MegaBaza edukacyjna Perspektywy®


Projektowane w ostatnim czasie systemy wirtualnej rzeczywistości są najbardziej intuicyjną możliwością interakcji ludzi i sprzętów elektronicznych. Wykorzystują one wbudowane czujniki do rejestrowania ruchów i dynamicznego odpowiadania na aktywność użytkowników oraz ich imersji w wirtualnym otoczeniu.

Wirtualna rzeczywistość jako równoległe uniwersum

Użytkownicy wirtualnej rzeczywistości (VR) pozostają całkowicie zanurzeni w równoległym, stworzonym przez system komputerowy świecie. System nie tylko tworzy szczegółową symulację otoczenia, ale także pozwala użytkownikom VR aktywnie działać w wytworzonej rzeczywistości. Choć obecnie rozwiązania wykorzystujące wirtualną rzeczywistość nastawione są głównie na odbiorcę gamingowego, to lista potencjalnych możliwości wykorzystania tej technologii jest bardzo długa.

Niewątpliwie tym, co w dużej mierze decyduje o popularności technologii VR są jej prawie nieograniczone możliwości. Skomplikowane rozwiązania systemowe nasuwają skojarzenia z branżami związanymi z techniką i innowacjami. Młodzi adepci lotnictwa czy kosmonautyki w wirtualnej rzeczywistości mogą siąść za sterami dokładnie odtworzonego samolotu lub statku kosmicznego i samodzielnie odbyć cały lot albo przećwiczyć start i lądowanie.

Okazuje się jednak, że technologia VR zaczyna zyskiwać zastosowanie także w dziedzinach humanistycznych. Akademia Koźmińskiego w Warszawie przygotowała dla studentów prawa specjalny projekt zajęć z kryminalistyki (pierwszy tego typu w naszym kraju). Dzięki technologii VR każdy ze studentów ma szansę samodzielnie przeprowadzić pełną analizę miejsca zbrodni wcielając się w rolę prokuratora. Wirtualna wizyta w pomieszczeniu, w którym znajduje się denat ma nauczyć studentów właściwego zabezpieczania śladów (w odpowiedniej kolejności) i pokazać im, czym skutkować mogą popełniane na miejscu błędy i uchybienia w stosowaniu ustalonej procedury. Projekt jest rozwojowy – w przyszłości przewidziane są możliwości dokonywania modyfikacji scenariusza przez wykładowców.

Tego typu podejście z całą pewnością można uznać za odpowiedź na często stawiane zarzuty o mało praktycznym podejściu do edukacji. Dzięki VR studenci mają szansę zyskać cenne doświadczenie pracy w miejscach, do których w realnym świecie na etapie nauki mogliby nie mieć prawa wstępu, a już z pewnością podejmowania jakichkolwiek czynności.

Droga do wirtualnego świata

Z technicznego punktu widzenia systemy VR składają się z headsetu z dwoma obiektywami, przez które można obserwować tę samą „scenę” z dwóch różnych perspektyw. Dzięki temu użytkownik VR zachowuje poczucie głębi obrazu. Jego ruchy rejestrowane są za pomocą czujników umieszczonych w specjalnym headsecie przeznaczonym do VR lub w smartfonie. Gogle VR, w których montuje się telefon z właściwym oprogramowaniem maksymalnie izolują wzrokowo użytkownika od otaczającej rzeczywistości, pozwalając mu na najwyższej jakości doświadczenie gry. Specjalnie zaprojektowane sensory nie tylko rozpoznają pozycję użytkownika w realnej przestrzeni, ale także pozwalają mu na orientację w tej wirtualnej, gamingowej. Często rejestrują także ruchy rąk – każdej oddzielnie i przenoszą te dane do wykreowanego świata VR umożliwiając w nim „chwytanie” i „przekładanie” przedmiotów.

Użytkownicy VR pozostają całkowicie zanurzeni w równoległym, wirtualnym świecie. Czujniki w urządzeniu przez cały czas rejestrują ich ruchy i przenoszą je do toczącej się w tym samym czasie „wirtualnej akcji”.

