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我委联席秘书长叶毓睿参与编写“智能时代下虚拟环境无障碍的概念界定与实现路径——以元宇宙为例”

发布时间:2023-09-13 11:05:52 浏览次数:7277次

背景:2022年11月29日,中国移动通信联合会元宇宙产业工作委员会(下称“中国移联元宇宙产业委”)联席秘书长、高效能服务器和存储技术国家重点实验室首席研究员、《元宇宙十大技术》作者叶毓睿向中国人大网正式提交了对于《无障碍环境建设法》的立法建议,此建议是叶毓睿经北京联合大学副教授、硕士生导师姚登峰博士邀请,受中国移联元宇宙产业委委托牵头及其众专家共同拟定。

 

【作者】

任天宇,北京联合大学硕士研究生;研究方向:信息无障碍。

叶毓睿高效能服务器和存储技术国家重点实验室首席研究员,中国移联元宇宙产业委联席秘书长、《元宇宙十大技术》作者,研究方向:元宇宙。

康新晨,北京联合大学硕士研究生;研究方向:信息无障碍。

【通讯作者】

姚登峰,北京联合大学教授、博士生导师;研究方向:语言认知与计算。

 

摘要:随着人工智能、虚拟现实等新技术的快速发展,智能时代的虚拟环境已经成为人们日常生活不可或缺的一部分。然而,对于一些人群,如残障人士,他们可能面临着在虚拟环境中受到限制和障碍的问题。因此,无障碍设计成为了一个迫切需要解决的问题。虚拟环境无障碍是指在虚拟环境中,不仅能够满足普通用户的需求,还需要考虑残障人士的多样化需求,以确保每个用户都能够平等地访问和使用虚拟环境。这需要虚拟环境提供多种交互方式、易于导航的界面、不同设备和平台的兼容性、多种无障碍需求等方面的设计。在实现虚拟环境无障碍的路径上,本文提出了几个建议,例如虚拟环境无障碍设计需要充分考虑多种障碍、考虑不同设备和平台的兼容性、不断推动技术的创新和发展、加强用户体验的测试和评估。实现虚拟环境无障碍需要政府、企业、技术研发人员、残障人士等多方面的合作和努力。只有通过共同的努力和创新,才能让虚拟环境真正地为每个人服务,成为一个包容和开放的数字世界。

关键词智能时代;虚拟环境;无障碍;元宇宙

 

本文框架预览

前言

1. 虚拟环境无障碍的概念界定

1.1 虚拟环境和物理环境的关系

1.2 虚拟环境无障碍和信息无障碍的关系

1.3 虚拟环境和元宇宙的关系

2. 虚拟环境无障碍认识的误区

2.1 误解 1:虚拟环境无障碍只涉及视觉障碍者

2.2 误解 2:虚拟环境无障碍只是加入一些辅助功能

2.3 误解 3:虚拟环境无障碍会降低性能和体验

2.4 误解 4:虚拟环境无障碍只对残障人士有益

3. 虚拟环境无障碍的意义和价值

3.1 技术复杂性

3.2 多样性和动态性

3.3 缺乏标准化

4. 虚拟环境无障碍的实现路径

4.1 充分考虑多种障碍

4.2 提供多种交互方式

4.3 提供易于导航的界面

4.4 考虑不同设备和平台的兼容性

4.5 进行无障碍测试和评估

4.6 营造有利于虚拟环境无障碍的生态和氛围

小结


前言

目前,《无障碍环境建设法(草案)》已经进入全国人大常委会法工委调研阶段。该法规从内容上强调无障碍包含无障碍设施和信息无障碍,前者包括盲道、坡道等物理设施,后者包括为视障人士提供的有声读物、为听障人士提供的影视作品同步字幕等辅助技术。由此引出新的话题,即虚拟环境无障碍。随着人工智能(Artificial Intelligence,AI)、虚拟现实(Virtual Reality,VR)、增强现实(AugmentedReality,AR)、区块链等技术的不断进步,实现虚拟环境的技术基础不断得到加强,为虚拟环境的无障碍建设奠定了坚实的基础。同时,随着人们对于更高品质生活的追求逐渐增加,逐渐意识到虚拟世界的潜力,因为虚拟环境可以满足人们的个性化需求,为人们提供更广阔的想象空间和自由度,可以在虚拟环境中自由表达自己的想法,展现个性。智能时代为虚拟环境的发展提供了技术基础,满足了人类需求、个性化需求和产业需求。虚拟环境在智能时代的迅速发展,正在逐步影响和改变人们的生活,引领人类社会步入人工智能时代,虚拟环境已经成为人们生活和工作中不可或缺的一部分。习近平总书记在 2022 年 1 月 15 日《求是》杂志《不断做强做优做大我国数字经济》一文中指出:“推动数字经济和实体经济融合发展。要把握数字化、网络化、智能化方向,推动制造业、服务业、农业等产业数字化。” 2022 年 3 月 5 日,李克强总理在《政府工作报告》中指出,“数字技术与实体经济加速融合” [1]。这些重要论述是对当今世界信息技术的主导作用、发展态势的准确把握,是对利用信息技术推动国家创新发展的重要部署。论述还强调数字经济和实体经济融合,即数实融合,用于解决实体经济问题,壮大实体经济根基,在中国有避免脱实向虚、避免两极分化,促进共同富裕重大的意义。而以元宇宙为代表的虚拟环境与数实融合有很大的交集,包括数字孪生、虚实相生等,交集的这部分将在推进智能制造、加快发展工业互联网、赋能实体经济方面起到越来越重要的作用。

