Дополненная и виртуальная реальность

Виртуальная и дополненная реальность (VR и AR) – что это?

Эх, технологии. Как же стремительно вы развиваетесь! Каждый день крупные компании работают над сотнями проектов, которые должны делать нашу жизнь проще. И это не значит, что весь их труд направлен на разработку систем, которые должны исключительно помогать пользователю. Многие разработки несут в себе одну задачу (ну, или не одну) – развлечь. Сегодня мы поговорим о двух потрясающих технологиях, которые за последние годы успели плотно войти в нашу жизнь. Вы о них точно слышали – виртуальная и дополненная реальность (VR и AR). Практически любая компания, занимающаяся разработкой электроники (компьютеры, смартфоны и т.д.), заинтересована в ее развитии. Да и пользователям они интересны. Но что это такое – виртуальная и дополненная реальность? Сейчас расскажем.

Виртуальная реальность представляет собой вполне себе мир, но только создается он при помощи технических средств, человек воспринимает его посредством органов чувств. Технология VR может имитировать не только само воздействие, но и реакцию на такое воздействие.

Дополненная реальность – дополняющие реальное окружение технологии путем добавления различной сенсорной информации. Невзирая на наименование, такие технологии могут не только дополнять в мир данные виртуального характера, но и устранять некоторые объекты из окружения. Потенциал дополненной или виртуальной реальности может быть ограничен только возможностями используемых программ, приложений или устройств.

Разница между двумя VR и AR заключается в следующем:

• VR изолирует пользователя от внешнего мира и погружает в цифровую, виртуальную вселенную. Если вы надели очки виртуальной реальности, и на месте вашей комнаты появилось поле боевых действий в самый разгар схватки, то это VR.
• Технология AR может в окружение добавлять цифровые элементы. Если в тот момент, когда вы идете по тротуару, перед вами внезапно возникает покемон, то это AR.

Считается, что  развиваться виртуальная реальность начала еще в пятидесятые годы прошлого столетия . Организация под названием Philco Corporation в 1961 году сумела разработать первые прототипы шлемов для виртуальной реальности, которые планировалось использовать в решении военных задач. И это является первым применением VR-технологии в жизни. Но если следовать ныне существующей классификации, то такая система должна быть отнесена, пожалуй, к AR-технологии.

Создателем технологии виртуальной реальности можно считать человека по имени  Мортон Хэйлиг . В 62-ом году прошлого века он получил патент на стимулятор под названием «Сенсорама». Конструкция был весьма габаритным устройством, которое внешностью было похоже на игровой автомат, и предоставлял возможность пользователю погрузиться в реальность, воссозданную цифровым путем. К примеру, провести тест-драйв мотоцикла на улицах Бруклина. Но инвесторы не испытали доверия к такому изобретению, и Хэйлиг был вынужден остановить процесс разработки.

Спустя несколько лет после этого аналогичный аппарат для погружения в виртуальную реальность был представлен гарвардским профессором А. Сазэрлендом, создавшим со студентом Б. Спраулом систему под названием «Дамоклов меч» на базе дисплея, надевающегося на голову. Очки были прикреплены к потолку, и посредством компьютера происходила трансляции изображения. Невзирая на громоздкость изобретения, оно получило повышенное внимание со стороны НАСА и ЦРУ.

Через двадцать лет корпорация  VPL сумела разработать инновационное оборудование для воссоздания виртуального мира  – очки под названием EyePhone и перчатку DataGlove. Именно основатель компании и ввел в обиход выражение «виртуальная реальность».

Непосредственно до 1990 года технологии VR и AR находились в плотной связи друг с другом, но затем ученый Т. Кодэл предложил ввести термин дополненной реальности. И спустя два года была разработана самая ранняя система AR для военно-воздушных сил Штатов. Экзоскелет, созданный Л. Розенбергом, давал военным возможность виртуального управления машинами, при этом располагаясь в центре удаленного контроля и управления.

В начале 21 столетия игра Quake предоставила возможность игрокам гнаться за чудовищами на реальных улицах. Впрочем, игровой процесс можно было осуществить лишь надев шлем виртуальной реальности, поэтому игра не получила особую популярность, но это явилось предпосылкой к тому, чтобы в современном мире появилась знаменитая Pokemon Go.

И  только пять лет назад случился истинный бум . В августе 2012 года стартап под названием Oculus создал кампанию, пытаясь собрать достаточно денежных средств для разработки шлема виртуальной реальности. Спустя три с небольшим года был запущен процесс предпродаж первого серийного шлема для воссоздания VR-технологии.

Для этого могут быть использованы шлемы и ряд других устройств:

• комплексы для трекинга движений тела, головы, глазных яблок;
• перчатки;
• трехмерные контроллеры;
• датчики для обеспечения реалистичности виртуальных ощущений.

Шлемы могут быть:

• мобильного формата;
• предназначенные для ПК;
• консольного типа.

Где применяются виртуальная и дополненная реальность?

1. Видеоигры. Сфера является приоритетной для этих технологий. Катализатором этого становится то, что игровые проекты в настоящее время активно развиваются технически и в программном плане. Игровое сообщество планеты очень ждет, когда на рынке появятся технологии виртуальной и дополненной реальности.
2. Мероприятия, транслируемые в прямом эфире. При помощи использования технологий зрители смогут испытать ощущение присутствия непосредственно на площадках мероприятий. Это может решить вопрос приобретения билетов, которые обходятся порой в круглую сумму. Упор производится на мероприятия спортивного характера. Сидеть у реки с удочкой и смотреть важный матч Лиги Чемпионов как будто вы на стотысячном стадионе – не мечта ли?
3. Парки с виртуальной и дополненной реальностью. Могут создаваться парки развлечений, которые будут использовать технологии. Проблемой является то, что все актуальные нынче очки и шлемы для погружения в цифровой мир нуждаются в кабельном подключении к консоли или же компьютеру.
4. Кинематограф: фильмы и сериалы. Если в киноиндустрии будет применяться технология виртуальной или дополненной реальности, то это может существенно изменить кинематограф, который стал для множества людей чем-то привычным. Зритель сможет вместо отстраненного просмотра испытать полное погружение в действия на экране. 3D будет просто курить в сторонке.
5. Использование современных гаджетов как платформы для технологий VR и AR. Компания из Японии IG Port сумела разрешить две, почти несвязанных между собою, проблемы. Добавить зрелищности современным смартфонам и позволить владельцам парков развлечений привнести новшества в их услуги можно путем создания видеороликов, оформленных в соответствии с виртуальной или дополненной реальностью. Они предназначены для того, чтобы просматривать их на дисплее мобильного устройства. Это достаточно упрощает процесс обслуживания различных аттракционов.
6. Сфера продаж. Существует прогноз, что уровень, на котором взаимодействует пользователь с современными технологиями, станет более облегченным и интуитивно понятным. Область онлайн-продаж составляет порядка 5-6 процентов от общего глобального товарооборота. И множество компаний планируют запускать продажи в сфере дополненной или виртуальной реальности.
7. Продажа недвижимого имущества. Благодаря использованию технологий дополненной и виртуальной реальности, есть возможность привлечения потенциальных покупателей в эту область. Сейчас проводятся тестовые запуски просмотров жилых помещений, используя цифровое пространство.
8. Образование. Посредством применения VR и AR, студенты и учащиеся получат возможность взаимодействия с различными предметами, погрузившись в цифровой мир, или принимать участие в неоценимых событиях истории человечества. Окунуться в мир юрского периода? Не вопрос! Воочию увидеть самые отдаленные уголки вселенной? Пожалуйста!
9. Здравоохранение. Каким образом можно применять виртуальную и дополненную реальность в этой сфере:

