关键词： 衰弱   老年人   虚拟现实技术  

摘要： 衰弱是老年人常见的临床综合征，可造成老年人出现严重的不良健康结局。但衰弱是一个可逆的过程，通过干预手段可使衰弱缓解或逆转。近年来，虚拟现实（VR）技术在衰弱领域的应用越来越广泛。本文主要综述我国老年人衰弱现状、老年人衰弱常用评估工具、国内外VR技术在老年人衰弱评估和干预中的应用，以期为今后虚拟现实技术在我国老年人衰弱中应用提供依据。

关键词： 虚拟现实  

ISBN: (纸本)9787502490683

摘要： 虚拟现实 (VR)是新一代的可视化和人机交互手段,它利用三维真实感图形、虚拟立体声以及力/触觉反馈系统等人机交互新技术增强了身临其境的感觉。本书共分为7章, 第1、2章介绍了 VR/AR 的概念, 介绍了基本开发工具包, 商业软件和web端平台的支撑工具集。第3章介绍了图形学基础。第4至6章介绍了三维几何造型、真实感图形显示技术和动画交互技术。第7章结合数字孪生和AI与VR/AR技术结合的发展趋势和展望。

关键词： 重症患者   认知功能障碍   影响因素   虚拟现实技术   自然疗法  

摘要： 目的: (1)了解重症患者认知功能障碍的发生现状及影响因素; (2)探讨虚拟现实自然疗法在重症老年患者中应用的安全性和可行性,同时验证其对患者认知功能、心理状况等的干预效果; 方法: (1)采用便利抽样方法,选择2021年1月至8月福建某三级甲等综合性医院重症监护室符合选取标准的220例患者作为研究对象,了解重症患者认知功能障碍的发生现状,同时分析其影响因素;采用描述性统计分析、t检验、卡方检验、Fisher确切概率法、Mann-Whitney U检验及Logistic回归对数据进行统计分析。 (2)采用随机抽样方法,选择2021年9月至2022年1月福建某三级甲等综合性医院重症监护室中符合选取标准的50例老年患者作为研究对象,应用随机数字表法将其随机分为试验组和对照组,每组各25例,试验组在常规护理基础上,接受为期一周共10次的虚拟现实自然疗法,对照组接受常规护理干预。干预前、干预后分别使用匹兹堡睡眠质量指数量表、Richards-Campbell睡眠量表、蒙特利尔认知量表、医院焦虑抑郁量表进行测量,分析虚拟现实自然疗法对重症老年患者认知功能、睡眠质量、心理状态的干预效果。采用描述性统计分析、t检验、卡方检验、Fisher确切概率法、Mann-Whitney U检验、Wilcoxon符号秩检验对数据进行统计分析。 结果: (1)调查的220例重症患者转出ICU认知功能障碍的发生率为38.18%(84/220)。单因素分析结果显示,年龄、受教育程度、职业、血压水平、血糖水平、血管活性药使用、APACHEⅡ评分、Charlson合并症指数、是否谵妄等20个指标是ICU患者认知功能障碍发生的影响因素。Logistic逐步回归分析显示,年龄、受教育程度、谵妄发生次数、RCSQ评分是ICU患者发生认知功能障碍的独立影响因素。 (2)(1)基线资料:两组患者的一般资料情况均衡可比(P>0.05)。 (2)认知功能:两组患者在Mo CA量表总分、视空间与执行功能、注意力、延迟记忆、定向力分值比较,差异具有统计学意义(P<0.05)。 (3)睡眠质量:干预前两组患者PSQI得分比较,差异无统计学意义(P>0.05)。干预后两组患者RCSQ得分比较,差异有统计学意义(P<0.05)。 (4)焦虑抑郁状况:干预前两组患者焦虑得分、抑郁得分、HADS得分比较,差异无统计学意义(P>0.05)。干预后两组患者抑郁得分比较,差异有统计学意义(P<0.05);干预前后对照组抑郁得分从7.5(5,11)分升高至13.5(7.25,16.75)分,差异有统计学意义(P<0.05)。干预后两组患者焦虑得分比较,差异有统计学意义(P<0.05);干预前后试验组焦虑得分从10(6,11)分降低至7(4,9)分,差异有统计学意义(P<0.05);干预前后对照组焦虑得分从10.5(7.25,13.75)分升高至14.5(8,17.75)分,差异有统计学意义(P<0.05)。干预后两组患者HADS得分比较,差异有统计学意义(P<0.05);干预前后对照组HADS得分从17.5(13,24)分升高至28(15.5,33.5)分,差异有统计学意义(P<0.05)。 结论: (1)重症患者转出ICU后认知功能障碍发生率较高。年龄、受教育程度、职业、血压水平、血糖水平、血管活性药使用、APACHEⅡ评分、Charlson合并症指数、是否谵妄等20个指标是ICU患者认知功能障碍发生的影响因素。排除混杂因素干扰,年龄、受教育程度、谵妄发生次数、RCSQ评分是患者认知功能障碍发生的独立影响因素。 (2)虚拟现实自然疗法有效减缓重症老年患者总体认知水平及视空间与执行功能、注意力、延迟记忆、定向力四个认知维度下降速度,改善老年患者ICU住院期间睡眠质量,调节患者的消极心理状态,在应用过程中可行性强,具有安全、便捷的优点。