虚拟环境是指通过计算机技术创建的一种虚拟空间,它可以是仿真、游戏、社交、艺术等不同类型的环境,用于进行交互、体验、学习、娱乐等活动。人们实际上每天都在跟虚拟环境打交道①,如使用网上购物平台购物、使用社交媒体与朋友交流、使用各种软件进行工作等 [2,3]。如果这些虚拟环境的无障碍水平太低,那么残障人士、老年人和其他行动不便的人将无法充分利用这些技术,他们的权利和机会也将受到限制。例如目前很多虚拟环境是虚拟社交和娱乐平台,像音乐会、艺术展览、电影院等,如果这些环境中的活动不是无障碍的,那么残障人士和老年人将被排除在活动之外,错失了与他人交流和文化体验的机会。同样的还有以虚拟环境为载体的在线教育和学习平台、商业平台和就业平台等。更重要的是会使残障人士、老年人和其他行动不便的人无法独立地参与其中,使他们的自主性和独立性受到限制。据报道:2018 年中国有 10 亿人没坐过飞机,没去过敦煌、埃菲尔铁塔等风景名胜的人就更多了。虚拟环境可以帮助实现体验经济下沉,让更多的普通人体验更丰富多彩的人生;亦可以满足一些在真实环境中难以实现的操作和行为,为用户提供更加便利的体验[4]。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中明确提出,加快信息无障碍建设,帮助残障人士、老年人等共享数字生活。虚拟环境的利用能够使更多的普通人以更低的成本、更便捷的方式获得丰富多样的体验。越来越多的研究人员开始关注虚拟环境无障碍的问题,并针对这个问题开展了广泛的研究。

近年来,国际学术界对虚拟环境无障碍的研究呈现出蓬勃发展的态势,取得了显著的科研成果。对于如何构建对肢体障碍者和智力障碍者开放包容的元宇宙,Parker 等人[5]对元宇宙中的无障碍设计、评估方法进行了讨论,对无障碍虚拟环境中的交互方式进行概述。Zallio等人[6]从包容性、多样性、公平性、无障碍和安全性的角度探讨了元宇宙的社会影响,旨在确定企业未来发展的方向,即设计一个具有以上所有特性的元宇宙。Mott 等人[7]的研究探讨了虚拟现实的无障碍水平对运动障碍人群的影响,提出了对现有障碍的改进措施。Jain等人[8]首次调查了虚拟现实中语音无障碍的问题,并提出了基于视觉和触觉的替代方案,以支持听力障碍用户。Ozdemir 等人[9]调查了虚拟现实和增强现实在旅游业对无障碍的影响,指出其无障碍方面的优势,如安全环境和体验增强,但也存在高成本等弱点。McComas等人[10]详细阐述了虚拟现实在残障儿童的康复治疗和提升生活质量方面的显著效果,从三个方面详述了其优势:虚拟现实将残障影响最小化;虚拟现实在康复和技能提高中发挥重要作用;虚拟现实可以提高残障儿童的社会参与度和生活质量。

这些研究包括虚拟环境的无障碍水平评估、无障碍开发技术和工具、相关的法规和标准等。此外,联合国及其附属机构、全球残疾人权利运动组织以及残疾人权利组织等众多组织和机构致力于提升虚拟环境的无障碍水平,发布了大量的报告、指南和标准,以确保虚拟环境的无障碍建设。因此虚拟环境的无障碍建设已成为当前的一个研究热点,众多相关文献可以指导我们更好地了解和改善虚拟环境的无障碍建设。

1.虚拟环境无障碍的概念界定

虚 拟 环 境 无 障 碍(Virtual Environment Accessibility,VEA)指通过技术手段和设计原则,使计算机虚拟环境中的应用程序、操作系统、网络等功能和内容对残障人士、老年人以及其他有特殊需求的群体更加开放、可访问和可用。具体来说,虚拟环境无障碍旨在消除或减少虚拟环境中的障碍,使得所有用户,无论其身体状况、认知能力或感官能力如何,都能够平等地访问和使用虚拟环境。这意味着虚拟环境需要提供可调节的界面选项、辅助技术支持、自定义适配功能、易于理解的内容等,以确保用户能够以最大程度的独立性、安全性和便利性来使用虚拟环境。虚拟环境无障碍的目标是促进包容性和平等性,确保所有人都能够充分享受虚拟环境带来的好处,无论其身体能力、年龄或其他特殊需求如何。这需要综合考虑设计、技术和用户体验等方面,以创建无障碍的虚拟环境,为所有用户提供公平和无歧视的访问和使用机会。

1.1虚拟环境和物理环境的关系

虚拟环境是通过软件仿真技术创建出来的虚拟空间,让用户可以在其中进行各种活动。这些活动可以是游戏、培训、实验、交互等。虚拟环境通常包括一系列的三维模型、场景、人物、物体和音效等元素,可以让用户沉浸其中体验。

