执行,其具体运行步骤包括:
[0065] 步骤3.1,实验准备阶段,实验时间计划及材料准备,对实验待使用的虚拟线索材料物体及场景质量测试,被试筛选,测试环境设置,包括场地、温度、光照、空气条件等。测试场地及设备搭建,要求与目标实验的虚拟场景被试漫游活动空间大小、方位,相一致匹配,确保被试在戴上头盔(类似在现实空间蒙上双眼)的人身安全,以及临场全部活动过程的空
间布局方位合理性感受;
[0066] 步骤3.2,进入正式实验阶段(Session Proc),执行如下三个步骤,第一步是实验总指导语,主试向被试介绍实验;第二步是核心实验准备阶段,主试被试双方签署《知情同意书》,被试分组,虚拟场景操作及身体适应性练习;第三步是被试休息2-7日后重新回到测前准备室;
[0067] 步骤3.3,正式实验阶段,执行如下两步,第一步是被试接收核心实验指导语,第二步是被试进入核心实验过程(Trial Proc),被试在测前准备室中穿戴好检测设备和VR设备,根据实验指导语开始进行测试;
[0068] 步骤3.4,定制的核心实验自动程序启动,系统设置VR设备处于黑暗状态1-2分钟,被试经过一段黑暗时间后进入封闭的虚拟场景中;
[0069] 步骤3.5,被试在所定制的虚拟中性场景中经过一段时间的临场沉浸;
[0070] 步骤3.6,设置VR设备处于黑暗状态1-2分钟,被试经过一段黑暗时间后重新进入封闭的虚拟场景中;
[0071] 步骤3.7,被试在所定制的虚拟线索场景中经过一段时间的临场沉浸,再根据实验指导语对被试进行答题测试,程序会按照设计者定制的三种实验自变量模式类型进行不同
复合程序的呈现;
[0072] 步骤3.8,被试答完题后,VR设备处于黑暗状态1-2分钟;
[0073] 步骤3.9,被试接收核心实验结束语,定制的核心实验自动程序终止运行。
[0074] 利用实验平台数据库子系统和实验生成子系统对实验场景及关键线索物体进行虚拟材料物体质量测试步骤3.01和场景材料临场感测试步骤3.02,分别用于检验实验用虚
拟材料是否满足模拟现场物体及场地的视知觉识别和被试体验虚拟环境的临场感。
[0075] 对实验场景及关键线索物体进行虚拟材料物体质量测试的步骤3.01具体包括:
[0076] 步骤3.11,划分目标物体对象等级,将场景中处于静态远处非重点关注的目标物体划分为低级对象,将关注的可操作的物体划为中级对象,将实验设计的具有关键特征的
刺激线索物体划为高级对象;
[0077] 步骤3.12,对所有目标物体对象进行静态物理特性测试,按照知觉恒常性特征,检验物体视觉属性,对满足实物对象与VR材料1:1要求的目标物体,符合实验场景材料要求;
[0078] 步骤3.13,将中级对象和高级对象的目标物体置于目标实验虚拟测试场景中进行动态物体物理特性测试;首先对虚拟测试场景与待测物体进行渲染处理后,把所有目标实
验指定场景待测试物体置于虚拟测试场景中相应位置上,进行交互操作观察真实度,填写
平台提供的物体材料质量问卷,根据质量测试样本数据统计结果,确认测试材料制作的合
格度;
[0079] 步骤3.14,进行虚拟场景和现实环境交叉放置同一个物体,类似‘增强现实’的交叉动作或交换位置测试。这个测试对制作质量要求很高,要看目标实验设计者的需要对高级对象进行虚拟仿真度与现实真实物体感知觉加工效果测试,虚拟场景和现实环境交叉放
置同一个物体,类似“增强现实”的交叉动作或交换位置测试,完成高级对象材料合格度测试。
[0080] 对实验场景及关键线索物体进行场景材料临场感测试的步骤3.2具体包括:
[0081] 步骤3.21,在实验平台数据库子系统中选定场景材料,并进行场景分级,将选定的中性场景材料划为一般级,将选定的线索场景材料划为高级;测试前,先选定目标实验需求拟计划测试临场感程度等级(一般级、高级),再将已划分好的物体高等级变量线索放在房间一侧,其他物品放在另一侧;
[0082] 步骤3.22,被试测试者带上头盔进入非目标实验场景,并对目标物体进行随意摆放操作;
[0083] 步骤3.23,被试活动2分钟后,通过在被试眼前制作突然飞过的并伴有声音的飞行物,观察被试遮挡行为是否与日常生活中一样自然;
[0084] 步骤3.24,被试在房间活动5-10分钟,全过程考察被试在虚拟场景停留和来回走动次数,考察目标实验高级对象线索对被试注意偏性的行为反应;
[0085] 步骤3.25,测试结束,填写测试评价问卷,根据样本数据统计结果,确认测试场景材料制作的质量合格度。
[0086] 所述VR实验场景变量需求定制方法包括三个步骤:
[0087] 步骤一:利用平台的VR材料分类方法知识库模板,选择三种实验自变量模式类型:I(A型、B型、C型),实验用三种VR自变量模式类型:
[0088] A型:实验自变量是多个虚拟线索场景的不同线索水平,多个场景材料需按照实验要求设置不同体验者临场卷入等级(两个水平:一般级/高级);
[0089] B型:场景固定,实验自变量是固定场景内的对象不同刺激等级水平线索,每个对象线索要求根据实验设计要求设置体验者关注强度等级(三个水平:低级、中级、高级),(中性对照场景,根据实验者研究目的,强调考察背景因素整体变量作用,就中性更换新场景;
或者使用同一个场景,只考察对象变化的作用);
[0090] C型:A型与B型的复合,同一个实验中使用多个不同的线索场景,每个场景中的对象元素干预水平也有变化,组成较为复杂的实验条件;
[0091] 步骤二:按照VR材料分类方法知识库模板要求,定制新的实验材料与线索变量之间的关系模型,利用VR材料三维分类方法(X-材料对研究主体的效用价值,Y-材料本体物理特征、Z-材料本体心理特征),定制实验变量虚拟材料制作方案,描述复杂VR场景材料本体特征(即物理及心理特征)与实验研究对象(主体)所要观察的现象(变量)之间的结构关系,
以及如何操纵自变量去影响主体反应(因变量)的虚拟线索自变量水平,使用材料线索分层
级特征函数(场景S=F(x,y,z,Oi,..,,Pj,..,t),场景内物体对象Oi=f(x,y,z,t),场景内化身对象Pj=f(Role,Character,Cartoon,t),将实验材料的制作要求如房间、房内家具、人物等内容输入到定制库中;
[0092] 步骤三:按照平台实验规范知识库模板要求,描述新定制实验的各类干扰因素,VR实验额外变量三个维度E(系统因素s、被试因素o、交互因素i);
[0093] 根据本实验特异性的干扰因素控制需求调整实验问卷、指导语、测试环境及设备条件、干预方式等因素,编辑定制到平台提供实验运行流程及操作规范模板,生成适合本实验的调度执行程序,实验程序定制考虑对E函数三个维度的各类干扰因素进行选择控制;
[0094] 其中系统因素包括测试环境、设备、时间变量等,比如,场地测前室内照明环境及指导语会影响被试戴上头盔后的虚拟场景沉浸卷入感体验;
[0095] 室内温度会影响被试出汗反应是因为环境还是心理紧张因素的检测;
[0096] 被试因素包括被试病史、年龄、性别、职业、文化、内外倾个性特征、左右利手、自我评价、实验期待;
[0097] 交互因素包括主试被试互动、测试过程主体与场景客体对象互动等影响。
[0098] 本发明技术方案,具有如下优点:
[0099] A.本发明把心理实验研究方法与虚拟现实主体沉浸体验环境结合,实现可以检验人体系统生理和行为之间联系的计算机严密控制的研究实验环境,开发一个具有可定制生
成实验功能的开放技术平台。系统主要服务对象是应用基础研究实验人员、临床治疗干预
人员、虚拟场景体验者。系统为研究人员提供定制虚拟环境测试平台,为临床治疗干预人员提供辅助治疗虚拟环境行为训练及治疗干预服务平台,为虚拟场景体验者提供安全的有益
于心身健康的活动环境。对现有成瘾辅助治疗基础应用提供全新的技术平台,且具有减少
测试干扰因素,提高数据采集质量,节约资源成本投入的优点。
[0100] B.本发明提出一种虚拟环境实验定制需求描述模板,以实验心理学理论为指导提出实验需求定制1+6模型用于不同虚拟实验设计需求的通用描述方法,“1”是描述实验研究目的与假设的核心函数RVR实验观测变量=f(SVR线索,O被试因素,E额外变量,T时间变量),“6”通过六个步骤录入核心函数的定制信息,实验自变量(SVR)虚拟线索定制需求,实验因变量(RVR)观测指标定制需求,实验被试因素(O)样本筛选标准及实验分组需求,以及实验额外变量(E)系统环境等
实验干扰因素的规避控制方法的实验程序的严格控制需求的定制;时间变量(T)刺激作用
时间用于控制整个实验过程对被试机体线索反应的兴奋性唤醒阈值及反应强度。
[0101] C.为了解决研究设计者特别关注的虚拟环境材料与实验操控线索自变量之间的内在作用机制问题(即刺激干预效度),提出一种新的VR实验场景变量需求定制方法,建立
心理实验材料与实验线索变量之间关系的模型可以为实验设计者提供一种统一规范的可
操作量化描述设计需求的方法,包括三项使用技术:(1)VR材料分类标准知识库根据认知心理学知觉认知地图-记忆心理模型原理,提出心理实验VR材料三维分类方法(即材料本体物
理特征、材料本体心理特征、材料对研究主体的效用价值),用于解释复杂VR场景材料本体特征(即物理及心理特征)与实验研究对象(主体)所要观察的现象(变量)之间内在关联的
逻辑结构。(2)进一步利用VR材料三维分类方法,定义了三个用于描述虚拟实验变量的材料线索分层级特征函数,提供一种如何操控自变量去影响主体反应(因变量)的虚拟线索自变