关键词： 电子   3D模型   虚拟实验室   虚拟现实技术   Three.js  

摘要： 随着互联网技术的更新与普及,虚拟仿真技术也在蓬勃发展,在电脑浏览器上开发高性能的虚拟实验己经成为可能。在电子类专业的教育与研究中,电子虚拟实验室的作用日益突出,然而虚拟仿真的相关技术大都基于2D平面技术,表现形式单调,交互功能较弱等一系列原因导致虚拟实验室的开发存在诸多问题。WebGL的出现使开发者可以通过HTML与Java Script开发3D图形,本文使用基于WebGL,并应用GPU硬件加速的3D图形库—***框架,设计一个虚拟仿真实验室。本文首先了解国内外虚拟实验室的研究现状,针对本课题中涉及到的理论背景及关键技术进行深入研究,包括Web 3D技术、WebGL技术、***技术、Blender建模软件等。然后,本文对虚拟实验室的功能特性进行了深入的探讨,设计了虚拟实验室的体系结构,包括三维模型、UI组件、操作交互、实验场景和仿真实验,并从功能性和非功能性两方面对系统进行了需求剖析,功能性需求包括核心实验功能、辅助开发功能和基础页面组件,非功能性需求包括兼容性、易用性和性能。本文最后利用MVVM模式对虚拟实验室的体系结构进行层次划分,分离数据、事件和业务等逻辑,设计并实现了实验场景、交互功能和实验仿真功能,从而构建起一个以组件为基础的虚拟实验室系统。实验场景展示了较为精细的三维模型和较好的操作交互,通过发光二极管与流水灯两个仿真实验验证了基于***的虚拟实验室具有较好的仿真实验效果,能够较好地满足用户进行虚拟实验的需求。

关键词： 虚拟现实   家居空间设计   运用  

摘要： 随着经济飞速发展，人们对居住环境要求标准逐渐上升，传统家居设计已经难以满足目前人们对居住环境的需求。在信息化背景下，虚拟现实技术被广泛应用于多个领域，近年来，家居空间设计也逐渐引进虚拟现实技术，并得到了广泛的应用。本文简要概述虚拟现实技术及其优势和作用，分析虚拟现实技术在家居设计中的具体应用，探讨虚拟现实技术应用局限性，并提出有效措施。

关键词： 虚拟现实技术   动漫教学   策略  

摘要： 动漫产业作为21世纪新兴产业，其发展趋势向好，面对这样的市场环境，动漫人才的培养也成为我国当下教育行业发展的必然。虚拟现实技术的产生让动漫产业又获得了进一步发展，为动漫人才培养指明了方向。本文将针对该项技术在动漫人才培养中的应用进行分析，目的在于全面促进动漫产业人才培养质量的提升，不断与最新技术接轨，为我国动漫人才的积累奠定基础。