虚拟环境和物理环境都是人们所处的空间,但它们有很大的区别。首先,虚拟环境是由计算机软件和硬件所创建出来的数字空间,而物理环境则是指现实世界中的自然环境和人工环境。虚拟环境是通过计算机仿真技术模拟出来的,其所包含的元素、规则和行为方式都是通过程序设计和开发来实现的,而物理环境则是由自然力和人工干预共同作用而形成的。其次,虚拟环境中的一切都是虚拟的,而物理环境则是实际存在的。在虚拟环境中,物体、场景和人物等元素是通过程序和数据构建的,用户可以通过交互设备来与它们进行互动,但它们并不存在于现实世界中。而物理环境中的物体、场景、人物等则是由物质构成的,用户可以通过肉体感官来感知和交互。最后,虚拟环境通常具有更高的自由度和可控性,而物理环境则受到自然因素和社会规律的限制。虚拟环境的创建、配置和修改可以通过软件工具进行,相对灵活和方便,几乎可以在任何时间和任何地点进行。相比之下,物理环境的构建和修改,通常需要更多的时间和成本投入。例如,建设一个实验室或者一个工厂需要考虑到物理空间、设备采购、安装配置等各方面的问题,这些都需要相应的时间和经济投入。虚拟环境的优势在于它可以提供更快速、经济、高效的环境搭建和修改方式,特别是在软件开发、测试和部署等方面。但是,虚拟环境也有其局限性,例如某些特定的硬件或者物理交互无法完全模拟,因此在某些情况下仍然需要使用物理环境。

虚拟环境还可以进行一些在现实世界中难以实现的活动,例如虚拟飞行模拟器可以模拟飞行器的操控和飞行场景,让用户体验飞行的真实感。虚拟环境可以提供更加自由和灵活的体验,无须考虑现实世界的限制和风险。然而,虚拟环境仍然受制于技术和设备的限制,无法完全还原现实世界的感觉和体验。此外,某些特定的活动,如体育比赛、真实的自然环境探索等,仍然需要在现实世界中进行。

虚拟环境的发展和应用将促进数字化转型,推动人类社会朝着智能化、信息化、数字化的方向发展。它的出现将会对人类生活带来深远的影响,不仅会改变人们的生活方式,还将为经济、社会、认知等领域带来新的发展机遇。同时,也需要注意虚拟环境带来的一些潜在问题,比如虚拟环境无障碍问题、虚拟身份认证问题等,这些问题需要得到重视和解决。如果虚拟环境缺乏无障碍建设,残障人士、老年人以及其他行动不便的人将面临不公平的待遇或机会差距,同时也将受到使用和参与的限制,这将对数字化经济和数字化社会造成负面影响。因此,我们要致力于提高虚拟环境的无障碍水平,使所有人都能平等地享受数字化带来的便利和机会。虚拟环境的无障碍水平对数字化经济的发展和可持续性至关重要。如果虚拟环境无法满足无障碍需求,将限制潜在消费者和用户的参与,从而限制数字化经济的发展潜力。

因此,虚拟环境无障碍应该得到更多的重视和关注。我们需要采取措施,确保虚拟环境的无障碍建设在实践中得到全面应用和落实。具体方式包括制定相关的无障碍法规和标准,为无障碍设计提供指导和规范,并在实践中采取具体的技术和设计措施。这些措施可能包括但不限于使用无障碍设计原则、提供辅助功能支持、优化用户界面和交互体验等。

1.2虚拟环境无障碍和信息无障碍的关系

虚拟环境无障碍和信息无障碍是两个不同但相关的概念。虚拟环境无障碍是指在计算机虚拟环境中应用程序、操作系统、网络等方面采取技术措施,以确保残障人士等特殊需求用户能够无障碍地使用这些环境。例如,为了使视力障碍者能够使用计算机,虚拟环境无障碍技术可以使用包括屏幕阅读器、放大镜和高对比度显示等在内的技术来改善无障碍水平。信息无障碍是确保以任何形式(如文本、音频、视频等)呈现的信息能够被所有人无障碍地获取和理解的一项设计原则。这一原则旨在消除信息获取和理解方面的障碍,使得残障人士、老年人以及其他具有特殊需求的人能够平等地获取和利用信息资源。信息无障碍需要考虑到所有人的需求和能力,包括身体残障、认知障碍和文化差异等因素。信息无障碍的实现需要遵循一些最佳实践流程和标准,例如使用简单的语言和布局,提供图像描述和字幕等。

无障碍的操作和交互可以帮助残障人士等用户群体更加自由和方便地使用虚拟环境,从而实现信息无障碍的目标。同时,信息无障碍的技术手段也可以应用于虚拟环境中,帮助实现虚拟环境的无障碍,为广大用户提供更加平等和无障碍的使用体验。因此,虚拟环境无障碍和信息无障碍之间的联系在于,两者都关注如何为残障人士等用户群体提供更好的访问和使用计算机技术的体验。在实践中,虚拟环境无障碍和信息无障碍通常是一起考虑的,以确保虚拟环境中的信息和应用程序可以无障碍地被所有人访问和使用。

1.3虚拟环境和元宇宙的关系

元宇宙作为智能时代的一个重要产物,因其未来趋势、商业机会、技术革新和社交需求等因素,成为智能时代最热门的话题之一。虚拟环境和元宇宙是密切相关的概念[11],可以说,元宇宙是一种更加高级的虚拟环境。虚拟环境是指利用计算机技术模拟出的一种与现实世界相似或独立的虚拟空间,旨在为人们创造交互和体验的环境。而元宇宙则是一个基于虚拟现实、增强现实、人工智能等技术的巨大虚拟空间,它可以让用户在虚拟世界中进行各种活动,包括社交、娱乐、工作、学习、购物等。因而元宇宙具有大规模、永续性和复杂性的特点,它通常由大量的虚拟环境和计算机系统组成,形成一个复杂的虚拟世界,可以支持大量的用户和应用程序。

