實驗用虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的開發(fā)與應用（運動感知研究）.pdf

1、大腦的運動感知機制是腦科學領域的一個重要課題，其中，視覺信號和前庭信號是運動感知過程中影響最大的兩種感覺信號。在過去，由于研究工具的匱乏以及技術手段的限制，導致刺激的給予無法做到簡單可控，不能很好地模擬人在自然環(huán)境中接收到的刺激，很多實驗無法進行。虛擬現(xiàn)實技術的發(fā)展使得刺激給予變得簡單可控，其技術特點使被試可以完全沉浸在虛構的場景中，有利于拓展我們的研究范圍并獲得更好的結果。但是，目前市場上的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)普遍存在一些局限性，比如一般不提

2、供力反饋，從而不能模擬物理的運動刺激（前庭信號）;軟件接口非常有限，不能滿足科研實驗中需要高度靈活和高精度的系統(tǒng)控制需求等。本文旨在設計開發(fā)出一套實驗用虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，來滿足運動感知機制研究中的實驗需求，并通過簡單的心理物理學和腦電實驗對該系統(tǒng)的各項功能進行測試。
　　該系統(tǒng)按照功能劃分為控制單元、處理單元、刺激單元和數(shù)據(jù)采集單元。其中，刺激單元分為視覺刺激模塊和前庭刺激模塊，分別負責輸出視覺刺激和前庭刺激（物理的運動刺激），數(shù)據(jù)采

3、集單元分為眼動追蹤模塊和腦電記錄模塊，分別負責實現(xiàn)眼動和腦電數(shù)據(jù)的采集。控制單元負責實現(xiàn)實驗的邏輯，處理單元在接收到控制單元的指令并進行解析后，通過不同的通信方式將具體的執(zhí)行內(nèi)容發(fā)送給對應的模塊。具體的實驗邏輯，可以在控制單元中通過一種實時腳本實現(xiàn)，從而達到高度靈活和高精度的系統(tǒng)控制需求。采集的數(shù)據(jù)將根據(jù)實驗過程中發(fā)生的事件進行標記處理，便于之后的數(shù)據(jù)分析。
　　在開發(fā)完成虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)后，通過簡單的心理物理學和腦電實驗，對系統(tǒng)的各