基于虚拟现实技术的心理疾病干预系统设计与开发陈希赟，鲍成恒，陆佳飞（嘉兴职业技术学院，浙江嘉兴314036）摘要院根据现有辅助心理疾病如抑郁症、自闭症干预方案，设计开发了一套基于虚拟现实技术的单人儿童心理疾病干预训练软硬件系统，用于辅助心理疾病儿童的康复性训练。详细介绍了该系统的3D建模、基于游戏引擎开发、脚本编写等设计与实现过程。关键词院心理干预；场景设计；角色模型；虚拟现实；交互1系统开发的背景与意义心理疾病如抑郁症尧多动症尧孤独症是一种广泛2.2设计与开发技术性发展障碍袁多见于严重的尧广泛的社会相互影响和沟通技能的损害为表征袁会给患者个人和家庭带来及其严重的不良后果遥随着时代的发展尧科学的进步袁特殊群体越来越受到社会的关注袁特殊教育是国家教育系统中的重要组成部分遥以心理疾病儿童为例袁其作为特殊群体的一部分在很长的一段时间里都被大众所忽视袁在心理疾病儿童的康复理论与实践中袁人们往往更多地关注药物治疗和传统的行为尧教育干预袁而忽视了现代技术手段的研究与应用遥大量的实验案例表明袁诸如媒体尧视频尧计算机尧虚拟现实等技术手段是可以用来为心理疾病儿童的康复服务的袁而且效果相当明显遥目前袁教育康复作为全面康复的重要组成部分袁其价值己被越来越多的人所认可遥众所周知袁游戏是儿童的天性袁那么如何通过虚拟现实的手段将教育游戏引入到对心理疾病儿童的教育康复之中并寓教于乐是本项目研究的重点遥项目拟结合医疗专家知识尧虚拟视效专业技术袁从VR技术和AI技术构建新的心理疾病干预训练的解决方案袁其成果将使广大患者和家庭受益袁具有重要的社会价值遥渊1冤基于虚拟现实技术的心理疾病干预系统开发开发工具院Unity2018.4.24f1尧MicrosoftVisualStu鄄dio2019开发语言院C#渊2冤场景美术设计建模软件院3DsMax2014贴图制作工具院AdobePhotoshopCC2019尧Sub鄄stancePainter33.1人物角色建模系统角色和场景设计系统以儿童为主要角色袁并辅以母亲角色进行交互活动袁因此在创建角色模型时需至少包含两个人物角色袁且角色设定需尽可能与真实人物情况吻合遥3.2活动场景建模系统设计了若干个儿童熟悉的活动场景袁主要有儿童卧室场景尧游戏活动室场景以及客厅场景袁以配合活动治疗遥场景设计和建模采用儿童喜欢的卡通风格和色彩袁室内装潢设计尧家具摆放等贴近真实生活场景袁通过各场景中散落的玩具设计袁给儿童营造以亲切尧舒适的逼真家中感受遥22.1产品架构系统产品44.1实现路径系统开发关键技术基于虚拟现实技术的心理疾病干预系统采用三维建干预系统主要设计适用于具有心理疾病的儿童袁因模软件3DsMax对场景进行全景建模袁利用AdobePho鄄toshopCC2019绘制模型贴图袁利用Unity3D引擎搭建场景袁后导入PicoSDK开发与测试虚拟现实训练模式袁作者简介：陈希赟渊1988-冤袁女袁硕士袁研究方向院用户体验设计遥此系统模式设计主要采用适合儿童的游戏模式袁以游戏的方式积极调动儿童参与的兴趣遥通过前期的调研分析袁系统剧情上设计制定了从早晨起床到晚上入睡的一天活动脚本袁通过时间划分穿插干预游戏袁充分锻炼心理疾病儿童的自主能力袁以达到干预效果遥1362021.3并通过C#脚本控制NPC与使用者进行交互训练遥4.2在干预系统中嵌入有系统模块与封装PicoVR模块袁TTS渊Text-To-SpeechRecognition语音合成冤模块袁ASR别优化算法语音识别遥并对以上模块进行封装冤模块袁眼动模块以及眼动模块识渊AutomaticSpeech袁便于