虛擬的現(xiàn)實(shí)序言:回顧人類(lèi)的歷史，人類(lèi)生存空間中的信息最開(kāi)始是存貯在紙張、大腦、物體等介質(zhì)上。是計(jì)算機(jī)構(gòu)建了一個(gè)01空間，它像一個(gè)有強(qiáng)大引力的黑洞，將人類(lèi)生存空間中的各式各樣的信息都逐漸吸進(jìn)去變成010101，黑洞用這些010101通過(guò)一些基本運(yùn)算產(chǎn)生新的010101,并可將這些010101組成一些虛構(gòu)的圖象呈現(xiàn)在人們面前甚至將人類(lèi)生存的世界也開(kāi)始建成010101的代碼.人機(jī)交互研究已經(jīng)歷了兩個(gè)界限分明的時(shí)代，第一代是以文本為基礎(chǔ)的交互，如菜單、命令、對(duì)話等，難用且不靈活。第二代則是直接操作界面，它引出更自然的視覺(jué)通信交互。是交互多媒體集成方法，需要大量使用語(yǔ)言，自然語(yǔ)言和高級(jí)圖形，也可使用其它交互媒體，如人的動(dòng)作、手勢(shì)和三維圖像等.隨著虛擬技術(shù)的發(fā)展，在某一天圖形用戶(hù)界面也會(huì)被新的虛擬界面淘汰,新一代的用戶(hù)界面將向用戶(hù)提供身臨其境和多感覺(jué)通道體驗(yàn)，在你煩惱的時(shí)候，想吹海風(fēng)、聽(tīng)海浪、看雪山、小橋流水、將臥室的窗戶(hù)推開(kāi)，而不論你在哪里！計(jì)算機(jī)都將會(huì)為你完成這一切，計(jì)算機(jī)模擬人類(lèi)感覺(jué)的世界而生成一種世界，這里的“世界”是指具有真實(shí)感的立體圖形，它既可以是某種特定現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)再現(xiàn)，也可以是純粹構(gòu)想的世界。操作者可以通過(guò)視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、力覺(jué)等與之交互，從而能產(chǎn)生“身臨其境”場(chǎng)景.簡(jiǎn)介:這種虛擬的現(xiàn)實(shí)是以用戶(hù)對(duì)界面的需求變化為出發(fā)點(diǎn)，使用戶(hù)界面的外在形式和內(nèi)部機(jī)制能符合不同用戶(hù)的需要，這就是以用戶(hù)為中心的設(shè)計(jì)思想。非特定人的連續(xù)語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)將使計(jì)算機(jī)能理解人們的要求，是一種重要的輸入界面和手段。現(xiàn)在我們已經(jīng)有的魚(yú)眼技術(shù)使屏幕觀察（或光標(biāo)）位置附近的內(nèi)容被放大，便于用戶(hù)觀察。在傳統(tǒng)的人機(jī)系統(tǒng)中，人被認(rèn)為是操作者，人去適應(yīng)機(jī)器；在一般的人機(jī)系統(tǒng)中，人被稱(chēng)為用戶(hù)，能與機(jī)器對(duì)話，但無(wú)主動(dòng)控制能力；而在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，人才是主動(dòng)的參與者，機(jī)器將對(duì)人的各種動(dòng)作做出反應(yīng)。另外計(jì)算機(jī)可以充分利用它的感覺(jué)和運(yùn)動(dòng)通道的互補(bǔ)特性來(lái)捕捉用戶(hù)的意向，從而增進(jìn)人機(jī)交互中的自然性。人的感覺(jué)通道有視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、嗅覺(jué)和平衡等；人的運(yùn)動(dòng)通道有手、嘴、眼、頭、足及身體等。現(xiàn)在，計(jì)算機(jī)操作時(shí)，人的眼和手十分累，效率也不高。若將聽(tīng)、說(shuō)和手、眼等協(xié)同動(dòng)作，采用多通道、以自然方式交互，可以實(shí)現(xiàn)高效人機(jī)通信，也可以由人或機(jī)器選擇最佳反應(yīng)通道，從而不會(huì)使某一通道負(fù)擔(dān)過(guò)重。并且由于人們的動(dòng)作或思想往往并不很精確，計(jì)算機(jī)應(yīng)該理解人的要求，甚至于糾正人的錯(cuò)誤，而不需要人通過(guò)鍵盤(pán)或者鼠標(biāo)做出精確的操作.實(shí)現(xiàn)：一個(gè)未來(lái)的界面能使最終用戶(hù)能完全投入于自己要完成的工作，無(wú)需耗費(fèi)精力于界面操作，甚至進(jìn)入一個(gè)同現(xiàn)實(shí)完全一樣的虛擬世界，為此模型的建立至關(guān)重要。