量水平划分的描述方法:场景S=F(x,y,z,Oi,..,,Pj,..,t);物体对象Oi=f(x,y,z,t);化身对象Pj=f(Role,Character,Cartoon,t),并附加图片及文字脚本描述逐项设置到平台
的定制需求模板。(3)将虚拟现实技术与传统心理实验工具软件设计原理结合,提出三种虚拟实验自变量模式类型,I(A型、B型、C型),A型:实验自变量是多个虚拟线索场景的不同线索水平;B型:场景固定,实验自变量是固定场景内的对象不同刺激等级水平线索;C型:A型与B型的复合,同一个实验中使用多个不同的线索场景,每个场景中的对象元素干预水平也有变化,组成较为复杂的实验条件。平台提供的实验虚拟材料特征与主体效用价值心理特
征内在关联的实验线索变量的量化特征函数描述设计定制方法,可以方便实验研究者提供
与被试心理行为能力相匹配的虚拟现实场景,实现更好的、更自动化的完成变量控制、因素匹配、行为反应记录、结果计算与分析等过程,使对被试行为能力的评估与训练更加有针对性。
[0102] D.本发明结合心理学技术平台提供虚拟实验流程程序定制模板,为实验设计者提供新实验定制功能。平台虚拟实验标准流程,通过实验准备、正式实验、实验结束三个阶段,共12个基本任务单元(Session),系统化控制实验的自变量、额外变量E(系统因素(测试环
境/设备/时间等)、被试因素、交互因素)对测试的影响,通过标准化程序规范实验执行流
程;通过实验运行模板的程序顺序呈现定制好的虚拟场景,使其按照虚拟线索变量的设计
要求执行。
[0103] E.为了规避实验过程出现眩晕现象和材料制作质量等各类干扰因素,提升测试者在虚拟环境的临场卷入感,专设计了虚拟材料物体质量测试模块和场景材料临场感卷入
测试模块。材料制作物理质量测试模块重点测试虚拟物体材料的本体物理特征,根据认知
心理学研究成果,客体物理特征的心理表征是长时记忆信息组织的认知地图模式,测试强
度分三个层级(材料静态物理参数准确度测试、场景动态交互主体体验感测试、虚拟仿真物与现实实物识别测试)。场景材料临场感测试模块重点测试个体感知身处计算机生成环境
中的虚拟场景临场卷入的主观体验。虚拟环境临境感产生的基础为给予某一虚拟环境特征
或信息的集中注意,其程度强弱在一定范围内取决于个体分配于虚拟环境的注意资源量。
测试项目分两个层面(身体沉浸、精神沉浸),身体沉浸指自我存在觉知意识——即个体本
体觉感知处理,包括是否引起本体觉纯利困难问题的眩晕现象,精神沉浸指(个体对线索集中注意度——即注意资源分配)。平台为实验设计者提供的物体材料质量测试模块和场景
材料临场感测试模块,使实验者在材料制作过程和正式开始实验之前进行材料质量检验。
[0104] F.本发明提供了一个具有可定制生成实验的技术平台,系统九个单元部件完成由领域知识库基础模板支撑的一个新的虚拟实验设计从实验变量设计材料制作编辑,到实验
可执行程序的生成,样本数据采集至实验结果数据输出的全过程。同时还有一个重要的平
台可扩展未来新的实验及领域建模知识的开放性架构能力需要技术架构支持,为此本发明
采用平台分层架构设计模式,使平台从结构上能够支持领域业务抽象建模及未来可扩展升
级问题,提供分层共享组件化模块封装技术。系统分层架构设计模式,封装成四个层次的各单元组件,即用户界面层、领域抽象功能层、数据及知识库共享管理层和软硬件件设备驱动接口层,实现了实验平台信息处理的标准化、信息处理的集中协同共享管理。一层用户接口层(UI),负责封装用户的双向交互、屏蔽具体应用功能;二层业务功能层(PD),负责问题领域或业务领域的抽象、领域功能的实现;三层数据管理层(DM),负责封装各种持久化数据的具体管理方式,如知识库、数据库、VR材料库等;四层(SI)系统接口层,负责封装硬件的具体交互方式,以及封装外部系统的交互。这样的分层架构设计满足了对于一个新的研究实验
定制任务,如果平台现有知识库模板和功能组件能够满足需求,就直接定制程序和材料,生成可自动运行的实验程序,如果现有知识库不能满足新的研究类型(例如研究一种新的治
疗干预技术需要与其他心理治疗方法结合,或设计一种新的复杂交互生物反馈行为训练的
游戏脚本试验等),就需要扩展升级增加新的知识库内容,相应的算法组件,扩充平台原有实验模板类型,使未来实验平台的发展形成开放可持续完善的技术研究平台。
附图说明
[0105] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的
附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前
提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0106] 图1是本发明所提供的系统组成框图
[0107] 图2是本发明所提供的系统的平台分层架构模式图;