后期的开发袁对TTS和ASR语音封装的Voice.cs袁对PicoVR交互封装的VRController.cs袁以及对眼动模块封装的VREye4.3Controller.cs遥由于优化处理Pico是一体式的VR设备袁在设备性能方面不如台式电脑袁所以需要对干预系统整体做优化处理遥例如在建模方面袁由于高精度模型过多的消耗资源袁而低精度模型缺少细节略显粗糙袁所以需采用一种折中的方法遥首先建立高精度模型袁烘焙渲染出贴图袁再把贴图赋予低精度模型袁这种方法既节约了性能资源的消耗袁又保留了部分模型细节遥在场景加载上袁控制优先加载场景袁再加载场景内其他模型袁对于重复使用的物体进行公共预设处理袁减少由于重复加载造成的资源浪费遥在光源上袁对场景进行烘焙处理袁不开实时光照渲染袁把实时光照渲染只给主角遥在碰撞和物理碰撞上袁避免使用meshcollider袁并减少刚体袁在刚体不用的情况下激活IsKinematic并减少资源的损耗遥在开发过程中袁有时同一段动画会做多边袁就产生了大量无用的anima鄄tor贴图的大小脚本袁在最后打包时删除袁贴图大小一般控制在遥在贴图材质上1024和512袁袁会控制除个别必需使用2048的贴图外遥对于大面积相同材质袁会使用重复贴图的方式袁交替使用1-4种贴图袁再通过光影变化打破贴图的重复感遥在操作方面袁干预系统面向对象为具有心理疾病的儿童袁他们可能在操作方面有一定的不足袁所以对操作添加语音识别模块袁减少手柄按键的操作5干预方案的设计与开发袁通过语音交互方便操作遥为了更好地引导儿童认知和适应真实生活环境袁系统设计并开发了儿童认识水果的干预方案及功能模块遥5.1儿童不看向目标且不给出反应渊1冤整体游戏逻辑找出目标问题遥假设父母教儿童认识水果时遥袁测量儿童看向其他或不作答的次数渊2冤定义和测量问题遥当父母教儿童认识水果时遥袁童朝着目标图片看渊3冤设定干预目标曰当父母向儿童提问时遥当父母教儿童认识水果时袁儿童有回答袁儿渊答以及眼神聚焦的次数即使答错也没有关系冤袁遥干预的主要目标是增加儿童回戏时场景中只有一张游戏卡片渊4冤选择干预手段遥首先是新手教程袁以降低难度袁遥在刚开始游等儿童适应该游戏模式后袁便有多张卡片出现在场景中以强化锻炼遥当儿童看向目标图片并正确回答父母提问时袁给予语音表扬并进入下一等级测试遥若回答错误袁语音表扬并提示袁等待儿童回应遥若回答不上来袁给予时间延迟与提醒袁提醒有3个强度等级院一级强度为语音提示袁二级强度为语音提示加卡片抖动袁三级强度为语音提示加动画演示遥当儿童完成所有关卡袁系统给予语音表扬加礼花动画袁并给出儿童在整个游戏中的反馈次数遥但儿童如没做出正确选择袁系统不会进入下一阶段袁会指导儿童直至完成所有正确选项遥5.2考虑到系统的适用人群是儿童游戏美术袁场景美术更偏向于卡通风格袁通过夸张的家具造型以及卡通风格的材质灯光袁让儿童具有更好的沉浸式体验遥场景设计时不宜添加过多的装饰元素袁渊1冤考虑到这会分散儿童注意力袁削弱任务完成度曰渊2冤减少不必要的模型袁可以提高应用运行速度袁获取更好的交互体验遥游戏美术的另一重点是卡片设计袁卡片采用圆角矩形带来视觉上的舒适感袁卡片底色采用暖色调的米黄色与整体场景相统一遥卡片内容以卡通水果图案尧中文名称及拼音构成袁帮助儿童读图尧识图遥当儿童将手柄射线或视线指向尧看向交互对象时袁UI上用环形进度条来表现射线或视线停留卡片的时长遥5.3在程序设计和功能开发方面程序设计袁用CardManager.cs来进行脚本管理和实现整个水果识别模块袁用CardGuid鄄ance.cs儿童未回应次数等实现每个关卡的细