Виртуальная реальность

Виртуальная реальность

Виртуáльная реáльность (virtual reality, VR) — (виртуальное окружение, киберпространство), иллюзия присутствия в динамическом объёмном окружении, создаваемая у человека с помощью аппаратно-программных средств, например компьютерной графики, акустических и тактильных средств предъявления информации и сигналов обратной связи о собственных движениях .

Виртуальная реальность применяется во многих сферах жизнедеятельности.

Свойства виртуальной реальности

В словаре-справочнике Сбер Университет выделяют следующие свойства:

1. Порождённость. Виртуальная реальность производится другой, внешней к ней реальностью.
2. Актуальность. Существует актуально, в момент наблюдения, здесь и сейчас.
3. Автономность. Имеет свои законы бытия, времени и пространства.
4. Интерактивность. Может взаимодействовать с другими реальностями, тем не менее обладая независимостью.

Виды применения виртуальной реальности

Архитектура и градопланирование. Благодаря технологии проектировщики получили возможность демонстрации концепции не в плоском двумерном изображении (на чертежах или презентациях), а в объёмной визуализации.

Промышленность и добыча полезных ископаемых. Технология виртуальной реальности применяется в автомобилестроении для проведения краш-тестов, в производстве —для визуализации процессов сборки, моделировании процесса добычи полезных ископаемых.

Эксплуатация и обучение персонала. Обширная сфера применения для отработки поведения в различных ситуациях, применяется для обучении пилотов, медработников, полицейских.

Искусство и массовые мероприятия. Многие музеи мира предлагают виртуальные экскурсии для знакомства со своими экспозициями, можно стать зрителем на виртуальном концерте.

Туризм. Для популяризации туристических маршрутов разрабатываются виртуальные экскурсии.

Спортивные мероприятия. Виртуальные тренажеры способствуют погружению в тренировочный процесс благодаря моделированию спортивных ситуаций.

Образование. Разработанный образовательный контент способствует проведению сложных или опасных лабораторных работ по естественнонаучным дисциплинам, возможности посещения труднодоступных мест (например, космоса), участию в реконструкции исторических событий и многое другое.

Виды приложений виртуальной реальности

Выделяют два основных вида приложений для технологии виртуальной реальности:

1. Неиммерсивные (без погружения), виртуальный мир представлен на экране компьютера;
2. Иммерсивные, которые полностью погружают пользователей в виртуальный мир, например, с помощью очков 3D-реальности. Обычно виртуальность ограничивается тем, что пользователь видит, слышит и, в редких случаях, ощущает её тактильно. Запах и вкус на данный момент нашли весьма ограниченное применение в иммерсивных технологиях.

Эффективными в использовании VR-технологий можно считать методики обучения, позволяющие ставить учеников перед реальной ситуацией, которую они должны решить, используя приобретенные теоретические знания.

Категории активностей пользователя в виртуальной среде

Так как технология виртуальной реальности предполагает частичное или полное погружение пользователя в виртуальную среду, существует множество особенностей организации данного вида человеко-машинного взаимодействия, которые следуют из возможностей органов чувств человека. Это объясняется тем, что, когда пользователь находится в виртуальной среде, ему приходится с ней взаимодействовать.

В подобном взаимодействии выделяют элементарные, сенсомоторные и когнитивные активности. В целом, действия пользователя при взаимодействии с виртуальной средой можно сгруппировать по четырем категориям: наблюдение за виртуальным миром; перемещение в виртуальном мире; воздействие на виртуальный мир; общение с другими пользователями, виртуальным миром или с приложением.

Преимущества использования технологии виртуальной реальности в образовании

Технологии виртуальной реальности обладают следующими преимуществами:

1. Видимость, поскольку виртуальная реальность позволяет детально изучать объекты.
2. Высокая вовлеченность обучающихся в образовательный процесс
3. Безопасность – в приложениях виртуальной реальности можно практиковать невозможные и небезопасные эксперименты, лабораторные опыты.
4. Непринуждённость в обучении приводит к повышению внутренней мотивации обучающихся и стимулирует их желание осваивать новое.