[0108] 图3是本发明所提供的虚拟实验流程设计:实验程序运行模板图(三个阶段);
[0109] 图4是心理实验VR材料三维分类特征与实验线索变量间的关系示意图;
[0110] 图5是实验用虚拟材料物体质量测试方法框图;
[0111] 图6是实验用场景材料临场感测试方法框图;
[0112] 图7是图1中所示平台知识数据库子系统的组成图;
[0113] 图8是虚拟环境实验定制需求模板图(“1+6”模型)。

具体实施方式

[0114] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0115] 如图1和图2所示,本发明提供了一种基于虚拟现实的成瘾辅助治疗技术平台,平台包括用户界面层、领域抽象功能层、数据及知识库共享管理层和硬软件设备驱动接口层,其中所述的用户界面层用于封装用户的双向交互、屏蔽具体应用;数据及知识库共享管理
层包括实验平台知识数据库子系统,其包括平台公共实验模板及虚拟材料知识库、实验运
行程序及样本数据库和成瘾辅助治疗数据库,用于支撑平台各子系统业务功能模块的实现
和最终服务实验设计者、辅助治疗人员的应用界面;
[0116] 领域抽象功能层负责问题功能领域或业务领域的抽象、领域功能的实现,其包括六大子系统,分别为实验生成子系统、实验运行子系统、VR场景体验人机交互实时控制设备设置子系统、人体系统生理及神经系统检测设备设置子系统、实验结果子系统和辅助治疗
信息查询子系统。
[0117] 实验生成子系统与实验平台知识数据库子系统连接,建立心理实验材料与实验线索变量之间的关系模型,读取平台公共实验模板及虚拟材料知识库中的虚拟场景线索反应
测试观测模型和虚拟实验流程程序定制模板,输入实验设计者的新实验定制需求,选取满
足实验变量要求的虚拟场景材料和设置实验程序运行模板,生成定制的实验运行调度程
序,实现实验自动运行功能;
[0118] 实验运行子系统与实验生成子系统和实验平台知识数据库子系统连接,用于启动实验生成子系统中所定制而成的实验运行调度程序,依次完成实验准备材料自测阶段、正
式实验阶段和实验结束数据收集阶段,实验者严格按照计算机实验程序各项操作规范,系
统化控制实验的自变量、额外变量E(系统因素(测试环境/设备/时间等)、被试因素、交互因素)对测试的影响,实现被试处于封闭沉浸式体验过程;
[0119] VR场景体验人机交互实时控制设备设置子系统用于提供与所述平台性能需求相匹配的软硬件系统集成计算环境,其包括场景呈现装置和多感知传感装备,所述场景呈现
装置按照线索刺激时间变量调控要求与所述实验运行子系统连接,用于封闭呈现所述实验
运行子系统所运行的实验虚拟场景;所述多感知传感装备用于被试动作实时跟踪捕获,并
与所述场景呈现装置上的数据接口同步计算交互连接,使被试佩戴虚拟设备进入场景后能
够产生“身临其境”的真实存在感;
[0120] 人体系统生理及神经系统检测设备设置子系统用于采集被试在实验过程中所产生的人体系统生理及神经系统检测,以及被试在虚拟场景中的行为反应记录文件、漫游路
径记录文件和实验过程实时呈现的场景动画文件;
[0121] 实验结果子系统,与所述实验运行子系统连接用于接收被试在实验过程中所产生的实验数据,并对实验数据进行预处理后形成实验测评报告输出;
[0122] 辅助治疗信息查询子系统用于为实验设计者、成瘾治疗人员提供对曾经参与过实验的患者个人的历史信息、平台成瘾治疗实验模板库、平台虚拟材料库、VR材料分类标准知识库、系统操作指导及专业术语库在线查询。
[0123] 所述硬软件设备驱动接口层,用于负责封装硬件的具体交互方式,以及封装外部系统的交互。
[0124] 如图6所示,其中的平台公共实验模板及虚拟材料知识库包括:实验规范模板知识库、平台系统程序数据文件、VR材料分类方法知识库、平台实验材料库、VR知觉整合-记忆心理表征与转换模型知识库和系统使用手册及专业术语字典;
[0125] 实验运行程序及样本数据库包括:各实验程序文件及运行数据、各实验样本信息及行为生理检测数据和实验数据算法脚本程序;
[0126] 成瘾辅助治疗数据库包括:成瘾记忆特征数据库、成瘾治疗实验模板库和个体样本档案及测试信息数据库。
[0127] 如图7所示,在实验生成子系统中所建立的心理实验材料与实验线索变量之间关系的模型如下:首先,实验设计者要为具体的测试程序选择需要的场景独立变量的个数,以及线索连续呈现变化方式,包括三种实验自变量模式基本类型:A型、B型、C型,A型是实验自变量是多个场景的不同线索水平;B型是只固定一个场景内的对象呈现不同刺激等级水平;
C型是A型与B型的复合组成较为复杂的实验条件;
[0128] 再进一步按照VR材料三维分类方法知识库模板提供的材料线索分层级材料特征函数,将实验材料的制作要求如房间、房内物体、人物等内容输入到定制库中;