可以看到,元宇宙是一种更为综合和高级的虚拟环境,它不仅包括了虚拟现实、增强现实等虚拟环境的技术,还可以将现实世界的物理环境和数字世界的虚拟环境相融合,实现更加真实、自然和沉浸式的体验。元宇宙还可以提供更多的社交、商业和创新机会,是一种更为全面和复杂的虚拟环境。它涉及的领域更广泛,可以让用户感受到更加真实的虚拟世界体验。在元宇宙中,用户可以使用数字分身或数字化身与其他用户进行交互,也可以进行虚拟商品交易、学习、参加虚拟会议等。因此,虚拟环境和元宇宙是密切相关的概念,可以将元宇宙视为虚拟环境的进一步演变和发展,包括技术、功能、用户体验等方面的改进和扩展,同时也是虚拟环境的拓展,它代表了一个更加综合和广泛的虚拟世界,包含多个虚拟环境的连接和互动。元宇宙的概念超越了单一的虚拟环境,它将不同的虚拟环境整合为一个更大的、互联互通的虚拟空间。虚拟环境是元宇宙的构建基础,而元宇宙则扩展了虚拟环境的范围和可能性。元宇宙被认为是未来的趋势和方向,可以预见,元宇宙将会成为未来数字经济、数字社会、数字娱乐和数字化生活的重要组成部分。因此,实现虚拟环境无障碍有助于推动元宇宙无障碍。

2.虚拟环境无障碍认识的误区

虚拟环境无障碍是一个新兴的研究领域,随着虚拟环境的普及和残障人士对虚拟环境需求的增加,其重要性日益凸显。虚拟环境无障碍的目标是为所有人提供平等和无障碍的虚拟环境使用体验,但是一些误解的存在,可能会影响对虚拟环境无障碍的认识和推广。

​​​​​​​2.1误解 1:虚拟环境无障碍只涉及视觉障碍者

事实上,虚拟环境无障碍的范围远不止视觉障碍者。它还包括对听觉障碍者、运动障碍者、认知障碍者以及老年人等不同群体的考虑和适配。

比如,认知障碍者可能会发现,虚拟环境中的导航和定位非常困难,尤其是对于那些需要记忆路径或需要进行多任务操作的场景。此外,他们可能会发现虚拟环境中的语言和图形信息难以理解,尤其是那些需要推理和抽象思维的内容。虚拟环境的一些特殊设计因素可能会对某些人的视觉和神经系统产生负面影响,例如快速闪烁的光、高饱和度和浓烈的色彩等。对于某些人来说,这些因素可能会导致视觉疲劳、头痛、晕眩或其他不适症状,甚至引发癫痫等症状。对于其他障碍者来说,他们可能会发现虚拟环境中的刺激过于强烈,难以集中注意力,或者太过单调乏味,难以引起兴趣和关注。

因此,在虚拟环境设计中,需要考虑到用户的心理健康和生理健康问题,避免使用过于刺激性的设计元素。此外,为了确保用户的健康和安全,应该进行系统的无障碍测试和评估,以确保设计符合相关标准和指南。如果用户出现任何不适症状,应该及时停止使用,并咨询医生的建议。

​​​​​​​2.2误解 2:虚拟环境无障碍只是加入一些辅助功能

虚拟环境无障碍不只是简单地添加一些辅助功能,而是需要从设计和开发的各个方面考虑无障碍因素,包括交互方式、导航方式、信息展示等方面,有可能是架构层级的修改,并需要推动整个生态的改善。这意味着虚拟环境应该具有灵活性和可配置性,以满足不同用户的需求。此外虚拟环境的管理员和开发人员需要接受培训,了解如何设计、开发和维护无障碍虚拟环境平台。同时,用户也需要接受培训,以了解如何使用平台的无障碍功能。

虚拟环境无障碍是动态变化的,虚拟环境的管理员和开发人员应该积极寻求用户反馈,并根据反馈进行改进。只有通过积极的反馈机制,才能不断改进虚拟环境平台的无障碍功能。因此,虚拟环境无障碍需要全方位的努力,包括设计、技术实现、培训和教育以及社区反馈等多个方面。需要采用一种综合性的方法,包括从设计初期开始考虑无障碍、测试和验证无障碍功能以及确保开发团队具备无障碍设计技能等。这需要整个团队的合作和努力,简单地添加一些辅助功能是不够的,需要从根本上改变虚拟环境平台的设计和实现方式,以确保每个用户都能够平等地参与其中。

​​​​​​​2.3误解 3:虚拟环境无障碍会降低性能和体验

这个误解可能源于认为无障碍适配会增加虚拟环境的复杂度和成本。但事实上,无障碍适配可以提高虚拟环境的可用性和无障碍水平,进而提高性能和用户体验。这是因为无障碍设计通常涉及许多方面,例如增强交互性和可用性,提升信息的无障碍程度,以及增强可配置性,增加自定义选项等。增强交互性和可用性通常会提高虚拟环境的性能和用户体验。例如,添加语音控制功能可以使用户更快速和直接地进行操作,而不需要在键盘和鼠标上移动和点击。此外,增强可配置性和添加自定义选项,可以使用户根据自己的需要和喜好进行自定义设置,从而改善用户体验。提升信息的无障碍程度通常可以提升虚拟环境的可用性和用户友好性,同时不会降低虚拟环境的系统性能。例如为视力障碍用户增加音频功能、支持屏幕阅读器接口等措施,可以提升其在虚拟环境中的体验,同时也有助于改善其他有需要的用户的体验。虚拟环境无障碍建设会使虚拟环境更具包容性和可访问性。因此,在设计和开发虚拟环境时,应始终注重无障碍设计,以最小的复杂度和成本实现最大的无障碍水平和包容性。