• облегчить и упростить труд врачей;
• проводить терапию фобий и психических отклонений;
• проводить приемы посредством общения в виртуальном мире.

Производители устройств, служащих для применения технологий виртуальной и дополненной реальности, прекрасно осознают, что без контента любые очки и прочие устройства – груда пластмассы и электроники. Пользователи нуждаются в особых ощущениях, а без соответствующего контента этого не достичь. По этой причине чуть ли не каждая крупная корпорация на планете занимается решением этого вопроса.

Компания Sony основала студию, в которой планируется разрабатывать уникальные игры, к тому же, там работает порядка двух сотен команд, которые заняты разработкой контента. К исходу нынешнего года планируется релиз примерно пятидесяти игр для того, чтобы посетить виртуальную реальность.

Многие из компаний, по праву считающихся гигантами в сфере создания игр – Юнити, Эпик Геймс, Крайтек – тоже сделали заявление о том, что приступают к рабочему процессу по разработке игр, предназначенных для виртуального мира. Компания под названием Oculus не только производит специальные фильмы для технологий VR и AR, но и является инвестором в сфере разработки игрового контента. На основе движка Source 2 организацией Valve разрабатывается собственная платформа для VR.

Множество площадок, на которых продается и продвигается контент для виртуальной реальности, также не отстают, внося свой вклад. Создаются новые интернет-магазины, где становится возможным приобретение видеоигр или роликов для VR-шлемов.

При столь заметном прогрессе этих технологий виртуальной и дополненной реальности, пока еще не разгадано, каким образом работает мозг человека. И именно поэтому нет такой возможности, чтобы внедрить систему альтернативного информирования человека об окружающем мире, ведь органы чувств и мозг развивались на протяжении долгих десятков тысяч лет именно под «реальную реальность».

Существует целый ряд проблем, и каждая из них основывается на особенностях восприятия человеком окружающей действительности. Одновременно мозг получает и анализирует информацию от разнообразных источников. Помимо зрения, мы можем почувствовать прикосновение пальцев, холод или жару, положение в пространстве, запахи. И все это после анализа формирует единую картину реальности. Если в одном источнике информации происходят изменения, то это находит подтверждение и со стороны другого. Если же так не происходит, то наступают разнообразные побочные эффекты – от усталости и тошноты, до головных болей.

Одним из самых неприятных эффектов, которые проявляются при использовании очков виртуальной реальности, является укачивание. В процессе просмотра картинок в VR шлемах изображения изменяются, при этом человек не меняет положение туловища. И когда персонаж, допустим, наклонился, то и сам человек должен ощутить точно такой же наклон. В момент ходьбы – необходимо испытывать толчки в ногах. Весь этот набор мелких мышечных напряжений в реальном мире получает синхронизацию с тем, что мы видим, и поэтому мы даже не задумываемся о привычности и естественности таких процессов. Но в момент, когда человек примерил VR-очки, дискомфорт, который возникает, является достаточно заметным и ощутимым.

То же касается практически всех аспектов поведения тела человека. В очках виртуальной реальности мы видим область прямо перед собою, а в момент, когда человек смотрит на горизонт, хрусталик фокусируется специфическим образом. С фокусировкой отдельно также возникают вопросы, потому как в шлемах резкость возникает там, куда необходимо смотреть согласно тому, как было предусмотрено разработчиками. В жизни резкость находится там, куда мы и смотрим сами.

Иным неприятным аспектом являются задержки. При шевелении конечностями мозг пользователя уже получил информацию о том, что произошло движение, а зрение еще не успело подтвердить полученную информацию.

Несмотря на те проблемы психофизиологического характера, что возникают в процессе использования технологий VR и AR, рост инвестиций в эту область остается взрывным. Это вызвано множеством сообщений ряда ученых и маркетологов, чье мнение пользуется уважением в обществе. К двадцатому году нынешнего столетия прогнозируется, что рыночная стоимость сферы виртуального мира может достигать до 70 млрд долларов. Продано в тот же год, по прогнозам аналитиков, порядка 50 млн. устройств.

Но не все аналитики придерживаются столь оптимистичных предсказаний насчет дополненной и виртуальной реальности. Некоторые из экспертов с опаской заявляют, что ситуация может пойти по такому пути развития, как это было в 83 году прошлого века. Именно тогда случился обвал в индустрии видеоигр. Рынок обвалился на рекордные 97 процентов. Для того, чтобы вернуть доверие пользователей, потребовалось несколько лет.

68bit.ru

Все, что нужно знать про VR/AR-технологии

Виртуальная реальность — созданный техническими средствами мир, передаваемый человеку через его ощущения: зрение, слух, обоняние, осязание и другие. Виртуальная реальность имитирует как воздействие, так и реакции на воздействие.

Дополненная реальность (англ. augmented reality, AR — «расширенная реальность») — технологии, которые дополняют реальный мир, добавляя любые сенсорные данные. Несмотря на название, эти технологии могут как привносить в реальный мир виртуальный данные, так и  устранять из него объекты. Возможности AR ограничиваются лишь возможностями устройств и программ.

Cтоит сразу прояснить разницу между AR и VR:

VR блокирует реальный мир и погружает пользователя в цифровую вселенную. Если вы надеваете гарнитуру и вместо гостиной вдруг оказываетесь в гуще схватки с зомби, то это VR.

AR добавляет элементы цифрового мира в реальный. Если вы идете по улице и вдруг на тротуаре перед вами появляется покемон Дрэгонайт, то это AR.