关键词： 虚拟现实   认知能力   照顾者负担   孤独症谱系障碍  

摘要： 背景孤独症谱系障碍（Autism Spectrum Disorders,ASD）是一种起源于婴儿时期的神经发育障碍性疾病。认知障碍作为ASD儿童的临床表现之一,日益引起临床工作者的重视。近些年随着药物和科学干预手段的应用,极大地改善了ASD儿童认知障碍问题,但是仍存在干预方法简单、枯燥、可重复性较低的问题。虚拟现实技术作为近年来的新型技术,逐渐应用到各个领域。本研究将虚拟现实技术与现有的ASD儿童临床康复训练相结合,以提高ASD儿童的主动参与积极性,改善认知能力发育。目的调查孤独症谱系障碍儿童认知康复和照顾者负担现状,根据调查结果,制定相应的虚拟现实康复训练方案,并评价该方案的应用效果,以改善ASD儿童认知能力发育,减轻照顾者负担。方法1.现状调查选取2020年9月～2021年4月在新乡市某两所三甲医院的ASD儿童康复中心就诊的孤独症谱系障碍儿童及照顾者为研究对象,采用自制一般资料调查表及Zarit照顾者负担量表进行现状调查。根据照顾者提供的信息制定合理的虚拟现实干预训练方案并应用。2.临床干预将符合纳入标准的44例ASD儿童按住院顺序分为干预组和对照组各22例。两组ASD儿童均实施临床常规康复训练,干预组在此基础上执行虚拟现实康复训练方案。比较两组ASD儿童自闭症儿童心理教育评估量表（PEP-3）以及Zarit照顾者负担量表（ZBI）评分指标。采用SPSS25.0对数据进行分析,P＜0.05被认为差异具有统计学意义。结果1.现状调查ASD儿童照顾者负担得分为（52.62±14.65）分,处于中度水平。ASD儿童照顾者性别（P＜0.05）、儿童治疗时间（F=4.095,P＜0.05）、家庭人均月收入（F=3.834,P＜0.05）、医疗费用支付方式（F=4.808,P＜0.05）在照顾者负担量表总分上均有显著影响,照顾者年龄在得分上无统计学意义（P＞0.05）。线性回归结果表明治疗时间正向影响照顾者负担压力（P＜0.05）,解释了总变异的27.2%。2.临床干预（1）自闭症儿童心理教育评估量表（PEP-3）评分:两组ASD儿童干预前认知（Z=-1.657,P＞0.05）、社交（t=1.025,P＞0.05）、语言理解（Z=-1.624,P＞0.05）、大肌肉（Z=-0.202,P＞0.05）、模仿（t=1.446,P＞0.05）情感表达（t=1.900,P＞0.05）能力发育评分差异无统计学意义。干预3个月后,干预组和对照组儿童在认知、社交等领域能力发育评分均优于干预前,差异具有统计学意义（P＜0.05）;干预后两组得分差值显示干预组儿童在认知、社交领域能力发育优于对照组,差异具有统计学意义（Z=-5.173,P＜0.001;Z=-4.233,P＜0.001）。（2）Zarit照顾者负担量表（ZBI）评分:干预前两组ASD儿童照顾者ZBI评分差异无统计学意义（P＞0.05）,干预后干预组得分优于对照组,差异具有统计学意义（P＜0.001）,而对照组在干预后差异无统计学意义（P＞0.05）。结论***儿童照顾者负担处于中度水平,儿童治疗时间是其家庭照顾者负担的正向影响因素。2.基于虚拟现实技术结合临床常规康复训练的治疗方式在儿童认知、社交互动、模仿、大肌肉运动等方面起到了有效作用,特别在认知和社交互动领域作用明显。干预后儿童的康复效果也间接影响照顾者负担水平。

