--- schema_version: "library-reader-v1" source_type: "original_book" title: "数字技术研究" author: null edition: null publisher: null year: null isbn: "9787308182003" library_document_id: "ae053936-f6b1-488b-8973-bb2332d1be14" source_sha256: "1a6cda221ba572f8ffe55f36ef953b84b543948c733ea6f02b0ecb557e5fa999" pdf_physical_page_count: 790 pdf_physical_page_index_base: 0 range_start: 590 range_count: 10 html_url: "https://workshop.closeclaw.top/api/ai/read/ae053936-f6b1-488b-8973-bb2332d1be14?start=590&limit=10" markdown_url: "https://workshop.closeclaw.top/api/ai/read/ae053936-f6b1-488b-8973-bb2332d1be14.md?start=590&limit=10" previous_url: "https://workshop.closeclaw.top/api/ai/read/ae053936-f6b1-488b-8973-bb2332d1be14.md?start=580&limit=10" next_url: "https://workshop.closeclaw.top/api/ai/read/ae053936-f6b1-488b-8973-bb2332d1be14.md?start=600&limit=10" --- # 数字技术研究 > 页码规则：PDF_PHYSICAL_PAGE_INDEX 是从 0 开始的权威文件物理页索引；PRINTED_PAGE 是页面中识别出的印刷页码，可能为空，二者不得混用。 ## PDF_PHYSICAL_PAGE_INDEX=590 | PRINTED_PAGE=377 / 566 虚拟现实 直到现在，虚拟现实仍在努力创造由计算机生成的虚拟空间，通过模拟五官的交互让用户感觉到真实性。计算机图形、多媒体、平行或分布式计算及高速网络技术的发展令构建虚拟空间成为可能(Lui,2001)。虚拟空间的参与者可以利用音频、视频及三维图形来彼此协作，即便他们就身处于该空间周围(Singhal and Zyda，1999)。但是，虚拟现实远未将用户带入真实的物理空间。 同时，我们日常生活中的普适计算使得我们能够随时随地使用计算资源与服务(Weiser，1991)。而且，可以根据从无形的分布式计算资源中获得的信息来向用户提供情境感知服务(Shinetal.,2005)。情境感知系统利用有关空间与用户的情境信息向用户提供智能服务(Schilit etal.，1994;Dey，2001)。普适计算的这些特征可被用来实现虚拟现实空间。 双重现实 无处不在的虚拟空间环境可以说是双重现实环境。目前已有部分与双重现实相关的研究活动。MetaverseRoadmap项目确定了经过虚拟化提升的现实空间与作为虚拟实境的镜像空间环境的融合。该项目对计算环境进行了预测，据预测，截至2017年，增强现实、生命记录、镜像世界与虚拟世界都会得到利用(Metaverse,2007)。此外，国际标准化组织正在筹备MPEG-V，这将成为连接真实空间与虚拟空间的一个标准(MPEG-V，2009)。