Пример дополненной реальности: игра Pokemon GO

История AR/VR

Принято считать, что развитие виртуальной реальности началось в 50-е годы прошлого века. В 1961 году компания Philco Corporation разработала первые шлемы виртуальной реальности Headsight для военных целей, и это стало первым применением технологии в реальной жизни. Но опираясь на сегодняшнюю классификацию, систему, скорее, отнесли бы к AR-технологиям.

Отцом виртуальной реальности по праву считается Мортон Хейлиг. В 1962 он запатентовал первый в мире виртуальный симулятор под названием «Сенсорама».  Аппарат представлял собой громоздкое устройство, внешне напоминающее игровые автоматы 80-х, и позволял зрителю испытать опыт погружения в виртуальную реальность, например, прокатиться на мотоцикле по улицам Бруклина.  Но изобретение Хейлига вызывало недоверие у инвесторов и учёному пришлось прекратить разработки.

«Сенсорама» Хейлига

Через несколько лет после Хейлига похожее устройство представил профессор Гарварда Айван Сазерленд, который вместе со студентом Бобом Спрауллом создал «Дамоклов меч» — первую систему виртуальной реальности на основе головного дисплея. Очки крепились к потолку, и через компьютер транслировалась картинка. Несмотря на столь громоздкое изобретение, технологией заинтересовались ЦРУ и НАСА.

В 80-е годы компания VPL Research разработала более современное оборудование для виртуальной реальности — очки EyePhone и перчатку DataGlove. Компанию создал Джарон Ланье — талантливый изобретатель, поступивший в университет в 13 лет. Именно он придумал термин «виртуальная реальность».

Дополненная реальность шла рука об руку с виртуальной вплоть до 1990 года, когда учёный Том Коделл впервые предложил термин «дополненная реальность». В 1992 году Льюис Розенберг разработал одну из самых ранних функционирующих систем дополненной реальности для ВВС США. Экзоскелет Розенберга позволял военным виртуально управлять машинами, находясь в удалённом центре управления. А в 1994 году Жюли Мартин создала первую дополненную реальность в театре под названием «Танцы в киберпространстве» – постановку, в которой акробаты танцевали в виртуальном пространстве.

В 90-х были и другие интересные открытия, например, австралийка Джули Мартин соединила виртуальную реальность с телевидением. Тогда же начались разработки игровых платформ с использованием технологий виртуальной реальности. В 1993 году компания Sega разработала консоль Genesis.

На демонстрациях и предварительных показах, однако, всё и закончилось. Игры с Sega VR сопровождали головные боли и тошнота и устройство никогда не вышло в продажу. Высокая стоимость девайсов, скудное техническое оснащение и побочные эффекты вынудили людей на время забыть о технологиях VR и АR.

В 2000 году благодаря дополнению с технологиями AR в игре Quake появилась возможность преследовать чудовищ по настоящим улицам. Правда, играть можно было лишь вооружившись виртуальным шлемом с датчиками и камерами, что не способствовало популярности игры, но стало предпосылкой для появления известной ныне Pokemon Go.

Настоящий бум начался только в 2012 году. 1 августа 2012 года малоизвестный стартап Oculus запустил на платформе Kickstarter кампанию по сбору средств на выпуск шлема виртуальной реальности. Разработчики обещали пользователям «эффект полного погружения» за счет применения дисплеев с разрешением 640 на 800 пикселей для каждого глаза.

Необходимые 250 тысяч долларов были собраны уже за первые четыре часа. Спустя три с половиной года, 6 января 2015 года, начались предпродажи первого серийного потребительского шлема виртуальной реальности Oculus Rift CV1. Сказать, что релиз был ожидаемым — значит не сказать ничего. Вся первая партия шлемов была раскуплена за 14 минут.

Это стало символическим началом бума VR-технологий и взрывного роста инвестиций в эту отрасль. Именно с 2015 года технологии виртуальной реальности стали поистине новым технологическим Клондайком.

Что происходит на рынке виртуальной и дополненной реальности в мире

Хотя возможности виртуальной реальности ещё недоступны массовому потребителю, известные компании вовсю занимаются развитием этих технологий.  

Владелец Universal Studios компания Comcast вложила $6,8 млн в небольшую VR-студию Felix&Paul в Монреале, которая успела поработать с Funny or Die и Белым домом.

В развитие виртуальной реальности инвестирует также издание New York Times. Уже много издание создает 360-градусные видео, которые выигрывают фестиваль « Каннские львы».

В 2014 году Facebook приобрела компанию Oculus VR за $2 млрд, а в этом году ещё и запустила социальную сеть с 3D-аватарами и возможностями VR-взаимодействия.

В HTC тоже в тренде  — в 2016 году компания выделила $100 млн на развитие своей платформы Vive. HTC разрабатывает линейки продуктов HTC RE и их шлем виртуальной реальности давно стал конкурентом Oculus Rift. HTC не только разрабатывает свои продукты, но и создаёт акселераторы для VR-стартапов. 21 июня в Сан-Франциско прошёл демо-день от их акселератора Vive X, в рамках которого 26 компаний продемонстрировали свои технологии.

Другие крупные участники рынка также внесли свой вклад – компания Sony в 2015 году приобрела разработчика систем распознавания пространственных жестов SoftKinetic Systems, а Samsung объявила об инвестировании $6 млн в американский стартап Baobab Studios, специализирующейся на анимированной виртуальной реальности.

Крупные компании выпускают собственные гарнитуры виртуальной реальности (HTC Vive, Oculus Rift, PlayStation VR), при этом разрабатывая эксклюзивные игры и программное обеспечение только под них. Но всё может измениться, если производители начнут взаимодействовать друг с другом, делиться опытом, популяризировать технологии виртуальной реальности. С этой целью крупными компаниями отрасли в конце 2016 года была образована Global Virtual Reality Association (GVRA), которая будет заниматься развитием и продвижением VR. В ассоциацию вошли Acer (Starbreeze), Google (Cardboard, Daydream), HTC (Vive), Facebook (Oculus Rift), Samsung (Gear VR) и Sony (PlayStation VR) и другие.

Если вы хотите ориентироваться в огромном потоке AR/VR-компаний, обратите внимание, что The Venture Reality Fund совместно с французским LucidWeb собрал полную индустриальную VR-экосистему, включающую в себя более 300 компаний. Посмотреть визуализацию можно здесь.

