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恐高症的虚拟现实暴露疗法设计
【摘 要】目前,治疗恐高症比较有效的疗法是暴露脱敏疗法,其中虚拟现实暴露疗法运用现代科学技术,让患者沉浸于虚拟的高空环境中,通过反复逐步刺激,让患者在虚拟环境中逐渐适应并脱敏,最终得到治愈.虚拟现实暴露疗法治疗环境可控、风险低、成功率高,是治疗恐高症的较好途径和未来的发展趋势.本文描述了虚拟现实暴露疗法治疗恐高症的特点,提出利用虚拟现实治疗恐高症的设计方案,并指出虚拟现实暴露疗法目前存在的问题.
【关键词】恐高症；暴露疗法；虚拟现实
中图分类号：R749.7+2 文献标志码：A 文章编号：1007-0125(2017)09-0272-02
恐高症,又名畏高症.恐高反应不同程度地存在于每个人身上,严重者对高处环境有着极其不合理的恐惧和担心,在临床上通常被诊断为恐高症.恐高症具体表现为：患者处于高空环境时,视觉信息大幅度缩减,加上心理因素,导致人体平衡系统崩溃,产生即将要坠落的压迫感而惊恐万分,出现紧张恐惧、眩晕心慌、呼吸急促等症状.目前,在恐高症的治疗上,相对有效的是暴露脱敏疗法,常用的暴露疗法包括真实暴露疗法、想象暴露疗法和虚拟现实暴露疗法.现有的恐高症疗法,都是通过模拟真实情景,引发患者的焦虑反应,在暴露环境中逐渐适应并脱敏.其中,虚拟现实暴露疗法是恐高症治疗的较好途径,而且随着虚拟现实技术的不断发展,这种疗法必将成为未来的发展趋势.
一、虚拟现实暴露疗法的特点
虚拟现实技术融合了信息技术、自动化技术、人工智能技术等多种高新技术,通过对三维世界进行模拟,得到一个逼真的、实时互动的三维环境.体验者能够通过虚拟现实设备与虚拟环境进行实时互动交流,通过极其自然的方式来感受虚拟环境对人体感知器官的刺激,包括视觉、听觉、嗅觉、触觉等多种感官刺激,让人们切身感受到一种“身临其境”的体验.虚拟现实技术已经被广泛应用于医疗、军事、工业与教育等领域中.
虚拟现实具有沉浸感、交互性与构想性三大特点.其特点对恐高症治疗起到了积极有效的帮助.将虚拟现实技术利用到恐高症治疗中,具备如下三点优势.第一,虚拟现实暴露疗法沉浸感强.例如高空往往风大比较寒冷,患者可以通过佩戴的传感设备感受高空大风带来的寒冷感觉,再加上逼真的虚拟现实画面与音效,可以营造出令人身临其境的高空环境,让患者内心深处认为自己真实地处于高空环境中,可以迅速有效地引出患者的焦虑恐惧反应,从而进行暴露脱敏治疗.第二,虚拟现实的交互性让治疗过程可控.通过对患者血压、脉搏等生理指标的测量,以及对患者面部表情、呼吸状态和动作姿态等行为表现的观察,治疗师可以适时调整虚拟现实场景,如果治疗过程中患者的生理指标和行为表现正常,治疗师可以让虚拟情景的恐惧程度逐步加强,反复多次加深对患者的刺激,患者的紧张恐惧心理最终被缓解脱敏,如果患者的生理指标超出正常范围,行为表现失控,治疗师可以随时终止暂停治疗.第三,虚拟现实不但可以构想真实的环境,还可以随意构想客观不存在的环境,针对特定人群患者构想特定有效的环境.此外,虚拟现实暴露疗法具有很强的安全性,在治疗过程中,患者不会出现由于视觉眩晕等症状导致的意外坠落,给患者的生命安全提供了保障；虚拟现实暴露疗法的成本低、效率高,患者可以多次反复地进行虚拟现实暴露疗法,实现最终治愈的目的.
二、虚拟现实暴露疗法设计
虚拟现实越逼真,虚拟现实暴露疗法的效果越明显.虚拟现实暴露疗法通过利用能够搭建虚拟现实平台与场景的游戏引擎,与虚拟现实头盔、动作捕捉设备相结合,营造逼真的、令人恐惧的高空环境,实现治疗的效果.
(一)游戏引擎搭建虚拟现实平台与场景
游戏引擎可以让设计师轻松简单地构建各类游戏、建筑动画等内容,是一款多平台的游戏开发工具.许多游戏引擎,如Unity3D不但可以发布Windows系统的游戏,还可发布到IOS、Linux等操作系统环境中,甚至可以跨平台地与手机、PS、XBOX360等设备无缝对接.虚拟现实场景在游戏引擎中进行搭建.虚拟现实场景的逼真度越高,暴露疗法的效果越明显.虚拟现实场景应当模拟现实生活中最常出现的地域,例如电梯、高楼顶等.在搭建游戏场景时,极大降低患者在虚拟现实中体验的安全感,可以令患者处于最恐惧的环境.在设计虚拟现实场景时,适当地加入不稳定因素有助于暴露疗法的实施.恐高症患者在高空时,由于本能反应,认为自身无法做到百分之百的保护,因此不稳定因素在虚拟现实场景中可极大降低患者的安全感.譬如,将虚拟现实场景设定于一个高空的透明电梯内,电梯底部利用透明材质附上冰裂贴图.在游戏中,患者会认为电梯有随时碎裂的可能,因而产生了恐惧感.
