虚拟技术与人的发展

4，虚拟和现实的关系
虚拟是在现实基础上的发展 虚拟是现实的悖论 虚拟与现实的融通
（二）虚拟现实技术的诞生
1，图灵机和图灵定理 2，计算电子化思想的出现与实现 3，大众传播媒体的电子化与网络化 4，虚拟现实技术的最终形成与进一步
发展
1，图灵机和图灵定理
虚拟现实技术的原创性思想源于计算理 论，它的物化形态是通用计算机。因这 一想法起源于英国数学家艾伦·图灵 （Alan Turing)，故称图灵机。这一概念 是20世纪30年代提出的。
– 虚拟实在系统；万维网；智能信息代理
– 商业因特网；网络浏览器；带电视功能的 介人电脑；电脑现金交易
– 世界范围内公众电话和互联网系统的融合 – 全球卫星无线电话网络；
2000
– 美国铜轴线缆通信设施全部被光纤网络取 代
20世纪80年代互联网发展的原 因
从技术的角度看，互联网由计算机技术 与通信技术相结合而成，它是把处于不 同地理位置，具有独立功能的多台计算 机、终端及附属设备、通信线路连接起 来，并最终实现资源共享的通信系统。
–——《寄远》唐代诗人杜牧
人类五次信息革命
第一次信息革命的标志是语言的产生。 第二次信息革命的标志是文字的使用。 第三次信息革命是印刷术和造纸术的发
明。 第四次信息革命的标志是电信和无线电
技术的发明。 第五次信息革命的标志是电脑——电子
计算机。
（二）“神秘”的信息，平常的 答案
信息含义 物质、能量和信息——信息和物质实体
图灵在1935年主要做了三件重要的工作：
– 第一，定义了计算的逻辑基础，证明了存 在着能够模拟任何计算装置的通用图灵机， 这就是图灵定理。
– 第二，图灵证明了存在着不可计算的问题。
– 第三，图灵的另一个重要成就是发现了一 个计算机所不能解决的问题，即“停机问 题”。
• 所谓停机问题，是说给定一台计算机的一个程 序，以及该程序将处理的输入数据集，是否存 在着一个算法，使我们预先知道程序在处理数 据的过程中是否将在有限步骤之后停机？
话 互联网
敦煌壁画
人类媒介发展的时间年表
1800
– 首次电流试验；穿孔卡编制程序
1825
– 法拉第发现电磁感应 – 贝贝基设计第一台数字计算机；拜伦创造
第一个数字程序 – 莫尔斯取得电报专利权；莫尔斯电码发明 – 商业电报服务；贝恩取得传真专利
1850
– 越洋海底电报电缆
互联网的主要功能有：
– 实现各计算机之间的数据传输 – 实现资源共享
– 分布处理功能，把一件或几件工作分散到 网络中计算机上完成
– 集中控制、管理、分配网络的软件、硬件 资源
20世纪80年代，互联网有了飞快发展， 其原因：
– 第一是计算机网络通信技术、网络互联技 术和信息工程技术的发展奠定了必要的技 术基础。
（一）信息横观纵览
古人理解的信息含义 人类五次信息革命
古人理解的信息含义
汉语中“信息”，指“消息”。
– 如：
• 梦断美人沉信息，目穿长路依楼台。
——李中《暮春怀故人》
• 两叶愁眉愁不开，独含惆怅上层台。 碧云空断雁行处，红叶已雕人未来。 塞外音书无信息，道傍车马起尘埃。 功名待寄凌烟阁，力尽辽城不肯回。
间接通道
– 主要是指以各种形式的文献为中介来传递信息，如 图书、期刊、科技报告、学术论文等
电信通道
– 单纯信息的传递通道，如电报、电话、广播 等。
– 多种信息的传递通道，如电视、传真、计算 机网络
计算机网络传递信息的特点
量大、种类多。 传输速度快、效率高。 传递失真度小。
（四）无形之物的形体——信息 媒体和载体
1975
– 贝尔取得电话专利权并组建贝尔公司 – 警察报话器 – 马可尼演示无线电报；自动电话交换台 – 首次越洋无线传送；美国的电话达100万门
1900
– 电子管 – 美国建立洲际长途电话服务 – 业余短波无线电；便携式无线电话机 – 广播收音机 – 商业无线电传真系统
1925
– 可视电话出现；越洋无线电话服务 – 个人传真新闻服务；同轴电缆 – 第一台电子计算机（ENIAC – 商业计算机（UNIVAC）；晶体管；微波系统