这种跨现实项目反映的是一个双重现实环境，提供了真实空间与虚拟空间中的双向作用情境(Lifton，2009)。多媒体内容包括简单的文本、音频及视频信息。不过，近来发展的下一代内容包括了智能、拟真与移动。比如，亚马逊Kindle等电子书的读者就是内容消费的一个案例，该产品可以阅读电子书及其他无形电子信息。 数字技术研究(世哲手册) 377 566 ## PDF_PHYSICAL_PAGE_INDEX=591 | PRINTED_PAGE=378 / 567 国际标准化组织将感官效应表征(RoSE)作为难以驾驭的内容的评判标准(MPEG-V,2009)。此外，面向Web2.0的维基百科或Twitter 用户参与内容创建、分享与再利用。基于Web的社交服务通过参与内容创建与消费而维持了服务生态系统。微博使用户能够在自己的手机上分享博客内容(Gaonkaret al.，2008)。移动设备用户使用嵌入在智能手机中的无线网络、加速器、摄像头及全球定位系统服务将自己公开或私人的位置信息留在真实空间里。这些信息与互联网博客相关联，让虚拟空间中的移动用户建立了社会交往。以博客为例，现实空间与虚拟空间中的社会标签信息可以在双重现实环境中进行分享与分布。如果继续这种标签活动，无处不在的虚拟现实环境的内容就可以持续地得到维持(Soroker et al.,2008)。 什么是无处不在的虚拟现实？ 无处不在的虚拟现实将虚拟现实容量扩展到物理空间，而不只是将虚拟现实局限在某个模拟空间。换言之，无处不在的虚拟现实将虚拟空间与物理空间进行了无缝对接，而不只是着眼于创造理想化的虚拟空间。而且，人们可以在现实空间及虚拟空间中与无处不在的虚拟现实内容进行交互，以便与现实空间中的服务产生系统性联系。因而，无处不在的虚拟现实被定义为“创造无处不在的虚拟现实环境，使虚拟现实渗透进我们的日常生活；而无处不在是指允许虚拟现实满足新的基础设施，即普适计算””(Kimetal.,2006a)。要实现无处不在的虚拟现实，需满足下面三个特征。 无处不在的虚拟现实特征 无处不在的虚拟现实使协作者得以共享必要的资源(设备)与内容来执行现实环境及虚拟环境中的任务。无处不在的虚拟现实内容模拟的是用户的意识与感知。这里所说的设备是指在现实环境中普遍使用的智能设备，包括无线设备与有线设备。在无处不在的虚拟现实环境中，用户不仅可以使用传统的虚拟现实用户界面在虚拟环境中协作，也可以在现实环境中协作。他们可以通过在现实与虚拟环境中共享现实的内容来彼此协作。因而，用户可以通过无处不在的虚拟现实环境为共同的目标而努力。 第24章 无处不在的虚拟现实环境 378 567 ## PDF_PHYSICAL_PAGE_INDEX=592 | PRINTED_PAGE=568 在无处不在的虚拟现实环境中，用户获得了个性化服务，可利用可穿戴设备，随时随地管理自己的个人信息。个人信息通过可穿戴设备来进行管理，这些设备反映了用户对服务的渴望、需求与偏好。而且，必须保持用户界面的私密性，以便用户便捷地利用可穿戴设备。用户界面最好是清晰明白的，这样用户就可以集中精力在任务上，而不必留意用户界面。 用户通过清晰明白的用户界面与设备或现实内容进行交互。为此，情境感知增强技术使我们有可能将智能内容与现实内容映射到基于空间与用户情境信息的现实空间。将智能内容与现实内容无缝对接到现实空间，提供维持用户意识的完美体验，这一点非常重要。增强现实内容必须特别灵敏，以明智地对用户作出反应。 在未来的计算环境中，许多计算资源应该渗透到用户生活中，成为一种无形的资源。此外，根据目的的差异还需要有各种硬件。因此，对实施虚拟现实系统的高性能计算资源的需要可通过使用渗透于无处不在的虚拟现实环境中的计算资源而得到满足。未来计算环境的异质性可能会引发访问、修改、传输和维护等领域的新问题。而且，必须有实时、并存、持续、一致且安全的网络来对分布式信息、设备及计算能力进行有效的管理。