​​​​​​​2.4误解 4:虚拟环境无障碍只对残障人士有益

实际上,虚拟环境无障碍可以提高环境的包容性,为所有人提供平等的机会和体验。这不仅对残障人士有益,还有益于老年人、儿童、身体不便或行动不便的人以及其他人群,例如文化和语言不同的人群。虚拟环境无障碍可以促进交流和互动,任何人都可以参与虚拟环境中的活动和社交互动,无论他们身处何地、拥有何种能力或经济背景。还可以促进社交联系、交流和相互理解,有助于打破隔阂和促进社会融合,从而对整个社会产生积极影响。此外,虚拟环境无障碍可以提供更多的教育和工作机会。通过虚拟环境技术,人们可以获得在线教育、远程工作和虚拟培训的机会。这可以扩大接受教育范围,增加就业机会,促进经济增长和社会发展。因此,虚拟环境无障碍不仅对残障人士有益,还有助于提高包容性、加强交流、推动社会融合以及促进经济发展。

虚拟环境无障碍是一个需要全面考虑的设计和开发过程,并且其影响远不止于残障人士。只有充分认识和理解虚拟环境无障碍的真正含义和价值,才能够更好地推进其发展。

3.虚拟环境无障碍的意义和价值

虚拟环境问题是智能时代伴随而来的新问题。文献[12] 指出,“我们有幸身处两个平行世界将要交相辉映的历史性时刻,一个是我们熟悉的物理世界,它不会消亡、也不会萎缩;另一个是混沌初起的虚拟世界,它向我们走来,但还模模糊糊。如果你愿意,可以拒绝进入虚拟世界,但你的生活会有许多不方便;2025 年以后出生的人,会觉得虚拟世界的一切是那么自然和熟悉”,因为虚拟环境是既能满足绝大多数人的大部分精神需求,又能减少物理资源消耗的方案。虚拟环境的重要功能是提供这样一种人与机器的交互界面,促进人工智能突破性进展。虚拟环境作为一个虚拟的、基于人工智能技术的多维度、跨平台的数字世界,它将现实世界和虚拟世界相融合,人们可以在其中进行虚拟社交、虚拟交易、虚拟工作、虚拟娱乐等各种活动。未来学家托夫勒在 20 世纪 80 年代曾提出“产消合一者” [13](Prosumer)的概念,2006年又在《财富的革命》 [14] 一书中再次强调:“产消合一”,生产者与消费者界限日益模糊。随着大多数人基本的生理需求、安全需求以及社会需求(如归属感、友谊、爱情)的满足,更多的人开始追求个性化需求,增强“我在”的独特感,市场朝着小众化发展。为更好地满足消费者的需求,减少中间环节,市场出现了 C2M(Customerto-Manufacturer)的定制化模式 [15],用户因为有着极强的参与感,往往成为忠实的粉丝(例如具有参与感的小米手机用户)。而虚拟环境以其数字化的特征,更容易实现人的创意、创新的想法,如果加上元宇宙基础技术——区块链——的信任和激励,可以预见,产消合一,甚至消费者集生产者、宣传者(内容渠道分发或传播)、研发者、投资者等多种角色为一身,将在以元宇宙为代表的虚拟环境里成为常态。1995 年 10 月 23 日,科学家钱学森先生预言:“未来的人工智能工作是人机结合的一项‘大成智慧’工程!”,并认为“能大大扩展人脑的知觉,使人进入前所未有的新天地”,这是因为虚拟环境汇集了信息革命、互联网革命以及人工智能革命的成果,并应用了虚拟现实、增强现实、混合现实(Mixed Reality,MR)、拟真现实(Emulated Reality,ER)、游戏引擎等创新技术,向人类展现出构建与传统物理世界平行的全息数字世界的可能性,为人类社会实现最终数字化转型提供了新的路径,元宇宙作为现实世界的一种虚拟映射,也存在经济系统、社交系统等社会系统,用户在进入元宇宙时,不仅可以获得感官上的延伸感、沉浸感,而且能够在其中获得工作、购物、社交等社会性体验,被认为是“下一代互联网”或“互联网的终极形态”。

早期的虚拟环境主要应用于军事、航空航天等领域,用于模拟飞行、驾驶、战斗等场景。20世纪 90 年代,虚拟现实技术的出现使得虚拟环境的应用范围得到了扩大,开始应用于游戏、医学、工业设计等领域。但是这些虚拟环境的主要用户为专业人士,所以设计者没有充分考虑到各种用户的不同需求和能力。近年来,随着计算机技术和网络技术的快速发展,虚拟环境也得到了更快的发展 , 基于云计算、大数据、人工智能等技术的虚拟环境应用逐渐成为热点。比如,虚拟现实技术已经广泛应用于游戏、娱乐、教育等领域,增强现实技术则用于提升实物场景的互动体验。另外,虚拟社交平台、虚拟购物平台等新型虚拟环境的应用也开始崭露头角。受众群体开始扩大,由于虚拟环境的设计主要关注的是技术实现和用户体验,而忽略了用户群体的多样性和需求的不同。这使得一些用户,如视障人士、听障人士、肢体残障人士等,在虚拟环境中面临许多无法克服的障碍,无法享受到与其他用户一样的体验,于是无障碍问题的重要性开始得到关注,设计者和开发者开始关注无障碍设计,为所有用户提供更加平等和友好的虚拟环境体验。与信息无障碍问题相比,虚拟环境无障碍问题主要是由虚拟环境的特殊性质引起的。相对于现实环境,虚拟环境存在以下特点。