虚拟的特征
首先，从虚拟的东西所具有的真实性角 度看，虚拟的根本特点在于是“真的假” 与“假的真”，或者说“似是而非”与 “似非而是”，是“真”与“假”不可 分割的统一体。
其次，从虚拟的功能角度看，虚拟的最 鲜明特色在于指向现实性中的不可能性。
从虚拟作为一种活动方式的角度看，虚 拟的根本特点在于通过数字化的合成， 达到“思维如何思维”的直观 。
– 第二是促进了能源共享作为普遍的用户需 求，成为一股强大的驱动力量。
– 第三是互联网在建立和发展过程中始终坚 持非常开放的策略，对开发者和用户都不 施加不必要的限制。
– 第四是互联网在为人们提供计算机网络通 信技术设施的同时，还为广大用户提供了 非常简单的访问手段，几乎所有领域、所 有的人都有可以掌握它利用它。
进入信息社会的标志
其一，1956年美国历史上第一次出现了 从事技术、管理和事务工作的白领工人 工数超过了蓝领工人。它预示着一个新 的技术时代的诞生。
其二，1657年标志着全球性信息革命的 开始。
其三，信息化发展将产生深刻影响。
二、虚拟现实技术的形成与发展
（一）什么是虚拟现实 （二）虚拟现实技术的诞生 （三）虚拟现实系统的关键技术 （四）虚拟现实的应用系统
数字化发展的五个阶段
第一阶段是英文符号和数字的表达。 文字处理是数字化发展的第二个阶段。 数字化发展的第三个阶段是能够处理声
音、颜色、图形和图像，即计算机的多 媒体时代。 数字化发展的第四个阶段是单个计算机 的普遍联结，即计算机的网络化。 数字化进入到它的最新发展阶段即第五 阶段——虚拟化阶段。
衡量信息传递定量和准确性的 几个参数
传输率
– 即在单位时间里传输的信息量。
传输成本
– 传递相同的信息量，采用的方法不同，成 本也不相同。
传递失真度
– 即当信息由发出端传送到接收端时，其内 容相同的程度。
信息传递通道的分类
直接通道
– 指不通过文献等中介，而是由人类自身的信息器官 如“口”、“眼神”、“手势”等来传递信息。
的区别 信息的作用
信息含义
信息是客观世界中各种事物的状态和特 征的反映．
信息的表示方式：
– 声音 – 图象 – 文字 – 事物本身的射线
物质、能量和信息——信息和 物质实体的区别
1，信息是可扩充的。 2，信息是可压缩的。 3，信息是可替代的。 4，信息是可输送的。 5，信息是可扩散的。 6，信息是可分享的。
图灵机工作原理图
2，计算电子化思想的出现与 实现
世界上第一台通用计算机是宾夕法尼亚 大学一项名为ENIAC“埃尼阿克” （Electronic Numerical Integrator and Calculator电子数字积分计算机)的机密 计划的产物，1946年2月15日宣告研制 成功。这是计算机发展史上的一个里程 碑，标志着人类在发展计算技术上达到 一个新起点。
（一）什么是虚拟现实
1，虚拟的含义 2，虚拟现实的技术定义 3，吉布森的人的感知模型与虚拟现实 4，虚拟现实和现实的关系
1，虚拟的含义
虚拟的辞源意义
–从字面上看，“虚拟”是由“虚”和“拟” 构成的。 “虚”的词源义是山丘。《说文解 字》：“虚，丘也。昆仑山谓之昆仑丘。古 者九夫为井，四井为邑，四邑为丘。丘谓之 虚。从丘虍声。臣铉等曰：今俗别作墟，非 是。”即是说，虚的本义乃“丘”。
• 即是传统的文献形式
– 机读型
• 指借助于计算机阅读的磁盘、光盘等，这些载 体能够记载各种媒体数字化形式的信息。
（五）迎面驶来的信息时代
信息社会的特征 进入信息社会的标志
信息社会的特征
信息社会里起决定作用的不是资本，而 是信息知识。
信息社会是智力密集的社会 价值的增长上通过知识实现的。 注意和关注的是未来。 多样化、分散化、小型化
2，虚拟现实的技术定义
虚拟现实是用高科技手段构造出来的一 种人工环境，它具有模仿人的视觉、听 觉、触觉等感知功能的能力，具有使人 可以亲身体验沉浸在这种虚拟环境中并 与之相互作用的能力