这一点尤其重要，因为数据、设备及计算能力的共享对于无处不在的虚拟现实环境有效执行任务至关重要。 整体而言，需要有效管理个人信息，这样才能照顾到用户的渴望、需求及偏好。首先要做的是，应该收集并处理各类用户相关信息以实现数据管理。这一点对于了解用户行为模式、推断用户偏好也非常重要，只有这样，才能动态反映用户偏好的变化。此外，应用开发人员还需要让用户灵活地控制何时、向哪些人公开详细的个人信息以及公开到何种程度。 内容应该是响应性的，这样才能智能地回应用户。换言之，内容应该理解现实空间及虚拟空间的情境。而且，内容还应该了解用户倾向与偏好。传统的虚拟现实系统运用人工智能与人工生活技巧来创造智能角色或自然交互，虽然这需要非常高的复杂性。同样，分布式环境中的智能也需要得到新的框架或算法的支撑，因为在普适计算环境中不建议使用中央服务器。 数字技术研究(世哲手册) 379 568 ## PDF_PHYSICAL_PAGE_INDEX=593 | PRINTED_PAGE=569 在无处不在的虚拟现实环境中，用户得到的是扩增实境后的个性化内容。值得注意的是，哪怕很多用户都对同一个设备感兴趣，但用户获取的只是个性化信息。为了向每一位用户呈现个性化内容，系统必须清楚每位用户的情境，以及其所处空间。然而，扩增实境内容应当与现实空间进行无缝对接。用户可以通过可穿戴设备随时随地检索必要信息。 无处不在的虚拟现实环境中的内容生态系统 “内容生命周期”概念包括了无处不在的虚拟现实环境中的资源、内容生产、增长、演化、再生产及破坏。在此生命周期基础上，无处不在的虚拟现实系统利用最终用户与数字内容的交互来创造高质量内容。内容生态系统中的资源包括数字内容的原始形式(如视频、图像、声音及文本)。在这一阶段，人们创造了与其兴趣相关的基础资源。所有基础资源都可通过情境来检索(如用户或设备的编号、关键词与标签）。在生产阶段，大量基础内容被创造并注册到现实或虚拟空间中的特定设备上。在无处不在的虚拟现实环境中，错误信息会被系统丢弃。到了下一个阶段，内容在用户间共享，并被扩展到现实及虚拟空间中。要让内容增长，系统必须根据基于情境感知的内容情报对用户的行为做出反应。经过持续的累积，内容逐渐齐备，并转变为适应于用户情境的新型内容。如果某些内容无法被用户访问，这些内容将会被摧毁。内容的破坏意味着内容与设备被分离。而且，低质量的、错误的或旧的内容是可以被摧毁的。另一方面，如果内容存留下来，这些内容也会因生产、增加与演进而变化。为此，在无处不在的虚拟现实环境中，内容可以是衔接完美、先发制人的，也可以是适应性的。 生态系统是指某个有机体群落彼此交互并与环境交互的系统。在自然生态系统中，自然环境是指各个相互依存的有机体，如动、植物与环境的物理因素，如岩石和泥土相互作用的环境(VanDyne，1969)。同样，包含用户在内的计算资源(如设备、系统)中的有机体间的相互作用属于非自然生态系统，比如数字生态系统、移动生态系统及内容生态系统。 许多研究人员将数字生态系统(Villalba et al. ,2009;Hadzic and Chang，2010)描述为由计算资源(如设备、服务、数据)组成的生态系统，以获得对信息系统的新认识。部分研究人员着眼于移动生态系统(Xia et al.,2010)，而关注内容生态系统的研究人员则更少。移动生态系统是由用户的移动性推动交互与演变的数字生态系统。一般来讲，移动设备赋予某项服务系统以方位、方向或动作等信息，该服务系统对信息进行处理以提供恰当的建议或内容。比如，智能手机可能使用内置全球定位系统来将其方位发送到导航服务器，该服务系统计算并显示了通往用户目的地的路径，标示了沿途各个餐馆的位置。内容生态系统也属于数字生态系统，该系统保持了通过用户参与来创造、维护、修改、演化或破坏的内容顺序。