节逻辑袁用Card.cs实现卡片被射线点击尧语音动画提示并记录尧记录射线与视线停留事件尧卡片动画等遥用CardRespond.cs来记录儿童未回应6尧点击正确和错误的次数遥6.1设计创新与项目前景传统的心理治疗有暗示创新点尧催眠术尧精神分析尧行为(下转第165页)2021.3137网运行不畅问题袁那就需要考虑强化进行相关驱动程序的检查确认工作袁主要着眼点在于明确计算机局域网运行所必需的驱动程序是否正确安装以及是否已经出现损坏缺失袁对于驱动程序出现的问题一般先考虑进行修复调整袁然后根据后续反应进行重新安装等操作步骤袁驱动程序在计算机局域网日常运行过程中扮演着承上启下的关键作用袁通过对驱动程序的优化完善能够积极确保计算机局域网高质运行遥参考文献[1]张小云.探讨计算机局域网日常管理与维护技巧及(10):37-38.故障排除技术[J].网络安全技术与应用,2020,[2]朱宏.计算机局域网日常管理与维护技巧及故障排除技术[J].信息通信,2018,(03):169-170.护技巧[J].民营科技,2015,(12):74.[3]周维宇.浅析供电公司计算机局域网日常管理与维[4]韩玮.计算机局域网日常管理与维护技巧及故障排(10):16.5结语在对计算机局域网日常管理所涉及的基本情况进行除技术研究[J].电子技术与软件工程,2015,深入剖析的基础上袁进而重点对相关维护技巧及故障排除技术进行细致梳理袁期望在全方位多角度强化提升计算机局域网日常管理整体成效方面起到一定的积极推动作用遥(上接第137页)矫正等一系列技术手段和方法遥只是尽管有这么多的方法袁心理治疗都无法通过使病人处在一个合适的场景来进行康复训练[1]遥本项目将传统的心理治疗手段与现代化的虚拟现实技术相结合袁将虚拟现实技术使用与现实生活场景相结合袁将虚拟现实技术与其他辅助心理疾病干预的治疗方法相结合袁转变了传统康复治疗模式袁实现了多样化的互动体感交流袁有助于获得良好的治疗效果[2]遥6.2市场前景与推广价值实技术是近些年来迅速发展起来的一项技术袁随着虚拟现实技术的发展袁近些年来有许多专家学者利用虚拟现实技术对精神类疾病进行辅助治疗遥7结语在设计好干预方案后提出了系统总体设计思路袁利用图像处理软件与建模软件构建了全景模型袁并在三维游戏引擎中完成训练场景漫游袁通过脚本实现交互训练功能袁完成软件平台遥对某心理疾病儿童进行个案分析袁结果发现其在接受三维建模交互软件干预训练后袁部分社会适应能力有所提高袁表明三维建模交互平台具有一定的效果袁但也有其局限性遥进一步为特殊儿童干预训练做出了实践性的研究袁丰富了特殊教育的手段和形式袁具有较好的临床实践价值遥参考文献[1]伯金桐.虚拟现实技术与VR设备在心理干预治疗中的应用[J].时代农机,2018.研究[J].科教文汇,2018.[2]陆凯.虚拟现实游戏设计在儿童自闭症中的应用与[3]唐李阳.虚拟现实技术影响下的中国传统造物思想艺术表现方式[J].工业设计,2019.心理疾病儿童的最佳康复期是0-6岁袁其病理因素较为复杂且致病原因尚不明确遥通过国内外的许多研究与实验表明袁及时合理的康复干预可以缓解症状袁并可以走向社会遥心理疾病的特殊症状影响着人们的社会性发展袁早期有效的干预治疗对于每个心理疾病患者都非常重要遥然而目前心理疾病的发病机制尚未完全明晰袁也没有很有效的治疗手段可以治愈心理疾病的核心症状袁传统的干预治疗方法并不能很好地满足于患者及其家庭与社会的需求袁为心理疾病的干预与治疗寻找一项高效尧便捷尧经济尧安全尧科学的治疗方法刻不容缓遥虚拟现2021.3165