关键词： 短道速滑   蹬冰反力   有限元分析   计算机仿真   科技冬奥  

摘要： 短道速滑项目是一项引入较晚但发展迅速的项目,2022年冬奥会在我国举办,中国短道速滑队多次打破世界纪录,取得了优异成绩,展现了国家形象、展示了国家实力、提升了民族精神。在短道速滑项目中,蹬冰反力为运动员提供滑行驱动力,是影响运动员成绩的重要参数之一。目前,业界对蹬冰技术的研究工作大多基于运动生物力学、理论分析和实验分析,借助于计算机仿真技术,分析运动员不同工况的蹬冰反力,则鲜少涉及。本文基于有限元分析理论和方法,运用计算机仿真软件Abaqus建立短道速滑蹬冰模型,对蹬冰产生的侧向冲击反力与竖向冲击反力进行分析,探究蹬冰角度与冰层厚度等因素对蹬冰反力的影响,实现科技助力冬奥。论文主要研究内容如下:(1)基于计算机仿真技术和有限元软件Abaqus,模拟冰刀与冰面的复杂接触关系,通过沿着不同角度施加不同的速度、加速度等荷载,获取不同蹬冰状态的反力数据,验证各参数取值的合理性和结果可靠性。研究结果表明:在0.0015-0.0035s内,竖向和侧向的仿真分析结果与试验结果吻合较好,差值在0.48-68.69N范围内;在0-0.0035s内,侧向的仿真分析结果与实验结果吻合度超过95%。(2)建立传统冰场模型来模拟蹬冰状态,研究不同蹬冰角度、不同冰层厚度时的应力及侧向和竖向冲击反力的变化。考虑蹬冰角度的影响时,选取40mm厚度的冰层进行模拟,蹬冰角度选取从冰刀直立滑行逐渐倾斜至25°;进而研究冰层厚度的影响,选取29.1mm、35mm和40mm厚的冰层进行模拟。研究结果表明:蹬冰角度逐渐增大的过程中,Z向(侧向)的最大拉应力与最大压应力呈先递增后递减的趋势,Y向(竖向)的最大拉应力与最大压应力随着倾斜角度的增加整体呈逐渐递减的趋势;在倾斜角度一定的条件下,侧向冲击反力随着冰层厚度先增大后减小;在不同的倾斜角度下,冰层的厚度对侧向冲击反力影响较大,且随着倾斜角度的增加影响逐渐减小,冰层厚度逐渐增厚对应的侧向反力先增大后减少;冰层厚度对竖向冲击反力的影响较小。(3)建立装配式冰场模型,探究在装配式冰场条件下,蹬冰角度、冰层厚度对应力、侧向冲击反力和竖向冲击反力的影响。研究结果表明:蹬冰角度逐渐增加,Z向最大拉应力与最大压应力缓慢增加;冰刀在不同厚度的冰层上蹬冰滑行时,倾斜角度越大,侧向冲击反力间相差越小;在不同厚度的冰层上蹬冰滑行时,冰层的厚度对竖向冲击反力的影响较小,冰层越薄侧向冲击反力越大,且随着蹬冰角度的增大,冰层厚度对侧向反力影响越小。(4)探讨在装配式冰场模型下,施加不同功率的助推器对运动员成绩的影响。将未佩戴助推器与佩戴不同功率助推器下的位移进行对比,发现佩戴功率越大的助推器侧向位移越大,前进方向的位移越小。将在不同功率助推器作用下的仿真结果与实测结果进行对比,研究结果表明:佩戴小功率助推器与未佩戴助推器间的侧向反力相差较小,佩戴大功率助推器对应的竖向反力与侧向反力均值较大。