Подробнее о мировом рынке AR/VR читайте в материалах Rusbase:

Что происходит на рынке виртуальной и дополненной реальности в России

Если по части технологий лидерами чаще всего оказываются зарубежные страны, то по части коммуникаций Россия, пожалуй, обошла иностранных коллег. В июне 2015 года в России появилась Ассоциация дополненной и виртуальной реальности. Информации о деятельности ассоциации мало, но если у вас есть вопросы или вы хотите вступить в ассоциацию, проконсультироваться с экспертами можно на сайте.

Российский рынок виртуальной и дополненной реальностей по большей части представлен небольшими компаниями, которые делают проекты на базе зарубежных разработок (Oculus Rift, HTC Vive). Такой, например, является компания AR Production, которая появилась на рынке в 2011 году и делает проекты под разные компании – в том числе Музей дополненной реальности, буклеты с дополненной реальностью для Газпрома и виртуальную экскурсию для агрохолдинга «Кубань».

Но не все компании хотят строить бизнес, отталкиваясь от разработок западных коллег. Так, российская компания Boxglass не только снимает видео в формате 360 и разрабатывает AR/VR-приложения, но и производит собственные очки виртуальной реальности.

Ещё круче работает компания VE Group — основанная около 10 лет назад, она называет себя системным интегратором в области 3D-визуализации и систем виртуальной реальности. Помимо разработки центров виртуальных исследований и комнат VR, компания делает VR-решения для нефтегазовой отрасли, образования и строительства.

Рынок виртуальной реальности в России также хорошо представлен стартапами, крупными и не очень. Из тех, у кого точно получилось, можно выделить стартап Fibrum, который в прошлом году заключил соглашение с немецкими ритейл-сетями Media Markt и Gravis о поставке своих шлемов виртуальной реальности. Еще один интересный проект — мотоциклетный шлем дополненной реальности LiveMap, финальная версия которого будет представлена на CES 2018.

Так выглядит VR-шлем от Fibrum

Подробнее о рынке AR/VR в России читайте в материалах Rusbase:

Инвесторы на рынке VR и AR

Как стартаперу легче всего найти средства для развития проекта? Конечно, привлечь инвестора.

Компания CB INSIGHTS  в одной инфографике собрала фонды, которые активнее всего инвестируют в технологии VR и AR. В первой тройке, конечно, зарубежные компании:

• Rothenberg Ventures — самый активный инвестор в отрасли, с ориентацией на так называемые «пограничные технологии». Фирма River Accelerator инвестирует в VR и AR стартапы на начальных уровнях. Одной из их последних сделок было соглашение с компанией VR Medtech, разрабатывающей хирургическую робототехнику  Vicarious Surgical.
• BoostVC — акселератор, ориентированный на технологию блокчейн и виртуальную реальность. Последней проинвестированной Boost компанией является Vizor, основанная на Финляндии платформа для создания контента VR.
• Vive X — акселератор от производителя гарнитуры VR HTC. В их последнем акселераторе участвовали стартапы, работающие во всех отраслях: от корпоративных инструментов (Snobal) до футбольного атлетического тренинга (Soccerdream).

В России объем инвестиций в AR/VR вырос в 3,5 раза за прошлый год — с $200 млн в 2015 году до более $700 млн за 2016 год. Карта рынка с основными игроками, подготовленная ассоциацией AVRA, также доступна по ссылке.

Если вы создали (или только хотите создать) VR-стартап и ищете инвесторов именно в России, то стоит обратить внимание на фонд VRTech, который основан в 2016 году и ориентирован на VR-проекты на начальной стадии из России, Америки, Европы и Азии.

Что инвесторы думают о AR/VR, читайте в материалах Rusbase:

Использование виртуальной и дополненной реальностей

Виртуальная реальность — та отрасль, в которой инфраструктура и технологии развиваются параллельно с развитием контента. Ведь если есть шлем или очки виртуальной реальности —должно быть то, что через них смотреть и делать.

Поэтому можно обозначить несколько основных направлений развития отрасли, в зависимости от контента и сферы применения:

Вот здесь есть детальный обзор рынка по каждому из этих пунктов. А ниже рассказываем о том, как конкретно технологии VR и AR применяются в разных отраслях.

Если вы внимательно читали часть, посвященную истории виртуальной реальности, то уже знаете, что разработки начались в первую очередь для применения их в военных целях. С тех пор разработки VR стали качественнее, а сейчас начинают применяться не только в военном деле, но и в других областях. Например, для лечения психических расстройств. Специалисты из Гарвардского университета опубликовали обзорную статью, в которой рассматривают эффективность современных методов VR для лечения психических заболеваний, а особенно — тревожных неврозов и фобий. А феврале прошлого года группа ученых из Великобритании и Испании разработала метод лечения депрессии с помощью виртуальной реальности и продемонстрировала его эффективность.

Пожалуй, самые полезные VR-разработки делаются в медицине. Студентам медицинских вузов больше не нужно оттачивать мастерство на трупах, вместо этого появились виртуальные симуляторы с тактильной обратной связью.Так выглядит тренажер для хирургов на основе виртуальной реальности:

Любопытные решения виртуальной и дополненной реальности есть и в маркетинге. И если вы думаете, что маркетинг и реклама – это всего лишь бесполезная трата времени и денег, посмотрите на проект Inside Impact фонда Билла Клинтона против бедности. Чтобы собрать деньги на развитие стран Восточной Африки, фонд создал фильм, снятый на 360-градусную камеру. При просмотре зрители попадают в Кению вместе с Биллом Клинтоном и его дочерью Челси. Поднимая темы ВИЧ/СПИДа, малярии, нехватки роддомов и перспектив солнечной энергии, зрителя практически за руку проводят по улицам, школам и другим учреждениям, вовлекая и подталкивая к эмпатии.

Если технологии VR достаточно специфичные и подойдут не любому бизнесу, то AR-технологии можно внедрить почти в каждой отрасли. Как это сделать, в колонке Rusbase, например, рассказала бизнес-аналитик Konica Minolta Business Solutions Russia Нина Колыхан.

Подробнее о вариантах использования AR/VR читайте и в других материалах Rusbase:

Предметы виртуальной реальности

К предметам VR мы относим все устройства, которые используем для погружения в виртуальный мир. Это могут быть:

• Костюм виртуальной реальности
• Очки VR
• Перчатки
• Комната VR

Костюм виртуальной реальности — устройство, позволяющее человеку погрузиться в мир виртуальной реальности. Это костюм, полностью изолирующий от внешнего мира, внутри которого находятся видеоэкран, многоканальная акустическая система и электронные устройства, воздействующие на нервные окончания кожи, вызывая иллюзию прикосновений или, например, дующего ветра.