这些设备通常提供的是稳定的标准挂钩(如API与编解码器)—从系统观点来看，这些设备是相差不多的—而不是作为环境组成部分的有机体(但这并不妨碍它的改进）。 第24章 无处不在的虚拟现实环境 569 ## PDF_PHYSICAL_PAGE_INDEX=594 | PRINTED_PAGE=380 / 570 移动生态系统与内容生态系统都可以进行扩展，但从根本上来讲，这些扩展都是不连贯的；这些系统特征可以提高无所不在的虚拟现实中的服务，但难以用现在的形式进行合并。因此，我们必须在移动与内容生态系统的基础上，确定并实现某种新的内容生态系统—最好不要做太大的基础改变，以重新充分有效地利用现有工作。内容应当“适用于某个普适计算增强空间，使虚拟现实渗透进我们的日常生活”(Ohetal.，2011:378)。内容突出了用户的重要性：用户总是浸润在各种现实与虚拟空间中，他们的情境与活动影响着内容与服务的相关性，既创造也消费内容。 在内容生态系统中，内容必须精确匹配用户特征(如能力、偏好、观点）、物理世界(如位置、亮度、噪音)、事件、社会情境，以达成创造者与消费者的目标。用户作为移动创造者与消费者的持续参与意味着简单创造、灵活分配、轻松检索与无缝交互。 生态系统概念已经被运用于广告、能源与健康等领域。哈季奇和张(Hadzic andChang，2010)还提出了数字商务生态系统、数字政务生态系统、数字法律生态系统及数字产业生态系统等，不过他们并未明确阐述这些生态系统的任何潜在构成要素。在广告领域，比利亚尔瓦等人(Villalbaetal.，2009)对广告生态系统进行了探讨。比如，在MyAds(Di Ferdinando et al.，2009)中，信息与广告代理可浏览各个屏幕，寻找有特定用户资料的人群，继而尝试着用自己的内容占领目标屏幕(Villalba etal.，2009)。在“显示位”，信息被提供给用户代理，用户代理再将信息传递给广告代理，继而，显示监测代理会选择性地传播信息，引导广告代理，形成一个反馈环生态系统法则确定了用户代理商如何让用户资料呈现在显示屏上（Villalba et al.，2009)。在基于云端的广告打印服务(Yang et al.，2010)中，网页内容系自动创造，当网页内容被打印时，情境广告和优惠券会自动插入。 数字技术研究(世哲手册) 380 570 ## PDF_PHYSICAL_PAGE_INDEX=595 | PRINTED_PAGE=381 / 571 在能源网页系统(Carreras et al.,2010)中，自治主体控制了分布式可更新能源的创造与使用，来优化能源使用，为快速革新留出余地。该系统设想基于五个层级：分配、控制、产销合一、群体与刺激(从偏重技术转向偏重社交)。按照提议，数字健康生态系统主要着眼于电子健康记录，主要涉及医院、健康服务、一般从业人员、药学、健康系统及健康信息资源(Hadzic andChang，2010)。在埃斯特林和西姆(Estrinand Sim,2010)看来，生态系统的灵活性可提升mHealth(如疾病预防与管理)的效能与革新。 在P2P应用领域，BitTorrent生态系统是当前最成功的一个开放式互联网应用。张等人(Zhang et al.，2011)对当前受欢迎的种子搜索网站进行了抓取，深入研究了该生态系统的种子、用户、用户行为及内容结构。在数字博物馆领域，博物馆的展品信息与知识经过数字化处理，集成到虚拟博物馆这个生态系统中(Eklund et al.,2009)。此外，虚拟博物馆由于包含百科元件，吸引了用户持续参与，在这种情况下，该生态系统得以从用户确定的视角来看待语义主题。 这些生态系统可以融合成一个通用的数字生态系统(Hadzic and Chang，2010），就好比将我们的自然生态系统融合进地球生态系统中一样。