[0129] 场景:S=F(x,y,z,Oi,..,,Pj,..,t),其中,x:材料对研究主体的效用价值,y:材料本体物理特征、z:材料本体心理特征、t刺激作用时间;
[0130] 场景内物体对象:Oi=f(x,y,z,t),其中,x:材料对研究主体的效用价值,y:材料本体物理特征、z:材料本体心理特征;
[0131] 场景内化身对象:Pj=f(Role,Character,Cartoon,t),其中,Role:人称角色定义;Character:人物外形特征模板;Cartoon:动画脚本——包括情境、事件、动作系列等;
[0132] 所述平台公共实验模板及虚拟材料知识库中设有为整个虚拟环境实验提供定制需求的描述模板,即虚拟实验需求定制1+6模型,其中“1”是描述实验研究目的与假设的核心函数RVR实验观测变量=f(SVR线索,O被试因素,E额外变量,T时间变量),如图8所示;“6”是通过六个步骤功能模块录入核心函数的定制信息,其中,SVR为实验自变量虚拟线索定制需求;实验因变量(RVR)观测指标定制需求;实验被试因素(O)样本筛选标准及实验分组需求;实验额外变量(E)系
统环境等实验干扰因素的规避控制方法的实验程序的严格控制需求的定制;时间变量(T)
刺激作用时间用于控制整个实验过程对被试机体线索反应的兴奋性唤醒阈值及反应强度;
[0133] 所述的虚拟实验流程程序定制模板包括六个步骤功能模块:
[0134] 新建实验信息模块,用于录入新定制实验的基本信息、创建所属实验文件,分配数据存储资源;
[0135] 实验材料变量需求定制模块,提取所述公共知识库模块完成三个步骤的定制任务:步骤一,选择三种实验自变量模式类型;步骤二,描述VR自变量材料物理及心理特征与实验研究对象的关系,以及如何操纵自变量去影响研究对象的反应(即因变量)的虚拟线索
自变量水平变化方式的设置,将材料的具体场景制作要求如房间、及房间内物体和人物等
内容输入到需求定制模板中;步骤三,正式开始实验之前使用平台提供的材料质量测试功
能——虚拟材料物理质量检测模块和虚拟场景的临场感测试模块,检验材料制作仿真质量
及场景临场感效果,规避眩晕和电脑障碍等各类干扰因素;
[0136] 实验观测指标定制模块,用于实验因变量观测指标的需求定制,包括生理测量指标、行为反应记录和自我报告信息等,实验同步数据信号采集信息,生理检测位置、时间采样参数、信号取样MARK标记等操作注意规范;
[0137] 实验被试及分组信息模块,用于对定制实验虚拟场景中被试信息、筛选金标准文件及实验分组信息;
[0138] 实验调度程序文件定制模块,用于提取所述实验规范模板知识库,虚拟实验程序定制模板,系统化控制实验的全过程,使实验操控的自变量如何不受额外变量E(系统因素
(测试环境/设备/时间等)、被试因素、交互因素)对测试的影响,按照实验流程设计对所需各素材和线索材料进行运行时序调度设置,生成可执行实验自动运行程序;
[0139] 实验数据处理需求定制模块,输入本实验数据的预处理、初步的统计分析及实验报告格式定制需求,更深入数据分析提供外部接口软件。
[0140] 实验运行子系统包括;
[0141] 物体材料质量测试模块,用于检验实验场景材料是否满足模拟现场物体及场地的视知觉识别;
[0142] 场景材料临场感测试模块,用于检验实验被试体验虚拟环境的临场感;
[0143] 被试录入及动态交互模块,用于对被试的信息进行分组录入;
[0144] 实验初始化及启动模块,用于对所述实验生成子系统中所生成的可执行定制实验程序进行初始化和启动控制;
[0145] 虚拟环境中的生理神经系统实时数据通信模块,根据实验生成的所述设备接口配置模块对外围检测设备的配置信息,同步开启所述数据采集子系统按照MARK点时间参数进
行数据采样;
[0146] 提取实验规范模板知识库,通过标准化程序规范实验执行流程,降低系统因素-用户因素-交互因素对测试者临场感影响,使平台生成的实验运行程序能够支持系统化控制
虚拟实验测试者亲身临在的封闭沉浸式体验过程。
[0147] 实验结果子系统包括:实验数据预处理及实验结果计算功能模块、实验结果个人报告模块、实验结果统计报告模块、实验研究数据导出模块和实验运行数据归档模块。
[0148] 实验数据预处理及实验结果计算功能模块用于对所述实验运行子系统中所产生的实验数据进行预处理和实验结果的计算;
[0149] 实验结果个人报告模块,根据各个目标实验要求,按照平台提供的需求模板,定制目标实验的个人报告数据项目,形成本实验脚本程序执行输出个人报告内容;
[0150] 实验结果统计报告模块,根据各个目标实验不同分组要求,按照平台提供的对照组统计模板,定制目标实验的统计报告数据项目,形成本实验脚本程序执行输出统计报告