Prawdziwi bohaterowie wirtualnego świata

Do rejestracji ruchów użytkownika w przestrzeni gamingowej, systemy VR wykorzystują kombinację podczerwieni i kamer lub fotodetektorów. Jedną z możliwości jest umieszczenie LEDów nadających światło podczerwone wokół headsetu, emitujących wiązki światła wg określonego wzoru. Przednia kamera, rejestrująca „markery” świetlne, wykorzystując specjalne algorytmy przelicza pozycję użytkownika i jego ruchy na podstawie wyświetlanego „wzoru” i jego zmian. Do wygenerowania światła niezbędne są kompaktowe i odpowiednio wydajne diody, które pozwalają na redukcję rozproszonego światła do minimum. Ze względu na swoje właściwości, światło o długości fali wynoszącej 850 nanometrów jest odpowiednie – podczas gdy jest niewidoczne gołym okiem, może być odczytane przez czujniki spektralnej czułości kamery rejestrującej ruchy i położenie użytkownika. Mała żarówka LEDowa SFH 4053 (1.0 mm x 0.5 mm x 0.45 mm) stanowi dobry wybór przy tego typu sprzętach – dostarcza 35 miliwatów mocy optycznej przy natężeniu 70 miliamperów.

Inne rozwiązania wykorzystują odwrotne podejście – zamiast rzucania światła na pole gry, fotodetektory wbudowane w headset wykrywają podczerwień wyświetlaną z różnych kierunków na tym polu. Algorytmy przeliczają pozycję użytkownika i dokonują analizy na podstawie odebranych sygnałów  z pola. Podobnie rejestruje się ruchy rąk: użytkownicy mogą używać ręcznych kontrolerów i za ich pomocą dokonywać określonych działań na planszy. Kontrolery – także wyposażone w specjalne fotodetektory mogą być włączone do symulacji i w pełni zintegrowane z wirtualną rzeczywistością gry. Jednostki świetlne – nadające podczerwień powinny być zbudowane z mocnych, wysokowydajnych diod LED, emitujących falę światła o długości 850 nanometrów. Jako jedne z najmocniejszych i najbardziej wydajnych urządzeń dostępnych na rynku emitujących podczerwień wymienia się m.in. żarówki serii Oslon Black, generujące moc optyczną przewyższającą nawet 1.3 watta przy natężeniu 1 ampera energii, w zależności od rodzaju chipu. Montowane na obudowie headsetu standardowe fotodiody odbierają sygnał wysyłany przez takie nadajniki. Aby uniknąć zderzenia użytkowników z przedmiotami we właściwej rzeczywistości, system VR stale ocenia przestrzeń do gry przy pomocy diody laserowej o długości fali 850 nm. Jeżeli użytkownik zbliży się do ściany lub innego przedmiotu w realnej przestrzeni, w wirtualnej rzeczywistości pojawi się paralelna przeszkoda, którą trzeba będzie ominąć.

Do optymalizacji pozycjonowania użytkownika, w systemach VR często montuje się specjalne odbiorniki i nadajniki w headsecie. Źródło: Osram

Edukacja, rozrywka i… magia

Zamiast polegać na znanych urządzeniach służących do wprowadzania danych, takich jak smartfony czy tablety, systemy VR  w coraz pełniejszej formie obserwują swoich użytkowników i odpowiadają bezpośrednio na ich działania, wciągając ich do symulowanej, równoległej rzeczywistości. Skutkiem tego wykształca się najbardziej intuicyjna droga interakcji ludzi i maszyn. Ta technologia wymaga wykorzystywania źródeł podczerwieni i stałego rozwoju rozwiązań w każdym przypadku dokładnie dopasowanych do konkretnego przypadku, otoczenia i wspieranych przez zaawansowane aplikacje.

Technologia VR, oprócz oczywistych cech edukacyjnych i rozrywkowych niesie ze sobą jeszcze jeden walor – w pewnym sensie magiczny. Wszystkim tym, którzy pomimo tego, że dawno skończyli 11 lat, to wciąż czekają na list z Hogwartu, pozwala przenieść się na chwilę do magicznego świata Harrego Pottera. Bo czym się różni poznawanie wirtualnego świata przez gogle VR od wycieczki po Szkole Magii i Czarodziejstwa, na którą głównego bohatera, przez wyjątkowy pamiętnik, zaprosił Tom Riddle?

© 2015 Perspektywy.pl   O nas | Patronaty | Zastrzeżenia prawne | Znak jakości | Sklep | Reklama | Kontakt