Сейчас изготовление такого костюма нецелесообразно из-за его высокой стоимости, поэтому для частичного погружения в виртуальное пространство обычно используют шлем и перчатки виртуальной реальности.

Впрочем, вполне достоин звания костюма виртуальной реальности гаптическийТо есть включающий все виды кожной рецепции, за счет работы которых строится осязательный образ костюм от американского стартапа NullSpace VR. Устройство под названием Hardlight весит всего полтора килограмма и предназначено для верхней половины тела. К костюму прикреплены датчики и вибромоторы, которые отвечают за разные группы мышц. С помощью Hardlight пользователь может испытать ощущение осязания объектов в виртуальной реальности. Сейчас на сайте компании можно оформить предзаказ на устройство.

Более простой и дешевый способ ощутить всю прелесть новых технологий — очки и шлемы виртуальной реальности. После того как человек надевает на себя такой девайс, все, что он видит — это виртуальный мир. Это, например, главное отличие очков виртуальной реальности от очков дополненной реальности. Очки виртуальной реальности — это все равно, что наушники, но только для глаз.

VR-очки

В 2016 году, по данным Super Data, было куплено около 6,3 миллиона подобных VR-гарнитур. Среди них лидерами по продажам являются:

• Oculus Rift

• HTC Vive

• Samsung Gear VR

• Sony HMZ-T1

• Silico MicroDisplay ST1080

Цена на такие устройства колеблется от 100$ до 900$.

Перчатки виртуальной реальности больше всего популярны у любителей виртуальных игр. Зачастую выглядят они как обыкновенные перчатки из Ашана, но умеют считывать движения рук и имитировать их на экране с помощью игрового движка. Стоимость пары перчаток — $200-500. К самым интересным девайсам можно отнести разработку китайской компании Dextra Robotics.

Перчатки Dexmo способны передавать физические ощущения от взаимодействия человека с виртуальными объектами. Они отслеживают 11 степеней свободы движения рук пользователя и воздействуют на каждый отдельный палец в момент прикосновения руки к виртуальному объекту. Удивительно, но если вы возьмёте в руку виртуальный камень, приводы пальцев не позволят вам сжать руку сильнее, чем если бы камень действительно был у вас в руках:

Перчатки Dexmo F2

Кроме Dextra Robotics, перчатки создают Oculus,Contact Ci, Manus VR, HTC и другие компании.

VR-комната (или cистема CAVE, пещера) дает самый полный эффект погружения в виртуальный мир. Основные преимущества комнат перед шлемами — это высокое разрешение изображения, низкая задержка трекинга, широкое поле зрения, трекинг головы и пространственной «мыши» во всем объеме комнаты, а если нужно, то и всего тела, включая пальцы (если дополнительно использовать костюм и перчатки виртуальной реальности).

Цена такой комнаты, конечно, не $100, как у шлема, но снижается вслед за выходом более доступных 3D-проекторов.

Устанавливать VR-комнату в своей квартире неразумно, но попробовать, что это такое, уже можно в развлекательных точках. В Москве, например, игровой центр квестов ExitGames запустил первую в России комнату виртуальной реальности на основе технологий, разработанных HTC Vive. Игра длится 60 минут, одновременно участвовать могут 5 человек. Подобные комнаты в Москве есть и при МГУ. Правда, в них студенты не играют, а проводят научные эксперементы.

Будущее виртуальной реальности

Сначала виртуальную и дополненную реальности развивали для военных и медицинских нужд, со временем эти технологии стали прогрессировать в игровой индустрии... О том, что будет дальше, эксперты строят разные прогнозы.

Так, Майкл Абраш, главный научный сотрудник Oculus, на конференции Connect в ноябре 2016 года сделал несколько прогнозов о состоянии отрасли в ближайшие пять лет. Абраш считает, что важно улучшать визуальные качества виртуальной реальности. Человек от природы обладает полем зрения примерно в 220 градусов — около 120 пикселей на градус. Современные шлемы, такие как Rift и Vive, предлагают 100 градусов поля обзора и разрешение 1080×1200, что эквивалентно примерно 15 пикселям на градус. По его словам, через пять лет мы можем надеяться на удвоение количества пикселей на градус — до 30 — с расширением поля зрения до 140 градусов при разрешении около 4000×4000 на каждый глаз.

Майкл Абраш

Абраш коснулся темы добавления элементов реального мира в виртуальный, называемого им «дополненная виртуальная реальность». Шлемы будущего смогут сканировать пространство и переносить вещи из физического окружения пользователя в ВР-приложения. Также актуальной может стать «телепортация» пользователя в снимаемые в реальном времени места. По сути, это похоже на смешанную реальность. Абраш уточняет: шлемы дополненной виртуальной реальности будут очень отличаться от шлемов дополненной реальности, поскольку позволяют не только накладывать графику, но и контролировать каждый пиксель в смешанной сцене.

В июне 2017 на конференции  Augmented World Expo Джесси Шелл, генеральный директор Schell Games и профессор Университета Карнеги-Меллон, также рассуждал о будущем VR и AR. И он был менее оптимистичен.

По словам Шелла, для развития VR нужно совершенствовать технологии, которые способствуют тактильным ощущениям. Шелл предсказывает особую популярность контроллеров для виртуальной реальности вроде Oculus Touch или тех, что используются для шлема HTC Vive. По его словам, такие контроллеры вызывают у пользователей чувство тактильного взаимодействия и потому показывают себя гораздо лучше, чем системы, отслеживающие движения руками.

Для AR же нужны новые технологии, и чем быстрее, тем лучше. По словам Шелла, современные устройства дополненной реальности слишком тяжелые и неудобные, и пройдет еще много лет, прежде чем технологии разовьются настолько, чтобы мы могли создать очки, которые бы не отличались от обычных. Но никто не хочет надевать на себя очки и выглядеть в них глупо.

Шелл считает, что очки дополненной реальности будут выглядеть глупо до тех пор, пока не произойдет существенного прорыва в технологиях. Возможно, это перспектива в несколько поколений.

Подробнее о будущем AR/VR читайте в материалах Rusbase:

Фото на обложке: Wavebreakmedia/Depositphotos.

rb.ru

Технологии виртуальной и дополненной реальности для образования

В статье рассматриваются идеи и уже существующие примеры использования технологий дополненной и виртуальной реальности (AR и VR) в образовании. В начале статьи дается краткий обзор технологий, даются основные определения, описывается техническая часть. Далее рассматривается существующий опыт применения этих технологий: приложения, организации, исследования. В последнем разделе предлагаются идеи для применения в образовании. В заключении указываются основные проблемы и трудности, которые могут возникнуть в процессе внедрения этих технологий. 