内容;
[0151] 实验研究数据导出模块用于提供所有实验数据的数据导出;
[0152] 实验运行数据归档模块用于对所述实验运行子系统中所产生的所有实验数据及运行程序进行归档,并存储到所述的实验平台数据库子系统中。
[0153] 辅助治疗信息查询子系统包括:实验历史信息查询模块、患者实验信息查询模块、成瘾治疗信息查询模块、平台虚拟材料库查询模块和操作指导及专业术语库模块
[0154] 实验历史信息查询模块用于提供平台积累的过去实验的相关实验设计、虚拟材料及实验样本数据结果信息;
[0155] 患者实验信息查询模块用于提供对曾经参与过实验的患者个人的历史信息;
[0156] 成瘾治疗信息查询模块用于提供平台生成定制实验参照的成瘾治疗实验模板库;
[0157] 平台虚拟材料库查询模块用于为实验设计者提供VR材料分类标准知识库查询;
[0158] 操作指导及专业术语库模块用于为平台使用者提供在线查询帮助。
[0159] 其中的用户界面层包括:实验设计者界面、实验使用者界面、实验体验者界面、康复治疗人员界面和系统维护管理员界面。
[0160] 硬软件设备驱动接口层包括:VR平台软件接口设置模块、VR实验控制平台硬件接口配置模块、设备系统实验数据记录接口模块和人体系统生理监测设备接口模块。
[0161] VR平台软件接口设置模块用于VR图形引擎、VR视觉图形驱动程序接口设置和VR交互设计软件的开发;
[0162] VR实验控制平台硬件接口配置模块用于实现VR多感觉通道场景刺激信息呈现及体验者肢体运动信息的同步跟踪实时反馈控制,实现体验者在虚拟环境的自由漫游;
[0163] 设备系统实验数据记录接口模块用于实验MARK记录文件、被试行为反应记录文件、被试漫游路径记录文件和虚拟场景动画文件的记录;
[0164] 人体系统生理监测设备接口模块用于对人体系统外周生理、脑神经等内稳态行为反应检测。
[0165] 另一方面,本发明还提供了一种基于虚拟现实的成瘾辅助治疗技术平台的使用方法,所述方法是先完成新实验设计定制到计算机系统中,再进行实验运行,实验结果数据处理,按照使用者需要随时运行辅助治疗信息查询子系统,包括:
[0166] 【步骤1】使用实验生成子系统,完成新实验设计定制到计算机系统平台中,见图3虚拟环境实验定制需求模板图(“1+6”模型),建立的心理实验材料与实验线索变量之间的关系模型,“1”是描述实验研究目的与假设的核心函数,虚拟场景线索反应测试观测变量:RVR=f(SVR虚拟场景线索,O被试因素,E额外变量,T时间变量),“6”通过六个功能执行步骤:
[0167] (1)从实验生成子系统——新建实验信息模块录入:实验目的、实验假设信息,定制实验时间安排计划(文字描述及计划模板,参见术语定义及范本样例);
[0168] (2)从实验生成子系统——实验材料变量需求定制模块录入:①实验自变量操作定义,选择需要的场景独立变量的个数,以及线索连续呈现变化方式,包括实验自变量模式基本类型:A型、B型、C型;②再按照VR材料三维分类方法定义的线索分层级材料特征函数,场景SVR=F(x,y,z,O1,,O2,,P1,,t),物体对象:O1=f(x,y,z,t);化身对象:P1=f(Role,Character,Cartoon,t),其中,x:材料对研究主体的效用价值;y:材料本体物理特征;z:材料本体心理特征;Role:人称角色定义;Character:人物外形特征模板;Cartoon:动画脚本,包括情境、事件、动作系列等,将实验材料的制作要求输入到定制库中;时间变量t刺激作用时间用于控制整个实验过程对被试机体线索反应的兴奋性唤醒阈值及反应强度。③正式测
试之前检验材料仿真质量及场景临场感效果,运行虚拟材料物理质量检测和虚拟场景的临
场感测试模块。
[0169] (3)从实验生成子系统——实验观测指标定制模块录入:
[0170] ①实验因变量观测指标定义RVR(x1,x2,...xi,t),虚拟环境中的生理测量指标、行为反应记录和自我报告信息,如下表所示:
[0171]
[0172]
[0173] 虚拟实验场景线索反应测试观测变量(即实验因变量)定制方法包括如下步骤:
[0174] 步骤一:设置虚拟环境中的生理测量指标、行为反应记录和自我报告信息(见列表选项);
[0175] 步骤二:人体系统生理及神经系统检测设备软件硬件接口设置(进入平台子系统模块);
[0176] 步骤三:实验同步数据信号采集点信息,生理检测位置、时间采样参数、信号取样MARK标记等操作注意规范按照仪器手册描述准确(确保数据采样过程质量),系统按定制要求创建实验运行时间记录文件。
[0177] ②人体系统生理及神经系统检测设备软件硬件接口设置;