​​​​​​​3.1技术复杂性

虚拟环境的构建和实现需要各种技术手段和工具,包括计算机图形学、虚拟现实技术、游戏引擎等,这些技术对于普通用户来说较为复杂,需要具有一定的技术背景和能力才能运用和掌握。当然,由于智能时代的赋能,虚拟环境还具备智能化和自适应性,以满足不同用户的需求。这需要使用人工智能、机器学习、自然语言处理等技术,以实现智能化的用户界面、智能化的交互和自适应的功能。但虚拟环境仍需要集成多种不同的技术和系统及满足复杂的需求。

​​​​​​​3.2多样性和动态性

以元宇宙为代表的虚拟环境是一个高度互联的虚拟世界,其中包含各种虚拟场景、虚拟资产、虚拟人物和虚拟事件,其类型和形式非常多样化,不同的虚拟环境有着不同的特点和设计目的,随着技术的发展,虚拟环境的形式和特性也在不断变化。此外,虚拟环境也具有很强的动态性,即虚拟环境中的内容和元素随着时间的推移会不断变化和演进,同时,虚拟环境中的用户和组织也在不断地进行交互和合作,因此可以带来更多的变化和创新。

​​​​​​​3.3缺乏标准化

与现实环境不同,虚拟环境缺乏一致的标准和规范,各种虚拟环境的设计和实现方式也不尽相同。虚拟环境往往是由不同的开发者和组织创建和管理的,因此它们的格式、结构和交互方式都可能存在差异。这导致在不同的虚拟环境平台之间进行数据共享和交互时存在一定的困难。此外,由于不同的虚拟环境往往使用不同的协议、接口和交互方式等,因此在不同的虚拟环境平台之间进行交互和确保兼容性等方面都面临一定的挑战。这就使得虚拟环境无障碍问题更加复杂,需要在不同的环境中采取不同的解决方法。

基于以上特点,虚拟环境无障碍问题的出现与设计者和开发者在虚拟环境构建和实现过程中经验和能力的不足、态度的忽视密切相关。比如,虚拟环境的设计者和开发者可能没有充分考虑残障人士的需求和使用方式,没有在设计中考虑无障碍原则和技术;也可能在实现过程中没有使用符合无障碍标准的工具和技术,或者没有充分测试和验证无障碍水平。因此,需要在虚拟环境的设计、开发、测试和实现过程中充分考虑残障人士的需求和使用方式,采用无障碍设计和实践原则,遵循相关标准和规范,确保虚拟环境的无障碍建设。

4.虚拟环境无障碍的实现路径

为了促进虚拟环境的无障碍建设,我们可以采取加强无障碍技术和工具的研究和开发、制定相关法规和标准、加强宣传和教育、推广无障碍设计理念等传统的信息无障碍技术手段,但是,与物理环境不同,虚拟环境是一个数字世界,它存在一些特殊的挑战和障碍,要做到虚拟环境无障碍,需要从多个方面考虑和实践。

​​​​​​​4.1充分考虑多种障碍

虚拟环境无障碍设计是实现虚拟环境无障碍的重要因素,需要充分考虑多种障碍群体的需求和能力,包括视觉、听觉、运动、认知等方面的障碍。与传统的信息无障碍设计相比,虚拟环境的特殊之处在于它是多维的,相对于传统的无障碍设计,虚拟环境具有更多的维度,除了传统的深度、高度和宽度,还有时间、情感、社交、数据、自定义等维度。虚拟环境的多维度特性提供了更丰富、更具沉浸感和交互性的体验,使用户能够在虚拟世界中获得更多的信息、感知和参与。这种扩展的维度可以通过各种技术手段和创新来实现,包括虚拟现实、增强现实、人工智能等。因此,虚拟环境的无障碍设计需要考虑到一些额外的维度,以确保用户可以获得所有必要的信息。例如,运动障碍可能会影响用户的交互和体验,视觉障碍可能会使一些虚拟场景无法被感知,听力障碍可能会导致一些虚拟事件无法被理解,而认知障碍可能会使得一些虚拟资产和信息难以被理解。此外,智能时代新平台和新工具不断涌现,这些虚拟环境的产品特征差异较大,可能会引起不同的认知障碍,需要通过语音识别、自然语言处理等技术,提供更加个性化、易于理解的服务,帮助认知障碍用户在虚拟环境中进行更加便捷和自由的交流和使用。同时,人工智能技术还可以根据用户的需求和使用习惯,自动推荐和优化服务,提升无障碍服务的质量和效率。

无障碍设计可以通过相应的辅助技术和设计策略来设计出对所有用户都平等和友好的虚拟环境,帮助这些用户获得更好的体验,让他们能够更自由地在虚拟环境中进行交互和探索。同时,设计者需要尽可能地考虑和满足多种障碍需求,以确保所有人都能够获得同等水平的使用体验。这不仅可以帮助用户克服不同类型的障碍,享受到虚拟环境带来的乐趣和便利,也可以扩大虚拟环境的用户群体和市场规模,促进虚拟环境的发展和普及。