游戏引擎成为了构建用于恐高症治疗的虚拟现实暴露疗法的较为理想的交互平台.通过计算机语言的辅助,游戏引擎可与虚拟现实设备或体感交互设备相结合.如：虚拟现实头盔、动作捕捉设备等.此类型游戏便是使用了游戏引擎作为了开发平台,以计算机语言为桥梁,连接了虚拟现实头盔、动作捕捉设备等交互设备,共同营造了逼真的效果,从而使人们获得了更为直观、身临其境的感受,为恐高症暴露疗法提供了有利条件.
(二)虚拟现实头盔增加视觉沉浸感
虚拟现实头盔可大幅度地提升患者在虚拟现实中的沉浸感.通过此类设备,人们不再需要通过裸眼3D技术,便可直观地感受在3D虚拟现实环境中最好的体验.如今,市面上许多虚拟现实头盔,如Oculus Rift、htc Vive等,都配备有陀螺仪,患者在进行头部转动时,虚拟现实中所呈现的视角也会跟随头部的变化而变化.
视差是指在不同的两个点上观察同一个目标所产生的方向差异.人眼利用视差可以获得三维空间的感知,即通过视差角度与基线长度感知自身与被观察物体之间的距离.虚拟现实头盔具备两个目镜.在游戏引擎中制作虚拟现实场景时,利用SDK调节虚拟现实头盔的左右目镜视差,使患者在虚拟现实中所观察到的对象互相产生距离感.距离感对营造高空环境十分必要.设计中,通过利用虚拟现实头盔提供的SDK,将其与游戏引擎进行连接.以Oculus Rift为例,在游戏引擎中,Oculus Rift package自带一个绑定了摄像机的胶囊碰撞器,此时胶囊碰撞器等同于玩家的头部.因此,在进行建模时,需通过调整把胶囊碰撞器绑定在人物模型中的头部位置,再通过大小比例的缩放将视角与人眼视角调成一致.患者在进行治疗时,便可观察到“自己”的手、脚等部位.这样便增加了患者在虚拟现实中的沉浸感,提升了虚拟现实暴露疗法实施的效率.
(三)手势捕捉设备增加触觉沉浸感
假手实验是一个著名的感知实验.被试一只真实的手被物体遮盖藏起来,不出现在视野中,取而代之的是一只仿真的橡胶手.实验人员通过同时利用毛刷刺激被试的手与橡胶手的相同位置,使被试产生同理心错觉,认为橡胶手就是自己的手.针对恐高症治疗的虚拟现实游戏通过利用体感交互设备增强患者在游戏中的沉浸感.患者利用虚拟现实设备配合体感交互设备,在外界的触觉刺激下,获得同理心错觉,即自身与虚拟现实游戏内的角色进行了换位.同假手实验原理,虚拟现实利用体感交互设备以及虚拟现实设备,让患者出现同理心错觉,增添患者的沉浸感,提升暴露疗法的效率.手势捕捉设备通过双摄像头定位手与手指在空间中的位置以及动作.在游戏引擎中,游戏主角（患者在游戏中的角色）模型在各个关节绑定好骨骼,头部骨骼与虚拟现实头盔进行绑定,手部骨骼则与手势捕捉设备进行绑定.在现实生活中,人手与头部在空间中的位置是互相关联的.为了确保手部的位移能够基于头部的位置,在游戏制作中,需将手势捕捉设备或用于捕捉手势的摄像头粘贴在虚拟现实头盔上.在游戏中,由于游戏骨骼的作用,手部移动同时带动附属骨骼的运动.设计游戏时,通过调整、比对,在现实中相同位置安放在游戏中可触碰的物体,让玩家在游戏内看得见也摸得着.上述游戏设计方法可大大增加游戏的交互性与沉浸感,提升患者同理心错觉.
三、目前存在的问题和未来发展的方向
如今,虚拟现实在心理治疗中已得到广泛应用.飞行恐惧症、蜘蛛恐惧症、蟑螂恐惧症等都可以利用虚拟现实暴露疗法得到治愈.虚拟现实暴露疗法具备运营成本低、效率高、安全性强等优势,在心理治疗领域有着广阔的发展空间.但是,由于虚拟现实暴露疗法起步较晚,发展尚未成熟,还存在一些问题.
首先,虚拟现实暴露疗法需配合虚拟现实头盔一起进行,不少使用者表示佩戴虚拟现实头盔会产生头晕的现象,医学中称之为“动晕症”.头晕的现象给抑郁症治疗带来了诸多不便.在未来的发展中,用户体验将会成为虚拟现实技术发展中应当考虑的重要因素.其次,虽然虚拟现实暴露疗法已被广泛应用于各类恐惧症治疗当中,但是专门研究针对恐高症治疗的虚拟现实暴露疗法的人员还很少,不少理论成果不具有足够的说服力.国内外应当制定相关战略,发展专门从事研究针对恐高症治疗的暴露疗法的研究人员,得出更具说服力的成果.最后,虽然虚拟现实暴露疗法与传统的暴露疗法相比单次使用成本低廉,但是由于虚拟现实设备成本高昂,在国内还尚未得到普及,使用虚拟现实暴露疗法的研究、治疗机构少之又少.因此,如何降低虚拟现实设备成本也将成为今后研究需要解决的问题.
参考文献：
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作者简介：
王 怿（1993-）,南京信息工程大学传媒与艺术学院,艺术专业硕士,研究方向：虚拟现实.
虚拟现实论文范文结:
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