[0178] ③实验同步数据信号采集点信息,生理检测位置、时间采样参数、信号取样MARK标记等操作注意规范按照仪器手册描述准确。
[0179] (4)从实验生成子系统——实验被试及分组信息模块录入:
[0180] ①实验被试信息;②筛选金标准文件(计算机录入或手工填写由实验设计者选择)③实验分组准变量定义O(n,m),其中,n:被试随机编号,m:被试分组编号。
[0181] (5)从实验生成子系统——实验调度程序文件定制模块编辑:按照知识库提供的虚拟实验程序定制模板(三个阶段,共12个基本任务单元(Session),见附图6),系统化控制实验的全过程,使实验操控的自变量如何不受额外变量E(系统因素、被试因素、交互因素)对测试的影响,其中,系统因素包括测试环境、设备、时间变量等比如,场地测前室内照明环境及指导语会影响被试戴上头盔后的虚拟场景沉浸卷入感体验;室内温度会影响被试出汗
反应是因为环境还是心理紧张因素的检测等;用户因素包括被试病史、年龄、性别、职业、文化、内外倾个性特征、左右利手、自我评价、实验期待等;交互因素包括主试、测试过程互动影响等。
[0182] (6)从实验生成子系统——实验数据处理需求定制模块:输入本实验观测指标采样数据RVR(x1,x2,...xi,t)的预处理需求、初步的统计分析及实验报告格式定制需求(与通用实验数据处理软件一致),更深入数据分析提供外部接口软件。
[0183] 【步骤2】通过实验运行子系统,启动实验调度程序工程文件执行程序,见图3实验运行程序是按照平台知识库提供的虚拟实验流程程序运行模板的平台虚拟实验标准流程,通过实验准备、正式实验、实验结束三个阶段,共12个基本任务单元(Session),系统化控制实验的自变量、额外变量E(系统因素(测试环境/设备/时间等)、被试因素、交互因素)对测试的影响,通过标准化程序规范实验执行流程;通过实验运行模板的程序顺序呈现定制好
的虚拟场景,使其按照虚拟线索变量的设计要求执行,其具体运行步骤包括:
[0184] (1)实验准备阶段,共3个基本任务单元(Session)。①实验时间计划及材料准备,对实验待使用的虚拟线索材料物体及场景质量测试(转【步骤五】、【步骤六】)②被试筛选,填写问卷;③测试环境设置,包括场地、温度、光照、空气条件等。②测试场地及设备搭建,要求与目标实验的虚拟场景被试漫游活动空间大小、方位,相一致匹配,确保被试在戴上头盔(类似在现实空间蒙上双眼)的人身安全,以及临场全部活动过程的空间布局方位合理性感
受;
[0185] (2)进入正式实验阶段(Session Proc),①实验总指导语,主试向被试介绍实验;②核心实验准备阶段,主试被试双方签署《知情同意书》,被试分组,虚拟场景操作及身体适应性练习;③是被试休息2-7日后重新回到测前准备室;
[0186] (3)正式实验阶段,①是被试接收核心实验指导语,②是被试进入核心实验过程(Trial Proc),被试在测前准备室中穿戴好检测设备和VR设备,根据实验指导语开始进行
测试;
[0187] (4)定制的核心实验自动程序启动,系统设置VR设备处于黑暗状态1-2分钟,被试经过一段黑暗时间后进入封闭的虚拟场景中;
[0188] (5)被试在所定制的虚拟中性场景中经过一段时间的临场沉浸;
[0189] (6)设置VR设备处于黑暗状态1-2分钟,被试经过一段黑暗时间后重新进入封闭的虚拟场景中;
[0190] (7)被试在所定制的虚拟线索场景中经过一段时间的临场沉浸,再根据实验指导语对被试进行答题测试,程序会按照设计者定制的三种实验自变量模式类型进行不同复合
程序的呈现;
[0191] (8)被试答完题后,VR设备处于黑暗状态1-2分钟;
[0192] (9)被试接收核心实验结束语,定制的核心实验自动程序终止运行。
[0193] (10)进入实验结束阶段,测后问卷,被试访谈,实验结束语。
[0194] 【步骤3】实验结果数据处理,经所述实验结果子系统按照平台定制的本实验数据统计算法模型库功能,对所采集的数据进行预处理和计算。针对不同服务对象功能需求,形成了三类实验输出报告:即个体测评被试的心理和行为评估结果、实验分组统计结果、实验假设研究数据分析结果,三类实验输出报告,依次执行实验结果子系统各模块功能。
[0195] 【步骤4】按照使用者需要随时运行辅助治疗信息查询子系统,辅助治疗信息查询子系统,为实验设计者、成瘾治疗人员及平台体验者提供关于平台使用过程中需要获得的
信息。在实验设计时需要了解,系统提供的在本虚拟平台的可共享查询的实验设计模板、虚拟材料、被试单位和个人是否与本实验测试有交叉影响,以及虚拟平台实验使用帮助及系
统专业术语的一致性问题等。在考虑治疗方法的研究实验时,系统提供对历史实验的评估、训练、干预样本的综合数据查询,对不同的患者个体在治疗不同阶段,可以通过VR渴求评