需要利用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)及人機(jī)界面的基本理論知識(shí)、多通道用戶(hù)界面的關(guān)鍵技術(shù)、VRML、軟件工程，知識(shí)工程的原型方法及其它相關(guān)知識(shí)來(lái)進(jìn)行。角色模型的建立：角色模型包括用戶(hù)的重要特征.一般情況下，很難將每個(gè)用戶(hù)模型化，但通過(guò)引入“角色”，可將不同的用戶(hù)的重要特征集中于其一身。我們可用每個(gè)角色代表一類(lèi)用戶(hù)。一般情況下，很難用一個(gè)角色代表所有的用戶(hù)。為便于區(qū)別每個(gè)角色，應(yīng)給每個(gè)角色起個(gè)適當(dāng)?shù)拿郑缓蠹由线m當(dāng)?shù)拿枋觥Ｄ繕?biāo)模型的建立：目標(biāo)模型是要完成的任務(wù)的優(yōu)先級(jí)別列表，每個(gè)工作都有自己的目標(biāo)，工作目標(biāo)包括多個(gè)方面，每個(gè)方面的優(yōu)先級(jí)別各不一樣。設(shè)計(jì)用戶(hù)界面就是在不同的設(shè)計(jì)方案中進(jìn)行選擇，如知道用戶(hù)的最重要的任務(wù)，將會(huì)使這種選擇變得容易一些為了確定每個(gè)角色的最重要任務(wù)，我們可將角色的每一種任務(wù)的優(yōu)先級(jí)數(shù)賦予一個(gè)權(quán)值，一般可選2一3種優(yōu)先級(jí)別最高的任務(wù)，用戶(hù)的界面應(yīng)能使用戶(hù)方便地完成這些任務(wù)。但是各種角色的任務(wù)優(yōu)先級(jí)別可能會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的沖突，這時(shí)，可將各個(gè)角色的使用計(jì)算機(jī)及相關(guān)平臺(tái)的總時(shí)間及角色的重要性等作為判斷標(biāo)準(zhǔn)，以決定哪個(gè)任務(wù)是最重要的任務(wù)。工作模型的建立：工作模型是對(duì)用戶(hù)工作的描述及所需信息和操作等。工作集:工作集是指由一系列相關(guān)聯(lián)且沒(méi)有順序要求的由一個(gè)角色所需完成的任務(wù)的總和。在一個(gè)組織內(nèi)的每位員工總是負(fù)責(zé)一定的事務(wù)，職責(zé)在這里被描述為工作集如售貨員的職責(zé)可描述為由售貨和結(jié)帳組成的工作集。售貨員工作集內(nèi)的任務(wù)屬于日常事務(wù)類(lèi)型。信息對(duì)象和方法:每個(gè)角色的工作集都與信息密切相關(guān)，在設(shè)計(jì)界面時(shí)，應(yīng)時(shí)刻牢記:使用戶(hù)能方便地使用所需信息.可把用戶(hù)對(duì)信息的需求及期望的功能定義為信息對(duì)象和方法。為了能確保用戶(hù)要求的信息不致漏掉，應(yīng)以用戶(hù)的工作術(shù)語(yǔ)來(lái)描述信息對(duì)象和方法而非用計(jì)算機(jī)術(shù)語(yǔ)。為了定義信息對(duì)象，需要相對(duì)完整的數(shù)據(jù)模型，可將工作集內(nèi)的每個(gè)實(shí)例定義為若干個(gè)信息對(duì)象，信息對(duì)象間可有繼承和關(guān)聯(lián)關(guān)系。而對(duì)信息處理的功能要求可用任務(wù)集實(shí)例與信息對(duì)象相關(guān)聯(lián)的方法來(lái)描述。對(duì)象的數(shù)目屬性和操作在VRML中，類(lèi)模型定義了每個(gè)類(lèi)的所具有的屬性和方法（同面向?qū)ο笳Z(yǔ)言有相似之處），但有些與界面設(shè)計(jì)相關(guān)聯(lián)的屬性并沒(méi)有在數(shù)據(jù)模型中得以完整地描述，為了設(shè)計(jì)讓用戶(hù)滿(mǎn)意，應(yīng)給予詳細(xì)地描述。我們知道有時(shí)用戶(hù)需要同時(shí)對(duì)同一信息從不同的方面來(lái)觀察，為此，設(shè)計(jì)界面時(shí)，應(yīng)對(duì)完成某一任務(wù)所牽涉到的信息對(duì)象做到一清二楚。對(duì)信息對(duì)象的操作特征的了解也很重要，如能知道用戶(hù)經(jīng)常使用哪些操作，便可對(duì)此類(lèi)操作安排捷徑鍵，這樣便可節(jié)省用戶(hù)的操作時(shí)間，使界面更真實(shí)。