关键词： 异质   微观交通流   跟驰模型   稳定性分析   遗传算法   参数标定   渗透率   通行能力   计算机仿真  

摘要： 随着智能交通系统与车联网技术的深度融合,智能网联环境下的智能网联车辆(Connected and Autonomous Vehicle,CAV)应运而生。CAV与人工驾驶车辆(Human-Driven Vehicle,HDV)在道路上混合行驶组成了异质交通流,由于信息交互模式的改变,传统环境下的车辆跟驰模型已经无法完全适用于新的异质交通流环境。基于此,论文以异质交通流为研究对象,借鉴现有的跟驰模型,构建了智能网联环境下的车辆跟驰模型,并利用遗传算法对模型的参数进行优化,最后通过数值仿真探究了CAV在不同渗透率条件下对异质交通流通行能力的影响。论文的主要工作如下:首先,在查阅国内外相关文献的基础上,全面综述了研究背景与意义、国内外研究现状。通过对道路通行能力、交通流模型的构建、交通流模型的稳定性这三部分研究现状进行分析,总结了现有研究存在的不足,并根据研究不足确定了论文的研究目的与内容,为论文的整体框架奠定理论基础与方法。其次,论文将最优速度模型确定为异质交通流模型中的人工驾驶模型;在综合考虑了传感器灵敏度系数、前向与后向协同优化速度、多前车以及相邻后车速度差等因素后,构建了智能网联环境下的车辆跟驰模型,并利用线性稳定性分析法求解了模型的临界稳定条件,同时进行了数值模拟分析;然后选取“NGSIM”开源数据作为模型参数标定的基础数据,采用阈值法及对比分析法等完成数据预处理,并设计遗传算法完成模型参数的标定。最后,为了探究CAV在不同渗透率条件下对异质交通流通行能力的影响,论文建立了异质交通流环境下的流量-密度表达式,利用计算机仿真手段进行验证,并对影响异质交通流通行能力的参数进行了敏感性分析,经过仿真验证、分析,论文构建的模型具有较高的稳定性,且随着CAV渗透率的增加,道路通行能力得到相应提升。经过仿真验证及分析,所构建的异质微观交通流模型能够较好的描述CAV与HDV在混行条件下对整个混合交通流的影响,且随着CAV渗透率的增加,混合交通流通行能力是逐渐增加的。

关键词： 虚拟现实   医院建筑   寻路设计  

摘要： 随着我国城市化进程的加快以及医疗学科的完善和发展,医院建筑规模和数量不断增长,内部空间愈发复杂。在现有的医院建设模式下,“三分式”的布局特点和医院功能空间的先天复杂性,致使人们在医院中的寻路问题广泛存在且长期存在。寻路不顺利不仅会影响到患者的就医感受,也会将更多人置于院内交叉感染风险中。现阶段我国医院建设针对寻路设计主要依靠后期的标识设计,缺乏系统性的寻路设计。现有设计方法受到流程及工具的限制,很难做到不同专业之间的跨专业合作。也无法真正从医院使用者行为需求的角度指导医院寻路设计进行方案调整。由此,针对我国医院建设现状开展医院建筑寻路设计方法研究极具现实意义,本研究以河北省雄安新区某医院实际项目为依托,基于虚拟现实技术探讨有效的医院建筑寻路设计方法。本研究基于对医院寻路设计的影响因素、构成要素及虚拟现实技术特征研究,分析了虚拟现实技术用于医院寻路设计研究的可行性和适用性,之后探讨如何构建基于虚拟环境优化改进医院建筑寻路设计的方法体系。由于缺乏医院寻路设计可资借鉴的本土研究实证依据,本研究通过调研多家医院,结合现有寻路理论梳理了优化设计的依据和重点;之后,将前述研究成果用于河北省雄安新区某医院设计项目中,构建医院建筑寻路设计方法、并分为四个阶段进行方法体系的测试:第一阶段基于收集现有设计资料,研究了虚拟现实环境构建方法并搭建了雄安新区某医院虚拟现实环境;第二阶段利用搭建的虚拟现实场景开展各专业协作设计。第三、四阶段是对方案进行评估及针对性优化。本文总结了两种评估优化方式:第一种是设计师本人以使用者视角在虚拟环境中对不同患者流线进行测试评估,并进行优化调整;第二种是通过招募被试完成虚拟环境中的寻路实验,结合测试反馈数据进行方案的评估优化。最后,结合在实际设计项目中的方法试用及其成效,总结并构建了基于虚拟现实技术的寻路设计方法体系。总之,本研究通过研究医院建筑寻路设计,分析了现有医院建筑设计方法的不足之处,构建了基于虚拟现实技术的医院寻路设计方法,探讨了传统医院建筑设计方法中不利于解决患者寻路问题的各专业缺乏协作、缺乏使用者视角的问题反馈、缺乏寻路设计实证依据等问题,为解决医院患者寻路问题提供了新视角、为设计提供一定的可参考之资,为后续研究奠定了一定基础。