估,识别个性化的复发诱因,辅助研究人员和治疗人员选择适合的治疗干预方法,设计新的虚拟环境辅助患者康复治疗。对于现场治疗人员工作人员,希望了解组织相关实验档案及
记录每个曾经参与过实验的患者个人的历史信息,利用虚拟现实计算机数据库支持日常的
治疗和管理工作。
[0196] ①实验历史信息查询模块——提供平台积累的过去实验的相关实验设计、虚拟材料及实验样本数据结果信息;
[0197] ②患者实验信息查询模块——提供对曾经参与过实验的患者个人的历史信息,对后续实验及治疗方案的确定具有不能忽视的作用,例如前面实验内容可能对后续实验有心
理或情绪上的干扰作用等,会影响后续实验的客观性。对后续治疗方案的作用重要是因为
治疗效果本身就是针对不同个体患者,因此研究实验的主线原理上是信息闭环反馈跟踪
的,只有通过对典型个体案例的跟踪评估、训练干预、再评估反复循环观察调控效果,因此针对典型患者的信息查询会比较多。
[0198] ③成瘾治疗信息查询模块——提供平台生成定制实验参照的成瘾治疗实验模板库(评估实验-训练实验-干预实验);已完成实验数据积累的主观及客观测量数据加工提取
的成瘾记忆特征数据库(生理-心理-社会);检索针对本次实验治疗对象的患者信息。
[0199] ④平台虚拟材料库查询模块——为实验设计者提供VR材料分类标准知识库查询,已有实验材料数据库查询,共享虚拟材料,节约研发成本。参照实验规范模板知识库,顺利生成新的实验。
[0200] ⑤操作指导及专业术语查询模块——平台操作指导手册及专业术语字典是为使用者提供在线查询帮助。其中专业术语字典的作用还在于要求实验设计者在新实验设计过
程中能够参照一致的技术陈述语言和关键概念的理解和技术交流。随着技术的发展和使用
经验的共享积累,系统会更新升级新的知识库版本。
[0201] 【步骤5】对实验场景及关键线索物体进行虚拟材料物体质量测试的方法,如图4所示:
[0202] ①划分目标物体对象等级,将场景中处于静态远处非重点关注的目标物体划分为低级对象,将关注的可操作的物体划为中级对象,将实验设计的具有关键特征的刺激线索
物体划为高级对象;
[0203] ②对所有目标物体对象进行静态物理特性测试,按照知觉恒常性特征,检验物体视觉属性,对满足实物对象与VR材料1:1要求的目标物体,符合实验场景材料要求;
[0204] ③将中级对象和高级对象的目标物体置于目标实验虚拟测试场景中进行动态物体物理特性测试;首先对虚拟测试场景与待测物体进行渲染处理后,把所有目标实验指定
场景待测试物体置于虚拟测试场景中相应位置上,进行交互操作观察真实度,填写平台提
供的物体材料质量问卷,根据质量测试问卷统计结果,确认测试材料制作的合格度;
[0205] ④进行虚拟场景和现实环境交叉放置同一个物体,类似‘增强现实’的交叉动作或交换位置测试。这个测试对制作质量要求很高,要看目标实验设计者的需要对高级对象进行虚拟仿真度与现实真实物体感知觉加工效果测试,虚拟场景和现实环境交叉放置同一个
物体,类似“增强现实”的交叉动作或交换位置测试,完成高级对象材料合格度测试。
[0206] 【步骤6】对实验场景及关键线索物体进行场景材料临场感测试的方法具体包括,如图5所示。
[0207] ①在实验平台数据库子系统中选定场景材料,并进行场景分级,将选定的中性场景材料划为一般级,将选定的线索场景材料划为高级,并将高级场景材料与一般级场景材
料分开一定距离放置;
[0208] ②被试测试者带上头盔进入非目标实验场景,并对目标物体进行随意摆放操作;
[0209] ③被试活动2分钟后,通过在被试眼前制作突然飞过的并伴有声音的飞行物,观察被试遮挡行为是否与日常生活中一样自然;
[0210] ④被试在房间活动5-10分钟,全过程考察被试在虚拟场景停留和来回走动次数,考察目标实验高级对象线索对被试注意偏性的行为反应;
[0211] ⑤测试结束,填写测试评价问卷,并对所选定的场景材料对被试的临场感作出评价。
[0212] 本发明通过在实验生成子系统中对实验平台数据库子系统中的支撑运行程序和场景素材进行提取,提供不同实验设计方案的定制生成功能,定制出符合不同被试需求的
虚拟实验运行场景,满足不同被试需求目标的实验,可以根据实验程序设置模块对所提取
的实验材料进行程序化设定,实现实验程序在封闭的标准化环境条件下自动运行,减少了
测试干扰因素,提高数据采集质量,节约资源成本投入。
[0213] 显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或
变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
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