Бутов Роман Александрович, инженер ИБРАЭ РАН, аспирант

Григорьев Игорь Сергеевич, методист Ресурсного центра ГБПОУ “Воробьевы горы”

Обзор технологий

Виртуальная и дополненная реальности (VR и AR) – это современные и быстро развивающиеся технологии. Их цель – расширение физического пространства жизни человека объектами, созданными с помощью цифровых устройств и программ, и имеющими характер изображения (Рис. 1).

На рисунке 1а показано изображение, которое видит пользователь через специальные очки виртуальной реальности (далее – VR). Изображение разделено на две отдельные картинки для каждого глаза и специально искажено, чтобы создать для глаз иллюзию трехмерного пространства. Если человек перемещается или просто поворачивает голову, то программа автоматически перестраивает изображение, что создает ощущение реального физического присутствия. С помощью контроллеров (джойстиков и т.п.) пользователь может взаимодействовать с окружающими предметами, например, он может поднять камень и бросить его с горы – встроенная в программу физическая модель просчитает полет этого камня, что еще больше создаст иллюзию реального пространства.

На рисунке 1б показано приложение, использующее технологии дополненной реальности (далее – AR). В этом приложении можно размещать изображения мебели на изображении с камеры телефона, но за счет их деформаций у пользователя создается впечатление, что он видит реальный предмет, располагающийся в комнате. Важно, то, что в этом случае реальность (комната) дополняется виртуальным креслом, и соответствующая технология будет называться дополненной реальностью. Создание дополненной реальности возможно не только с помощью смартфонов, но и других технических средств, например, посредством специальных очков. В этом случае, виртуальное изображение достраивается на поверхности линз очков.

Рисунок а

Рисунок б

Рисунок 1. Примеры технологии виртуальной (а) и дополненной реальности (б)

В качестве устройств на данный момент используются: очки виртуальной и дополненной реальности, контроллеры, наушники, смартфоны, планшеты. Эти устройства позволяют человеку видеть и слышать цифровые объекты (Рис. 2). В ближайшем будущем, ожидается появление перчаток с обратной связью, позволяющих человеку осязать цифровые объекты (Рис. 3).

Рисунок а

Рисунок б

Рисунок в

Рисунок 2. Устройства для VR и AR: очки с наушниками (а), контроллеры (б), смартфоны и планшеты (в)

Рисунок 3. Прототип перчаток с обратной связью

Программы создаются, как правило, на тех же платформах, на которых разрабатывают компьютерные игры (Unity [1], Unreal Engine [2], и т.д.), с помощью различных инструментов для разработки программ виртуальной и дополненной реальности (Steam VR [3], Google VR [4], Oculus [5], Windows Mixed Reality [6], Google ARCore [7], Apple ARkit [8], Google Tango [9], Vuforia [10] и т.д.).

Прототипы устройств и первые использования терминов VR и AR существовали еще в середине 20 века, но современная терминология была сформирована в начале 90-х годов. Для VR в работе Джарона Ланье (Jaron Lanier) [11], для AR в работе авторов Коделла, Томаса и Мизелла (Caudell, Thomas P., and David W. Mizell) [12].

Вследствие бурного развития технологий, терминология постоянно изменяется. Однако, понятие реально-виртуального континуума (reality-virtuality continuum), предложенное в работе Милгрэма, Поула и др. (Milgram, Paul, et al.) [13] остается актуальным и по сей день и является основополагающим для последующих. На рисунке 4 показана иллюстрация для определения понятия реально-виртуального континуума.

Рисунок 4. Реально-виртуальный континуум.

Все технологии, связанные с расширением реальности посредством цифровых объектов (возможно, что и не только цифровых), располагаются между двумя полярными вариантами возможных реальностей: реальностью (reality), в которой мы с вами живем, и виртуальной реальностью (virtual reality, VR). Реальность – это абсолютное отсутствие дополнительных объектов в физическом пространстве, т.е. само физическое пространство. Виртуальная реальность – это абсолютное отсутствие реальных объектов. Множество этих технологий называется смешанной реальностью (mixed reality, MR). На практике оно часто разбивается на подмножества. Двумя классическими подмножествами являются дополненная реальность (augmented reality, AR) и дополненная виртуальность (augmented virtuality, AV). В первом случае подразумеваются технологии, дополняющие реальность различными объектами, во втором, дополняющие виртуальную реальность реальными объектами.

В качестве примера можно привести технологию, которая погружает вас в Древний Рим. Если эта технология дополняет окружающее вас пространство различными объектами из той эпохи (мечи, доспехи, глиняные кувшины, храмы, арены), то это будет считаться AR технологией, если же вас переносят в древний город, с его архитектурой, людьми, погодой, событиями, и т.д., но, к примеру, лица этих людей будут транслироваться из окружающего мира, то это технология дополненной виртуальности (далее – AV). На сегодняшнем уровне развития, технология AV практически не используется, но в будущем она может стать гораздо более впечатляющей, чем AR и VR.

Говоря о прогнозах развития технологии, часто предполагается смещение существования человека в пространство смешанной реальности (MR), что уже наблюдается вследствие развития интернета и мобильных устройств. В рамках виртуально-реального континуума мобильные устройства можно считать технологией дополненной реальности AR, так как они дополняют окружающий мир дополнительной визуальной, звуковой и отчасти тактильной информацией. В короткометражном фильме антиутопии режиссер Кейши Матсуда (Keiichi Matsuda) [14], показывает результат такого движения, который автор называет чрезмерной или сверх-реальностью (hyper reality). Сможет ли человек в том виде, в котором он есть сейчас существовать в подобном мире? Это остается вопросом.

Имеющийся опыт применения в образовании

В последнее десятилетие, благодаря уменьшению стоимости устройств, технологии стали более доступны широкому кругу пользователей. Что, в свою очередь, привело к росту числа программ (приложений) по различным тематикам. Для VR это в основном игры от 1 лица в жанре шутер или записи камер 360 градусов (прыжки парашютистов, достопримечательности, дикая природа, подводный мир, динозавры и т.д.), для AR приложения для изменения лиц пользователей, измерения расстояний объектов реального мира, различные головоломки, а также обучающие программы (в основном, по анатомии и астрономии).

Если говорить о применении в образовании, то для виртуальной реальности это изучение природы [15, 16], проведение лабораторных работ по физике [17], изучение динозавров [18], путешествие по планетам [19], астрономии [20] и многое другое. Для AR это изучение анатомии [21], химии [22, 23], астрономии [24, 25].

