Віртуальна реальність: принципи роботи та переваги для навчання
Віртуальна реальність (ВР, virtual reality, VR, штучна реальність) – створений технічними засобами світ, який передається людині через його відчуття: зір, слух, дотик та інші. Віртуальна реальність – ілюзія дійсності, створювана за допомогою комп’ютерних систем, які забезпечують зорові, звукові та інші відчуття.
Сфери використання віртуальної реальності:
- Навчання — моделювання складної чи небезпечної діяльності, наприклад, керування транспортом, хірургічних операцій.
- Наука — візуалізація внутрішньої будови об’єктів, молекулярних і атомних структур. Зокрема в медицині віртуальна реальність забезпечує дистанційне і точне керування інструментами.
- Дизайн — побудова й редагування тривимірних моделей механізмів, споруд тощо; симуляція та дослідження різних впливів на них.
- Розваги — віртуальні тури, екскурсії, відеоігри з ефектом занурення в ігровий світ
- Військова сфера – тренування пілотів, водіїв, операторів, підрозділів з імітацією збройних сутичок тощо.
Як працює технологія VR
Найпоширенішим засобом занурення у віртуальну реальність є спеціалізовані шоломи / окуляри. На розташований перед очима користувача дисплей виводиться відео в форматі 3D. Прикріплені до корпусу гіроскоп і акселерометр відстежують повороти голови і передають дані в обчислювальну систему, яка змінює зображення на дисплеї в залежності від показань датчиків. В результаті користувач має можливість «озирнутися» всередині віртуальної реальності і відчути себе в ній, як в реальному світі.
VR-окуляри — це спеціалізований пристрій, здатний симулювати різноманітні аудіовізуальні тривимірні простори. Складається з пластикового (рідше картонного) корпусу, екрана з перегородкою та асферичних лінз, які й фокусують зображення. Ефект присутності створюється завдяки передачі адаптивної картинки на кожне око окремо й відслідковування всіх рухів голови датчиком-гіроскопом та акселерометром.
Для повноцінної взаємодії користувача з елементами віртуальної реальності використовується додаткове оснащення:
- магнітометр — своєрідний компас, що поліпшує орієнтацію у 3D-просторі;
- магнітна кнопка — розширює можливості користувача під час гри (наприклад, може слугувати курком у стрілянинах або прискорювачем швидкості в автоперегонах);
- контролер руху — дозволяє користувачу брати безпосередню участь у грі та взаємодіяти з об’єктами;
- пульт — дозволяє керувати вбудованим відеоплеєром та значно розширює функціонал VR-окулярів;
- навушники — забезпечують повне «занурення» у віртуальну реальність;
- мікрофон — дозволяє вводити інформацію голосом та спілкуватися з іншими користувачами;
- зовнішні датчики орієнтації в просторі — розміщуються в кутах кімнати для кращого відслідковування переміщень у віртуальній реальності.
Як вибрати VR-окуляри?
Сьогодні на ринку представлено орієнтовно 1000 моделей VR-окулярів, тому вибрати є з чого. За призначенням усі вони поділяються на 4 типи:
- VR-окуляри для смартфонів;
- VR-окуляри для ПК та ноутбуків;
- VR-окуляри для ігрових приставок;
- автономні VR-окуляри.
Розглянемо їхні особливості детальніше.
VR-окуляри для смартфонів
В окулярах віртуальної реальності для смартфонів роль екрана грає дисплей мобільного пристрою, який вставляється в корпус. Вони чудово підходять для перегляду 3D-фільмів, мобільних ігор у режимі VR (наприклад, Minecraft, Real Recing 3, Need For Speed Shift, GTA Vice City) та комп’ютерних додатків із тривимірним зображенням.
Особливості:
- працюють лише зі смартфоном (є універсальні моделі — наприклад, VR BOX 2.0, які підтримують більшість сучасних смартфонів, та брендові — наприклад, Samsung Gear VR, які підходять флагманським моделям виробника);
- якість зображення залежить від розширення та матриці дисплея смартфона (відповідно: чим кращий екран мобільного пристрою, тим яскравіше перебування у віртуальній реальності);
- придатні для комп’ютерних ігор через USB-підключення до ПК.
Переваги:
- мобільні (можна брати із собою в подорож або до друзів на вечірку);
- не потребують наявності потужного персонального комп’ютера;
- доступні за ціною.
Переваги використання віртуальної реальності в навчанні:
Наочність. У віртуальному просторі без перешкод можна деталізовано розглянути будь-який процес або об’єкт, що значно цікавіше, ніж дивитися на картинки у підручнику. Наприклад, можна вивчити будову тіла, познайомитись з підводним світом, зануритись у вулкан тощо. Цей спосіб пізнання світу стане незамінним під час вивчення складних процесів і явищ в межах STEM-проєктів.
Зосередженість. У віртуальному середовищі людина не відволікатиметься на зовнішні подразники, що дасть змогу повністю сфокусуватися на матеріалі.
Максимальне залучення. Технології віртуальної реальності надають можливість повністю контролювати та змінювати сценарій подій. Учень може стати свідком історичних подій, власноруч провести дослід з фізики чи хімії або ж вирішити задачу в ігровій та доступній для розуміння формі.
Безпека. За допомогою VR та AR технологій можна провести складну операцію, керувати спорткаром або навіть космічним шатлом, провести дослід з небезпечними хімічними речовинами і при цьому не завдати шкоди ні собі, ні оточенню.