反过来，许多数字生态系统可以分割成更低层次的生态系统，比如，可以将数字生态系统分割为数字牙齿生态系统、数字理疗生态系统、数字手术生态系统等(Hadzic and Chang,2010)。 无处不在的虚拟现实环境可以建立于无处不在的虚拟现实基本概念基础之上(Leeetal.，2009a)，通过额外信息(如通过身临其境的五官感受以增强内容)，支持现实空间与虚拟空间的联系。而且，无处不在的虚拟现实环境还促成了相互联系的两个空间之间内容的快速双向交互。在这种环境下，内容得到利用与共享，正如图24.1所示。在该环境中，虚拟内容被无缝对接到相关的现实设备上。内容作为现实空间与虚拟空间的连接信息而得到增强。 第24章 无处不在的虚拟现实环境 381 571 ## PDF_PHYSICAL_PAGE_INDEX=596 | PRINTED_PAGE=382 / 572 图24.2所显示的应用场景可以解释无处不在的虚拟现实环境这一概念。在韩国首尔的Sejong街，当现实空间与虚拟空间建立连接后，一名佩戴头戴式可视设备的用户通过查看现实或物理空间中的古老仪器(如浑天仪、雨量计、海拔表等)就可体验虚拟现实模拟的教育。可控的增强设备(如与浑天仪相连的虚拟时钟)可以利用移动设备来模拟星座的虚拟运动，或者通过身临其境的拟真五官增强来学习虚拟气候变化。 此外，现实空间中的用户还可以创造信息，并通过连接两个空间的双向交互与身处各种空间(虚拟空间或远程空间)的用户快速共享(如实时个人广播、社交媒体等)。而且，要实现更有效的模拟教育，还可以通过增强智能虚拟现实内容与人物，提供对模拟的额外解释。该方案可以应用于其他超时空研究(远程拟真会议)、下一代实验教育(科学、数学、英语、艺术、历史等)、拟真模拟(天气、生态学、环境、军事、城市规划、建筑、灾难、医学等)、基于视频的信息调 数字技术研究(世哲手册) 382 572 ## PDF_PHYSICAL_PAGE_INDEX=597 | PRINTED_PAGE=383 / 573 应用及结论 在智能空间，各种实体（如传感器、设备、场所、用户、执行器、内容、服务等)的布置是相互交织的。无处不在的虚拟现实模拟装置(Oh et al.，2009)是无处不在的虚拟现实环境的具体表现，因为该模拟装置是通过适应普适计算与虚拟现实的每个特征而运行的。该模拟装置双向控制现实空间与虚拟空间，操纵着两个空间里的设备。 对普适计算环境的模拟要从传感器、服务及环境等方面对潜在场景进行研究(Reynolds et al.,2006)。要在现实空间同时测试多个实体，需要大量时间与精力。比如，改变现有实体或补充新的实体会产生成本费用，因为此举需要对实体进行安装、试验与维护。在现实空间测试这些实体也很昂贵，通常需要对各种传感器、执行器及大量情境进行测试(Nishikawa et al.，2006)。而且，无论何时测试某个既定框架或基础设施，要彻底调用一切可用实体都是非常困难的。因而，在现实智能屋环境下增加或扩展实体也是困难的，原因在于其结构已经是预先确定好的，一旦改变会带来高昂的成本费用(ArmacandRetkowitz,2007)。 第24章 无处不在的虚拟现实环境 383 573 ## PDF_PHYSICAL_PAGE_INDEX=598 | PRINTED_PAGE=574 同样，在虚拟空间模拟实体可以减少资金成本，不过难以维持现实系统运行，如实时排除故障、反应及系统行为（Nishikawaetal.，2006；Reynoldsetal.，2006)。因而，尽管在现实空间与虚拟空间模拟实体都是复杂的，但各有其优势。在现实空间模拟更加真实准确，而在虚拟空间模拟则相对节约；因而，在两个空间进行测试有许多好处。为此，无处不在的虚拟现实环境(Leeet al.，2008)促进了现实空间与虚拟空间的计算，这样，就可以在开发特殊应用的时候进行模拟。