Технологии VR и AR часто упоминаются в программах иммерсивного обучения (immersive education) [26-31]. Такие программы включают в себя использование современных информационных технологий в процессе обучения, который проходит внутри различных виртуальных миров и симуляций, причем часто в игровой форме. Такой вид обучения способствует повышению вовлеченности, коммуникаций между обучаемыми и интереса к предмету.

В рамках академических исследований, на тему влияния технологий дополненной реальности на процесс обучения, было проведено десятки работ (наиболее полный обзор представлен в одной из указанных в списке источников работе – [32]). В обзоре отмечено улучшение успеваемости обучаемых, понимания материала, повышение уровня мотивации. Также растет степень вовлеченности в процесс обучения и интереса к изучению предмета, повышается уровень коммуникации между студентами.

Основные проблемы, с которыми сталкивались преподаватели – это дополнительное время, затраченное на скачивание приложений, обучение работе с ними обучаемых, плохая работа геолокации, иногда низкое качество отклика моделей, трудности у студентов с работой в формате AR. В целом, все проблемы связаны с недостатком опыта в работе с AR и пока еще несовершенством технологии. В дальнейшем, с развитием технологии, эти проблемы будут устранены.

Идеи для применения

В данном разделе представлены лишь некоторые идеи того, как могут быть использованы возможности технологий AR и VR в сфере образования.

a) виртуальная реальность (VR)

Возможность этой технологии погружать человека в виртуальный мир определяет основное направление для ее развития в образовании. Все то, что не может быть создано в реальном мире по техническим, экономическим или физическим причинам, может быть создано в мире виртуальном. Возможность побывать там, где в реальности побывать трудно или невозможно. Увидеть электрические и магнитные поля, доисторических животных, подводные миры, древние страны, планеты и астероиды. Также эта технология может открывать некоторые вещи по-новому, к примеру, живопись, есть приложение, которое погружает вас в картину Ван Гога «Ночное Кафе» [33]. Такие приложения могут по-новому открыть живопись в веке кино и компьютерных игр.

В физике, эта технология может позволить проводить лабораторные работы в современных лабораториях. К примеру, почему бы не смоделировать наиболее известные исследовательские проекты последних лет: большой андронный коллайдер или детектор гравитационных волн и провести в них лабораторные работы? Это позволит заинтересовать обучаемых, показывая им современное состояние науки, а не то, при котором учились еще их деды и прадеды (что конечно, тоже имеет значение).

При изучении иностранных языков, большой прогресс в обучении достигается при живом общении с носителем. Но если такого человека найти трудно или трудно технически доставить его в аудиторию. Виртуальная реальность уже сейчас позволяет попадать в пространства, где можно не только общаться, но и взаимодействовать с другими пользователями [34-36]. Например, можно перенести группу, изучающих японский язык в России, и группу, изучающих русский язык в Японии, в одно пространство, где они могли бы общаться, выполнять задания. А на следующее занятие, например, с группой из Испании. Такой интерактивный формат будет интересен обучаемым в любом возрасте. Проводить же такие встречи вживую или даже с использованием видеоконференций связи было бы не так эффективно, но более трудоемко и затратно.

В изучении истории, обучаемые могут ознакомиться с трехмерными экспонатами музеев мира. А также с воссозданными городами, битвами или другими историческими событиями. Например, можно не только воссоздать Бородинскую битву, но и позволить обучаемым в ней поучаствовать и принимать свои собственные, а также коллективные решения. Таким образом, это будет новым шагом развития после создания Бородинской панорамы в Москве.

В области географии современное развитие камер 360 градусов, позволяют пользователям снимать трехмерные панорамы и видео. Многие исследователи, путешественники и просто туристы снимают множество материала и выкладывают его в открытый доступ. Это видео про горы, океаны, полеты, вулканы, полюса. Использование такого материала на занятиях, позволит обучаемым увидеть далекие уголки нашей планеты и поддержать их интерес к путешествиям.

В биологии технология открывает возможность масштабироваться до размера органов, клетки или даже молекулы ДНК [37-38]. Интерактивные возможности позволяют не только увидеть статическую картину, но и посмотреть, к примеру, процесс репликации ДНК.

В области химии приложения позволяют проводить опасные или дорогостоящие опыты [39-40]. Изучать строения атомов и молекул. Наблюдать за химическими превращениями в динамике.

В области литературы можно, например, визуализировать наиболее яркие моменты художественных произведений. Интересным видится совмещение материала и события. Например, побывать на экзамене в Царскосельском лицее и увидеть, как Пушкин читает «Воспоминания в Царском Селе». Конечно, голоса поэта и главное той энергии уже не воссоздать, но такой формат позволит обучаемым почувствовать ту атмосферу, которая царила в то время.

b) дополненная реальность (AR)

Визуализация алгебраических поверхностей, как второго, так и более высоких порядков. На рис. 5 показаны алгебраические поверхности 2 порядка при их отображении с помощью технологии AR. Обучаемый получит возможность качественно изучить поверхность как реальный объект перед собой, а не на экране компьютера и, тем более, книги, а также изменять параметры в реальном времени и видеть результат. Все это должно способствовать лучшему пониманию структуры уравнений (интерактивное изменение параметров) и трехмерной формы поверхностей.

Рис. 4. Алгебраические поверхности 2 порядка

Аналогичные визуализации можно создавать для поверхностей более высокого порядка (рис. 5).

Рис. 5. Алгебраические поверхности порядка больше 2: (a) Диагональная кубическая поверхность Клебша, (б) Лента Мебиуса, (в) Бутылка Клейна

Основным направлением для применения в физике является визуализация уравнений математической физики. При этом показывается решение в виде физического процесса. Обучаемый сможет динамически изменять параметры уравнения и видеть влияние этого изменения на результат.

Интересным видится визуализация фазовых диаграмм, в частности pvt-диаграммы (фазовой диаграммы) воды (рис. 6). На диаграмме возможно отображение физических процессов: изобарного, изохорного, изотермического, адиабатного и политропных процессов. Студент будет видеть полную картину процесса, а не проекции на определенные плоскости, интерактивно менять точки начала и окончания процесса, видеть дополнительную информацию о процессе (выделяемая/поглощаемая энергия, параметры в начале и конце).

Рис. 6. Фазовая диаграмма воды

В химии отображение атомных орбиталей (рис. 7) поможет лучше понять и запомнить их строение. Визуализация строения молекул (рис. 8), позволяет увидеть различные химические связи в пространстве.