Віртуальна реальність (ВР, virtual reality, VR, штучна реальність) – створений технічними засобами світ, який передається людині через його відчуття: зір, слух, дотик та інші. Віртуальна реальність – ілюзія дійсності, створювана за допомогою комп’ютерних систем, які забезпечують зорові, звукові та інші відчуття.
Сфери використання віртуальної реальності:
- Навчання — моделювання складної чи небезпечної діяльності, наприклад, керування транспортом, хірургічних операцій.
- Наука — візуалізація внутрішньої будови об’єктів, молекулярних і атомних структур. Зокрема в медицині віртуальна реальність забезпечує дистанційне і точне керування інструментами.
- Дизайн — побудова й редагування тривимірних моделей механізмів, споруд тощо; симуляція та дослідження різних впливів на них.
- Розваги — віртуальні тури, екскурсії, відеоігри з ефектом занурення в ігровий світ
- Військова сфера – тренування пілотів, водіїв, операторів, підрозділів з імітацією збройних сутичок тощо.
Як працює технологія VR
Найпоширенішим засобом занурення у віртуальну реальність є спеціалізовані шоломи / окуляри. На розташований перед очима користувача дисплей виводиться відео в форматі 3D. Прикріплені до корпусу гіроскоп і акселерометр відстежують повороти голови і передають дані в обчислювальну систему, яка змінює зображення на дисплеї в залежності від показань датчиків. В результаті користувач має можливість «озирнутися» всередині віртуальної реальності і відчути себе в ній, як в реальному світі.
VR-окуляри — це спеціалізований пристрій, здатний симулювати різноманітні аудіовізуальні тривимірні простори. Складається з пластикового (рідше картонного) корпусу, екрана з перегородкою та асферичних лінз, які й фокусують зображення. Ефект присутності створюється завдяки передачі адаптивної картинки на кожне око окремо й відслідковування всіх рухів голови датчиком-гіроскопом та акселерометром.
Для повноцінної взаємодії користувача з елементами віртуальної реальності використовується додаткове оснащення:
- магнітометр — своєрідний компас, що поліпшує орієнтацію у 3D-просторі;
- магнітна кнопка — розширює можливості користувача під час гри (наприклад, може слугувати курком у стрілянинах або прискорювачем швидкості в автоперегонах);
- контролер руху — дозволяє користувачу брати безпосередню участь у грі та взаємодіяти з об’єктами;
- пульт — дозволяє керувати вбудованим відеоплеєром та значно розширює функціонал VR-окулярів;
- навушники — забезпечують повне «занурення» у віртуальну реальність;
- мікрофон — дозволяє вводити інформацію голосом та спілкуватися з іншими користувачами;
- зовнішні датчики орієнтації в просторі — розміщуються в кутах кімнати для кращого відслідковування переміщень у віртуальній реальності.
Як вибрати VR-окуляри?
Сьогодні на ринку представлено орієнтовно 1000 моделей VR-окулярів, тому вибрати є з чого. За призначенням усі вони поділяються на 4 типи:
- VR-окуляри для смартфонів;
- VR-окуляри для ПК та ноутбуків;
- VR-окуляри для ігрових приставок;
- автономні VR-окуляри.
Розглянемо їхні особливості детальніше.
VR-окуляри для смартфонів
В окулярах віртуальної реальності для смартфонів роль екрана грає дисплей мобільного пристрою, який вставляється в корпус. Вони чудово підходять для перегляду 3D-фільмів, мобільних ігор у режимі VR (наприклад, Minecraft, Real Recing 3, Need For Speed Shift, GTA Vice City) та комп’ютерних додатків із тривимірним зображенням.
Особливості:
- працюють лише зі смартфоном (є універсальні моделі — наприклад, VR BOX 2.0, які підтримують більшість сучасних смартфонів, та брендові — наприклад, Samsung Gear VR, які підходять флагманським моделям виробника);
- якість зображення залежить від розширення та матриці дисплея смартфона (відповідно: чим кращий екран мобільного пристрою, тим яскравіше перебування у віртуальній реальності);
- придатні для комп’ютерних ігор через USB-підключення до ПК.
Переваги:
- мобільні (можна брати із собою в подорож або до друзів на вечірку);
- не потребують наявності потужного персонального комп’ютера;
- доступні за ціною.
Переваги використання віртуальної реальності в навчанні:
Наочність. У віртуальному просторі без перешкод можна деталізовано розглянути будь-який процес або об’єкт, що значно цікавіше, ніж дивитися на картинки у підручнику. Наприклад, можна вивчити будову тіла, познайомитись з підводним світом, зануритись у вулкан тощо. Цей спосіб пізнання світу стане незамінним під час вивчення складних процесів і явищ в межах STEM-проєктів.
Зосередженість. У віртуальному середовищі людина не відволікатиметься на зовнішні подразники, що дасть змогу повністю сфокусуватися на матеріалі.
Максимальне залучення. Технології віртуальної реальності надають можливість повністю контролювати та змінювати сценарій подій. Учень може стати свідком історичних подій, власноруч провести дослід з фізики чи хімії або ж вирішити задачу в ігровій та доступній для розуміння формі.
Безпека. За допомогою VR та AR технологій можна провести складну операцію, керувати спорткаром або навіть космічним шатлом, провести дослід з небезпечними хімічними речовинами і при цьому не завдати шкоди ні собі, ні оточенню.