​​​​​​​4.2提供多种交互方式

虚拟环境是一个虚拟的数字空间,它将现实世界和虚拟世界融合在一起,提供了许多各种各样的虚拟场景和交互方式来满足不同人的需求和喜好。例如,有些人更喜欢使用语音交互,有些人更喜欢使用手势交互,有些人则更喜欢使用游戏手柄,以及随着技术发展逐渐成熟的脑机接口(Brain-computer interface, BCI) [16] 等。虚 拟 环 境需要满足各种用户的需求和偏好,让用户可以通过不同的方式与环境中的物体和对象进行交互。此外,不同交互方式具有不同的优势和劣势。虚拟现实可以提供更加逼真的场景和体验,但需要昂贵的设备和更高的技术;而触摸屏幕和键盘鼠标等传统的交互方式更加简单和易于使用,但可能会降低沉浸式体验效果;脑机接口可以给重度肢体或感知障碍人士提供更加真实的体验,但是其技术尚不够成熟,而且涉及隐私、神经安全等诸多问题[17]。因此,虚拟环境需要提供多种交互方式,以让用户根据自己的需求和偏好选择最适合自己的交互方式。

为了让虚拟环境更加包容、可访问和有竞争力,必须提供多种交互方式来满足不同人的需求和喜好,包括手势、语音、眼动、BCI 等方式。同时,虚拟环境是一个新兴的领域,需要加强技术创新。虚拟环境无障碍设计需要结合人工智能、增强现实等新技术,以满足残障人士的多样化需求。例如,可以利用语音识别、头部追踪、手势识别等技术来增强交互方式,以满足用户的需求和提高用户的体验,这也将成为虚拟环境企业之间竞争的关键因素之一。此外,虚拟环境内容与交互方式息息相关,内容应该尽可能包容和多样化,以满足不同用户的需求。例如,在虚拟现实游戏中,可以设计多种难度和多样化的游戏模式,以满足不同用户的需求。同时,虚拟环境中的内容也应该尽可能地反映社会多样性和文化多样性,以避免排斥某些用户。

​​​​​​​4.3提供易于导航的界面

以元宇宙为代表的虚拟环境是一个由各种虚拟场景和数字内容构成的虚拟世界,它的规模和复杂度往往比现实世界更加庞大和复杂。为了让用户能够方便地找到自己需要的内容和场景,虚拟环境无障碍需要提供易于导航的界面,例如明确的菜单、标签和按钮,这可以帮助残障人士更容易地找到所需信息和功能。虚拟环境的虚拟场景往往非常多,而且它们之间往往有很多的连接和交互。如果没有良好的导航界面,用户可能很难找到自己想要的场景和内容,从而降低用户的体验和参与度。同时虚拟环境的虚拟场景和数字内容往往是多维度的,比如时间、情感、社交等等。如果没有好的导航界面,用户可能无法方便地切换和浏览不同的维度,从而无法全面了解虚拟环境的整体环境和具体信息。

有的老年人、残障人士等特殊群体用户可能没有太多的数字技术经验或者存在身体能力受限,他们需要更加简单和易于使用的导航界面来帮助他们浏览和探索虚拟环境。如果他们不能方便地找到自己需要的内容,就会降低使用体验和满意度。此外,虚拟环境是一个互动性很强的虚拟空间,用户需要与其他用户和虚拟场景进行互动。如果用户无法方便地找到自己想要的虚拟场景或其他用户,就会减少互动性和社交性。提供易于导航的界面可以让用户更轻松地找到自己想要的场景和其他用户,从而增加互动性和社交性。

​​​​​​​4.4考虑不同设备和平台的兼容性

虚拟环境可以在不同的设备上运行,包括计算机、手机、平板电脑等。考虑到不同的设备和平台有不同的硬件和软件规格、操作系统、网络环境,这些差异会影响到用户在虚拟环境中的体验和互动效果。例如,某些用户可能需要借助屏幕阅读器或语音识别软件访问虚拟环境,而这些软件可能只能在特定的操作系统或设备上运行。如果虚拟环境的设备或平台不能运行这些软件或工具,就会限制用户的选择和使用,从而降低用户的满意度和体验。随着人工智能的迅猛发展和不断普及,例如MidJourney[18]、ChatGPT[19]、GPT-4[20] 相继推出,无障碍的范围正在逐步扩大,新平台和新工具的使用障碍也是需要考虑的问题。例如,对于老年人和不熟悉数字化技术的人群,他们可能会遇到使用新平台和新工具的困难。可以通过推出一些适合老年人和不熟悉数字化技术的人群使用的产品和服务,如老人机等,进一步提高无障碍服务的覆盖面和质量。

虚拟环境无障碍需要考虑不同设备和平台的兼容性,以确保残障人士能够在不同的设备和平台上访问和使用虚拟环境,能够获得所有必要的信息。这需要虚拟环境开发者在设计和开发过程中,考虑到不同设备和平台的差异性,采用相应的技术和策略,以确保虚拟环境的兼容性和可用性。