Принцип наглядности — основной фактор, способствующий использованию технологий виртуальной реальности в обучении. В основе обучения с использованием виртуальной реальности лежит технологии погружения – виртуального расширения реальности, позволяющего лучше воспринимать и понимать окружающую действительность.

Техническое оснащение

Для использования VR-приложений понадобится шлем виртуальной реальности, для каждой модели есть определенная специфика настройки устройств.

Техника безопасности состоит из нескольких позиций:

До использования VR-шлема нужно понять, что погружение в виртуальную реальность влияет на восприятие мира. VR-шлем погружает в вымышленное пространство, которое воспринимается, как реальное. Важно понимать, что чувства головокружения, тошноты и дезориентации, вызванные использованием шлема, обусловлены тем, как мозг реагирует на изображение. Когда шлем снят, неприятные ощущения проходят. Безопаснее всего использовать шлем сидя в кресле, на диване или на надежном, не крутящемся стуле. Обязательно необходимо убрать вещи, которые можно задеть неосторожным движением. Недопустимо присутствие в помещении животных и маленьких детей. Обычно варианты VR-шлемов пригодны для использования вместе с обычными очками. Перед погружением в виртуальную реальность необходимо убедиться, что шлем удобно сидит на голове, а кабели не мешают движениям. Крепления затягиваются, чтобы исключить нежелательные смещения шлема во время использования. В противном случае прыгающая картинка вызовет головокружение, тошноту и головную боль.

Общий принцип работы с контроллерами предполагает использование нескольких функциональных кнопок: кнопка для выбора меню приложения; сенсорная панель для телепортации в пространстве; кнопка системная (для настройки работы системы); курок для захвата предмета в виртуальном пространстве. В инструкции к VR-системе обычно представлено подробное описание функционала использования функциональных кнопок.

Бесплатные VR-приложения для образовательных целей

1. The Lab — приложение для освоения возможностей виртуальной реальности. Приложение предлагает несколько вариантов работы, которые могут фрагментарно использоваться на разных дисциплинах:
   • открытки – посещение экзотических отдаленных мест планеты (география);
   • проекция человека – изучение модели, созданной с помощью рентгеновских снимков (анатомия и физиология);
   • мастерская – программа для починки робота (технология);
   • стрельба из лука – использование стрельбы из лука по мишеням (физическая культура);
   • Солнечная система – модель солнечной системы с сохранением параметров объектов (астрономия).
2. Cosmic Sugar — это программа, реализующая вариант визуализации взаимодействия двух элементарных частиц. Может быть использовано для объяснений элементарных взаимодействий ядерной физики.
3. PING PONG LEAGUE — это игра в настольный теннис в виртуальной реальности, в которой можно почувствовать себя спортсменом на настоящем матче, подбрасывая и подавая мяч, и отбивая его в другом направлении, регулируя угол наклона ракетки.
4. Home A VR Spacewalk осуществляется выход в открытый космос в виртуальной реальности, программа создана по подобию учебной программы НАСА, в ней отражен опыт ее астронавтов.
5. Perspectives Paradise предлагает почувствовать факторы воздействия ядерного взрыва, находясь в 10 километрах от эпицентра. В программе подробно представлена реализация структуры и последствий термоядерного взрыва. Есть возможность прогулки по хранилищу радиоактивных отходов и встрече с людьми, которые живут в бывшем полигоне ядерных испытаний.
6. The Body VR: Journey Inside a Cell — экскурсия внутрь человеческого тела, пользователь отправляется в путешествие по кровотоку, где можно увидеть, как клетки крови распределяют кислород по всему телу. Есть возможность войти в одну из миллиардов живых клеток нашего тела и узнать, как органеллы работают вместе, чтобы бороться со смертельными вирусами.
7. Open Brush — это приложение, которое позволяет рисовать в 3D-пространстве с помощью виртуальной реальности. С его помощью можно раскрыть свой творческий потенциал с помощью трёхмерных мазков кисти, выбирая из широкой палитры кистей, включая звёзды, свет и даже огонь.