【摘 要】
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近年来,脑机接口（Brain-computer Interface,BCI）与虚拟现实（Virtual Reality,VR）技术成为国内外研究与应用热点,将BCI与VR相结合可以实现优势互补,BCI为VR提供了新的交互方式,VR为BCI提供了高沉浸感的情境,因此BCI-VR系统具有广阔的研究价值与应用前景。同时,在教育领域尤其是在儿童教育上,鲜少有BCIVR应用落地。因此,本文将基于脑电（ele
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近年来,脑机接口（Brain-computer Interface,BCI）与虚拟现实（Virtual Reality,VR）技术成为国内外研究与应用热点,将BCI与VR相结合可以实现优势互补,BCI为VR提供了新的交互方式,VR为BCI提供了高沉浸感的情境,因此BCI-VR系统具有广阔的研究价值与应用前景。同时,在教育领域尤其是在儿童教育上,鲜少有BCIVR应用落地。因此,本文将基于脑电（electroencephalogram,EEG）的虚拟现实交互方式应用在儿童教育游戏上,设计了基于P300的虚拟现实儿童教育游戏,并对游戏中的注意力水平进行测试。本文的主要工作如下:（1）使用Unity引擎搭建了一个虚拟现实儿童教育游戏场景,包含三个益智类游戏,分别设计了他们的场景交互与具体玩法流程,并通过动画制作与粒子系统丰富了场景细节,提供给用户更生动有趣、更具激励性的虚拟交互与反馈,增加用户沉浸感。（2）设计了基于P300的虚拟现实儿童教育游戏系统,实现利用P300信号对VR游戏场景的控制,同时提出了一种针对虚拟现实环境的基于3D粒子特效的新型P300刺激范式。这种范式的闪烁刺激包括按钮形状、大小、颜色、深度信息的变化,且伴随动态动画效果。本文设计了对比实验,比较2D范式、3D范式、粒子3D范式诱发P300信号的强度及基于这三种范式的P300系统性能差异。结果显示,粒子3D范式能够诱发更强的P300信号,且基于粒子3D范式的P300系统在各性能指标上有更好的表现,证明粒子3D范式能够提高P300系统性能。（3）对虚拟现实游戏中的被试者注意力水平进行测试,设计了注意力分类实验,使用舒尔特方格范式收集被试者在不同注意状态下的脑电信号作为标准数据集,用于训练注意力水平的分类模型。设计了研究虚拟现实游戏对注意力影响的实验,使用本文搭建的虚拟现实儿童教育游戏,通过统计学相关方法分析被试者在VR与2D游戏环境中的注意脑电数据。结果显示,在VR游戏环境中被试者的注意分值普遍高于2D游戏、且变化相对稳定,通过配对样本t检验方法证明注意分值与游戏环境具有显著相关性,在统计学意义上证明虚拟现实游戏对注意力有积极影响。
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富营养化是城市水体存在的重要环境问题，城市的河湖生态系统一般都是温室气体重要的源，治理城市水体富营养化和减少温室气体排放是解决城市生态环境问题的迫切需求。为了深刻理解富营养化对城市水体温室气体排放通量的影响，文章通过文献研究和数据再分析，综述了水体富营养化状态下碳、氮、磷等营养盐指标和水质指标对城市水体温室气体总增温潜势和水-气界面温室气体（CO2、CH4、N2O）排放通量的影响。结果表明：城市水
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结构色是光与微纳米结构相互作用所产生的颜色,因其不含着色剂、不易褪色等特点,在众多领域特别是颜色显示领域有很大的发展前景。通常,研究者是在玻璃或者织物表面研究光子晶体结构色的制备及应用,很少有人尝试将结构色应用到其他基材如木材、复合板等基材上。本论文拟在硅酸钙板（CSB）上制备和研究结构色涂层。因干扰光的存在,仅由聚苯乙烯（PS）或二氧化硅等微球制备的结构色涂层颜色泛白、对比度低。同时微球在自组装
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脑机接口（brain-computer interface,BCI）使用大脑活动产生的电信号作为人与计算机之间交流的媒介,使用户能够通过大脑活动操作不受外周神经或肌肉控制的外部设备。对于受到严重脑损伤或因其他疾病导致丧失某些功能的患者,脑机接口技术的应用将为其生活带来巨大的改变,尤其在临床的诊断与治疗方面有着重大意义。因此,本文的工作重点是研究适用于临床患者的脑机接口系统,并将其应用于意识障碍患者
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