​​​​​​​4.5进行无障碍测试和评估

虚拟环境可以模拟各种现实场景,包括城市、森林、建筑物等。因此,虚拟环境无障碍需要进行无障碍测试和评估,以确保设计和实现的无障碍适配措施符合标准和要求,并能够真正提高可用性和无障碍水平,以确保用户可以在任何场景下都能够获得所有必要的信息。在无障碍测试和评估过程中,会对虚拟环境的界面、交互、视觉效果等方面进行全面的测试和评估,以检测是否存在无法访问、难以操作、信息不明确、排版混乱等问题,并提出改进建议,以确保虚拟环境的无障碍建设和用户体验。同时,无障碍测试和评估还可以为虚拟环境开发者提供指导和建议,使其更好地了解和满足不同用户群体的需求和特点,从而提高虚拟环境的普适性和用户友好性,进一步提高数字包容性,确保所有人能够平等参与数字化社会,消除数字鸿沟,同时也推动数字化发展,利用数字技术推动社会进步和经济增长,促进数字经济的发展和社会的数字化转型。

总之,虚拟环境无障碍,需要全面、系统地考虑无障碍设计和实践,并采取适当的措施来确保所有用户都能够平等地使用虚拟环境。这需要开发者和设计者对残障人士的需求有深入的了解和认识,同时也需要他们对无障碍技术和标准有充分的了解和应用。同时,还需要全社会的支持和关注,促进无障碍设计和实践的发展。

​​​​​​​4.6营造有利于虚拟环境无障碍的生态和氛围

为了营造有利于虚拟环境无障碍的生态和氛围,需要采取多种措施。首先,有关部门可以制定相关的法律和规定,以确保虚拟环境的服务和设施实现无障碍。这些法律和规定应该覆盖各个方面,包括虚拟环境的网页设计、移动应用、游戏和虚拟现实等,还应包括对相应违法行为的处罚措施,以保护残障人士的权益和利益。其次,鼓励公益基金和慈善基金等组织支持无障碍虚拟环境建设,为相关技术的研发和推广提供资金支持。可以通过资助科研项目、提供奖励和奖学金等方式,吸引更多专业人士和机构参与到无障碍虚拟环境的研究和开发中来。同时,有关部门应积极与残疾人组织等建立联系,加强合作,共同推进无障碍虚拟环境的建设。此外,政府也可以通过国际组织和国际合作项目,与其他国家分享无障碍虚拟环境的最佳实践和经验,促进无障碍虚拟环境的全球推广。为了营造有利于虚拟环境无障碍的生态和氛围,政府应通过宣传教育、公共活动等多种方式,提高公众对无障碍虚拟环境的认知度和了解程度,引导公众对无障碍虚拟环境的认知和重视,鼓励更多人积极参与无障碍虚拟环境的建设和推广。有关部门可以通过资金、政策等方面支持技术研发和推广,鼓励虚拟环境开发者和服务提供者了解无障碍技术和服务的相关要求和标准,提高无障碍服务的能力和质量。

小结

虚拟环境无障碍是无障碍的一个具体应用领域,是无障碍设计和实践在虚拟环境中的体现。虚拟环境无障碍的实践,不仅能够提高残障人士的生活质量和融入度,也能够促进社会的包容性和平等,减少人与人之间的隔阂和差异。我们可以看到,无障碍虚拟环境能够提供一种新的交互方式和参与机会,改善残障人士的生活品质和社交参与度。反过来,虚拟环境无障碍需要先进的技术支持和创新,推动虚拟现实等相关技术的不断发展和创新。

虚拟环境中的无障碍问题比较复杂,涉及多个方面,首先,虚拟环境中的无障碍问题涉及用户的身体特征和能力。由于残障人士的身体特征和能力存在差异,他们在虚拟环境中的使用体验也会受到影响。其次,虚拟环境中的无障碍问题还涉及用户的认知特征和能力。不同用户的认知能力存在差异,一些用户可能需要更简单、更直观的界面和交互方式才能够理解和使用虚拟环境。最后,虚拟环境中的无障碍问题还涉及用户的文化特征和需求。虚拟环境是一个全球性的平台,用户来自不同的文化背景和地区,有着不同的文化特征和需求。在设计虚拟环境时,需要考虑到这些差异,并提供相应的支持,以确保所有用户都能够理解和使用虚拟环境。这就需要设计者和开发者在设计和开发过程中充分考虑到不同用户群体的需求和能力,以确保虚拟环境对所有用户都是平等和友好的。

因此,为了促进虚拟环境的无障碍建设,需要从设计、技术、内容、社会等多个方面入手,需要政府、企业、研究机构和个人等各方共同努力。政府可以制定相关的法规和标准,促进虚拟环境无障碍的发展。企业可以投资研发和生产无障碍虚拟环境的硬件和软件,推广无障碍虚拟环境的应用。研究机构可以开展相关的研究和探索,深入了解不同残障人士的需求和挑战,并提出相应的解决方案。个人也可以为实现虚拟环境无障碍出一份力。例如,我们可以通过参与残障人士的社群活动,与他们建立联系,了解他们的需求和难点,进而反馈给开发者和设计者。同时,我们也可以加强对无障碍环境的认知,提高对无障碍虚拟环境的重视和认识。这不仅可以为无障碍虚拟环境的发展做出贡献,还可以让我们更好地了解和尊重残障人士的权益和需求。通过多方面的措施,可以提高虚拟环境的无障碍水平,使得残障人士等弱势群体可以更好地享受数字化带来的便利和机会,确保虚拟环境可以为所有人服务,实现真正的包容和无障碍。

 

转自《残疾人研究》2023年第2

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