将虚拟模拟装置与现实的无处不在的虚拟现实系统结合起来，展现了两个空间的优势，比如，实时测量、使用物理设备进行现实的系统的测试、使用模拟设备可节约评估的时间与费用。 作为无处不在的虚拟现实环境的代表案例，有些模拟装置只考虑到了新近设计的实体，其中包括UbiREAL（Nishikawa et al.，2006）、eHomeSimulator(Armac and Retkowitz,2007)、TATUS(O'Neill et al., 2005)、UBIWISE(Bartonand Vijayarahgavan,2002)、CASS(Park et al. ,2007)、CAST(Kim et al. ,2006)及C@SA(DeCarolis et al.,2005)。将两种实体混合起来对于现实环境与虚拟环境的全面连接非常重要。在无处不在的虚拟现实概念基础上，无处不在的虚拟现实模拟装置利用情境将现实环境与虚拟环境中的实体进行了无缝对接。利用这种装置可以模拟智能空间，传感器、执行器及服务等新的虚拟实体也可以融合进现有的现实实体中。 在对以往研究进行探讨的基础上，我们为无处不在的虚拟现实环境创造了一套可行的标准目录。这个标准目录修改了UbiREAL的目录，并进行了补充。 ·无处不在的虚拟现实环境中的网络化实体应当易于调配； ·现实空间与虚拟空间应当能够生成丰富的仿真情境； ·虚拟实体应该直观地显现，并且能够显示实体在情境中如何工作； ·情境的流动应清晰地表现在现实空间与虚拟空间之间； ·应当支持对实体的双向控制，支持通过虚拟模拟装置来控制物理 数字技术研究(世哲手册) 574 ## PDF_PHYSICAL_PAGE_INDEX=599 | PRINTED_PAGE=575 实体及通过实际操作控制虚拟实体； ·为了节省费用，应当综合使用现有基础设施与虚拟实体； ·为了通过情境实现现实环境与虚拟环境的无缝对接，应当在无处不在的虚拟现实环境中执行情境感知工序(如，中间设备、架构)。(Nishikawa et al. ,2006) 模拟装置应稳定运行并得到实时维护。模拟装置也使得开发者能够使用三维可视化轻松地检查情境，当有问题发生时，迅速排除每个实体的故障。而且，模拟装置也是划算的，因为这种装置利用的是现有的现实设备，只是对这些实体进行了调配。无处不在的虚拟现实模拟装置代表了双重现实；增强现实技术可以应用于模拟装置，使模拟装置能够通过使用移动电话覆盖现实空间或虚拟空间中的实体。 本章，我们探讨了无处不在的虚拟现实领域的不同概念，无处不在的虚拟现实是指支持将虚拟现实各个方面作用于现实世界的系统。随着新计算技术的到来，无处不在的虚拟现实代表了现实世界与虚拟世界的无缝对接。无处不在的虚拟现实创造了汇聚现实与虚拟空间的智能空间，以提升人们的生活质量。通过将现实与虚拟空间和技术结合在一起，虚拟空间的优势扩展到了现实空间，而现实空间的优势也转移到了虚拟空间。本章用案例证明了无处不在的虚拟现实是在普适计算促进的物理空间下实现的虚拟现实镜像，如此，双重(现实与虚拟)现实被紧密地结合在一起，经由情境实现了同步。本章呈现了无处不在的虚拟现实的具体案例，描述了能够模拟智能空间的无处不在的虚拟现实环境，将新的虚拟实体补充到现有现实实体中，反之亦然。而且，本章还解释了无处不在的虚拟现实环境的用途：(1)对物理设备与虚拟设备进行实时管理；(2)增强个性化内容；(3)利用物理空间与现实空间进行现实性与系统性检测；(4)节约评估的时间与成本。 参考文献： 第24章 无处不在的虚拟现实环境 575 下一段：[继续读取](https://workshop.closeclaw.top/api/ai/read/ae053936-f6b1-488b-8973-bb2332d1be14.md?start=600&limit=10)