協(xié)調(diào)好相關(guān)人員用戶(hù)、交互設(shè)備設(shè)計(jì)人員和軟件工程師在界面設(shè)計(jì)中所起的作用各不相同，交互設(shè)備設(shè)計(jì)人員是用戶(hù)和軟件工程師溝通的橋梁，應(yīng)負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)好3者的關(guān)系，只有這樣才能決定人機(jī)對(duì)話的類(lèi)型，設(shè)計(jì)出真實(shí)的虛擬世界。用戶(hù)精通自己的行業(yè)，交互設(shè)備設(shè)計(jì)人員應(yīng)多與用戶(hù)接觸，最好能在用戶(hù)工作時(shí)了解任務(wù)特點(diǎn)，理解用戶(hù)的心理特征，這樣更有利于抓住重點(diǎn)，并用真實(shí)實(shí)用的方法體現(xiàn)于界面設(shè)計(jì)之中。軟件工程師是人機(jī)界面的最終實(shí)現(xiàn)者，大都有豐富的編程經(jīng)驗(yàn)，但往往缺乏與用戶(hù)的溝通，缺乏人機(jī)界面設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)和生活常識(shí)。交互設(shè)備設(shè)計(jì)人員應(yīng)與軟件工程師經(jīng)常交流，確保界面整體的真實(shí)性得以最終實(shí)現(xiàn)。使用：虛擬現(xiàn)實(shí)是針對(duì)某一類(lèi)型的人而設(shè)計(jì)的，計(jì)算機(jī)預(yù)先記錄了用戶(hù)需要進(jìn)行的操作，并且在人活動(dòng)的空間自動(dòng)感應(yīng)，接受用戶(hù)發(fā)出的命令，人不再需要對(duì)著電腦屏幕，用鼠標(biāo)鍵盤(pán)等工具發(fā)出命令.只需要一個(gè)手勢(shì)甚至只是腦子里面形成這個(gè)命令，計(jì)算機(jī)就可以智能的作出準(zhǔn)確的操作，隨著技術(shù)的發(fā)展，電腦甚至可以直接從人的大腦提取命令信息，不需要任何介質(zhì),計(jì)算機(jī)通過(guò)檢測(cè)人的腦波等信號(hào)，形成命令，完成操作，并且將結(jié)果反饋到人的大腦.技術(shù)基礎(chǔ)：多通道環(huán)幕（立體）投影系統(tǒng)是指采用多臺(tái)投影機(jī)組合而成的多通道大屏幕展示系統(tǒng)，它比普通的標(biāo)準(zhǔn)投影系統(tǒng)具備更大的顯示尺寸、更寬的視野、更多的顯示內(nèi)容、更高的顯示分辨率，以及更具沖擊力和沉浸感的視覺(jué)效果。該系統(tǒng)可以應(yīng)用于教學(xué)、視頻播放、電影播放（現(xiàn)在好多影視院采用這種方式）等。多通道環(huán)幕（立體）投影系統(tǒng)由于其技術(shù)含量高、價(jià)格昂貴，以前一般用于虛擬仿真、系統(tǒng)控制和科學(xué)研究，近來(lái)開(kāi)始向科博館、展覽展示、工業(yè)設(shè)計(jì)、教育培訓(xùn)、會(huì)議中心等專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域發(fā)展。其中，院校和科博館是該技術(shù)的最大應(yīng)用場(chǎng)所。這種全新的視覺(jué)展示技術(shù)更能彰顯科博館的先進(jìn)性和創(chuàng)新性，在今后若干年內(nèi)不會(huì)被淘汰。結(jié)論:虛擬實(shí)境屬于未來(lái)的人機(jī)界面。通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)及人機(jī)界面的基本理論知識(shí)、多通道用戶(hù)界面的關(guān)鍵技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言VRML，軟件工程、知識(shí)工程的原型方法及其它相關(guān)知識(shí)，提出了虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)人機(jī)界面模型的建立。這種模型建立方法的特點(diǎn)在于將整體架構(gòu)一分為三，模塊化后使其各司其職，大大提高了設(shè)計(jì)速度和實(shí)際應(yīng)用的效率虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是二十世紀(jì)末才興起的一門(mén)嶄新的綜合性信息技術(shù)