– 虚拟现实技术的最终目的是提高人的认识 能力，促进人与环境的交流，更深入地开 发人类的智慧。
3，吉布森的人的感知模型与虚拟现 实
–“拟”，《说文解字》解释为，“度也。从 擬声。”例如，在拟度、拟制、拟法、拟议、 模拟等词组中，“拟”则往往表示“揣度”、 “比拟”、“效法”、“模仿”等。
– 虚拟，在英文中是virtual，解释如下：being or acting as what is described， but not accepted as such in name or officially。汉语译 作为“事实上的，实际上的，实质上的（但 未在名义上或正式获得承认）”。
4，虚拟现实技术的最终形成
虚拟现实技术的先驱者——摩登·海里戈 （Morton Heilig)和他的“体验剧场
1950
– 越洋电话电缆；高级程序语言 – 通信卫星；商业数字电话系统；调制解调器 – 电子电话交换机；数字计算机游戏；超文本 – 微处理器；数字计算机网络（ARPANET）；光纤
电缆 – 个人电脑；局域网；商业电视游戏系统 – 数字传真机；蜂窝电话；消费者在线服务
1975
– 美国电话和电报公司分家；数字式多媒体 系统；便携式计算机
–从哲学上看，Virtual一词较早可以追溯到中 世纪逻辑学家和哲学家邓斯·司各脱（John Duns Scotus，1266?-1308）创造的拉丁语词 virtualis，其意为“可产生某种效果的内在力 量或者能力”。
源自文库
–从根本上说，虚拟是标志着人的超越性和 自由度的哲学范畴，高度体现着人的能动性。 哲学上，虚拟是以代码的形式来表达和合成 事物及其功能。在这种意义上，虚拟又有广 义和狭义之分。广义的虚拟是指规则文明， 指各种规则的合成、选择及其演化。因而， 凡是以语言、文字、符号、规则、数字等这 些人化形式对事物的构建、表达、合成，都 可以称为虚拟。不过，在严格意义上，我们 所说的虚拟通常是指狭义意义上的虚拟。狭 义的虚拟是指当代的数字化虚拟，是数字化 的表达方式和构成方式。
第四节 虚拟技术与人的发展
一、数字化——吹响信息网络时代的号角 二、虚拟现实技术的形成与发展 三、虚拟现实与人的生存 四、虚拟现实与思维方式的变革 五、虚拟与创新
一、数字化——吹响信息网络时代的号角
（一）信息横观纵览 （二）“神秘”的信息，平常的答案 （三）思接千载，关山飞渡——信息传递 （四）无形之物的形体——信息媒体和载体 （五）迎面驶来的信息时代
媒体 信息的载体
媒体
什么叫媒体
– 音频、视频及相应的文字、数据、图像、 声音，这些信息的存在形式通称为媒体
– 几千年来，信息的媒体一直是这几种形式， 寻找一种新的媒体形式是人类面临的新课 题。
信息的载体
信息的各种媒体都有具体的物化形式， 这种物化形式称为信息的载体。
信息的载体可分为
– 非机读型
其最初设计者是由美国工程师约 翰·W·毛赫利在1943年提出。
其存储程序的想法是数学家冯·诺依曼 （Von Neumann)
3，大众传播媒体的电子化与 网络化
媒介发展的几个阶段 人类媒介发展的时间年表 20世纪80年代互联网发展的原因
媒介发展的几个阶段
绘画 照相机、广播、电影、电视、电报和电
信息的作用
1，信息是认识客观事物的桥梁。 2，信息是智慧源泉。 3，信息是解决问题的钥匙。 4，信息是决策的前题。 5，信息是科技进步的基础。 6，信息是人类文明的标志。
（三）思接千载，关山飞渡—— 信息传递
衡量信息传递定量和准确性的几个参数 信息传递通道的分类 计算机网络传递信息的特点
互联网的发展与计算机的发展密切相关
最早的互联网是在20世纪50年代美国军 事部门。
互联网的发展前身——Advanced Research Project Agency Networking，即 ARPANETB阿帕网
1990年，美国物理学家蒂姆·伯纳斯创建 了WWW（World Wide Web)的万维网， 并开发了相关的技术标准。