Рис. 7. Фазовая диаграмма воды

Рис. 8. Молекула кофеина

В машиностроении визуализация моделей оборудования с возможностью воспроизведения анимации, показывающей принцип их работы. Для насосов и турбин можно размещать рядом фазовую диаграмму среды с нанесенным на ней физическим процессом. На рис. 9 показан снимок из AR приложения, где показана АЭС с реактором ВВЭР мощностью 1200 МВт. В приложении отображаются основные конструкции, оборудование и анимируется движение среды.

Рис. 9. AR приложение с АЭС ВВЭР 1200

Выводы

Сегодня в реальности массового общего образования представить себе использование технологий дополненной и виртуальной реальности достаточно тяжело. И дело не в финансовой составляющей – мы знаем успешный пример амбициозного проекта «Московская электронная школа», в рамках которого подобные технологии используются в некотором объеме. По нашему мнению, основные трудности связана с:

• Жесткостью программы, которую необходимо успешно усвоить ученикам в рамках общего образования. Несмотря на то, что технологии виртуальной и дополненной реальности имеют большой потенциал для повышения успеваемости обучаемых, они же могут существенно отвлекать. Примеры использования технологии говорят об увеличении вовлеченности и повышении интереса к процессу обучения. Некоторые исследователи делают вывод, что эти факторы ведут к повышению успеваемости обучаемых. Однако, в случае излишнего увлечения формой в ущерб содержанию эффект может быть обратным.
• Использование подобных технологий, вероятно, может давать большой эффект, но использование в рамках стандартного школьного урока в 45 минут будет приводить к существенному нарушению программы, так как временные затраты на работу с материалом с использованием данных технологий так или иначе будут изменять план учебных занятий.
• Внедрение подобных технологий связано с несколькими трудностями, которые носят финансовый характер: дороговизна оборудования, отсутствие большого числа качественных приложений и, соответственно, необходимость их разработки, небольшой опыт пользования данной технологией у преподавателей, которых необходимо дополнительно обучить.
• Скромное количество и разнообразие существующих приложений с использованием технологий AR и VR, особенно специально созданных для образования, является еще одним «тормозом». Для того, чтобы изменить ситуацию, безусловно, необходима государственная поддержка таких проектов, государственный заказ. Создание даже небольшого приложения виртуальной реальности, к примеру, в области истории, требует работы множества специалистов: историков, художников, программистов, культурологов и др. Подобные ресурсы возможно найти или при наличие серьезных ресурсов и запроса со стороны государства или крупного бизнеса, либо в случае, когда интересы различных сторон пересекаются.

Какие есть способы преодолеть эти трудности? Основной наш тезис заключается в том, что в настоящий момент использование технологий дополненной и виртуальной реальности наиболее адекватно в области дополнительного образования, которое может служить проводником новых идей, не столь жестко структурировано, как общее образование.

Проиллюстрируем как дополнительное образование может преодолевать трудности, пройдясь по указанным выше пунктам потенциальных проблем внедрения технологий.

Дополнительное образование имеет гораздо гибкую по сравнению с общим образованием систему устройства. Программы различных уровней, различная продолжительность занятий, привлечение педагогов из профильных организаций на частичную занятость. Возможности сотрудничества с профильными промышленными предприятиями, вузами позволяет привлечь компетентных специалистов, а также потенциально дает возможность найти способы решения вопросов по необходимому оборудованию. Особенно интересен вариант сотрудничества с другими организациями, например, музеями, которые могут быть заинтересованы в подобных технологиях. Уже сейчас существуют экскурсии и специально созданные экспозиции, где активно используются возможности AR и VR. Так почему не создавать и использовать высокотехнологичный продукт для совместного использования? Ведь они могут быть включены как элементы программ по многим направлениям дополнительного образования.

Отдельно стоит сказать о необходимости не только обучения с помощью технологий AR и VR, но и обучения компетенциям по созданию продуктов, использующих эти технологии. Предпрофессиональное и профессиональное образование обязательно должно обратить внимание на эти направления подготовки. В настоящий момент разработка виртуальной и дополненной реальности входит в список компетенций такого мероприятия как «Ворлдскиллс Россия» [41], что отражает востребованность современным обществом специалистов в данных направлениях.

Ссылки

1. Программа Unity https://unity3d.com
2. Программа Unreal Engine https://www.unrealengine.com/en-US/what-is-unreal-engine-4
3. Программа SteamVR https://developer.valvesoftware.com/wiki/SteamVR
4. Программа Google VR https://vr.google.com/
5. Программа Oculus https://developer.oculus.com/
6. Программа Windows Mixed Reality https://developer.microsoft.com/en-us/windows/mixed-reality
7. Программа ARCore https://developers.google.com/ar/
8. Программа ARKit https://developer.apple.com/arkit/
9. Программа Tango https://developers.google.com/tango/
10. Программа Vuforia https://developer.vuforia.com/
11. Lanier, Jaron. “Virtual reality: The promise of the future.” Interactive Learning International4 (1992): 275-79.
12. Caudell, Thomas P., and David W. Mizell. “Augmented reality: An application of heads-up display technology to manual manufacturing processes.” System Sciences, 1992. Proceedings of the Twenty-Fifth Hawaii International Conference on. 2. IEEE, 1992.
13. Milgram, Paul, et al. “Augmented reality: A class of displays on the reality-virtuality continuum.” Telemanipulator and telepresence technologies. Vol. 2351. International Society for Optics and Photonics, 1995.
14. Hyper-reality short film by Keiichi Matsuda https://vimeo.com/166807261
15. https://technical.ly/baltimore/2015/05/29/alchemy-learning-virtual-reality-classroom-oculus/
16. http://www.virryvr.com/
17. https://www.labster.com
18. https://itunes.apple.com/us/app/jurassic-virtual-reality-vr/id958174054?mt=8
19. https://edu.google.com/expeditions
20. http://www.titansofspacevr.com/
21. http://anatomy4d.daqri.com/
22. http://elements4d.daqri.com/
23. https://www.microsoft.com/en-us/store/p/mylab/9nn8dz3j8ksx
24. https://itunes.apple.com/us/app/ar-planets/id839735420?mt=8
25. https://play.google.com/store/apps/details?id=com.google.android.stardroid&hl=en
26. http://immersiveeducation.org/
27. http://immersivevreducation.com/
28. https://medium.com/futurepi/a-vision-for-education-and-its-immersive-a-i-driven-future-b5a9d34ce26d
29. https://www.ted.com/talks/michael_bodekaer_this_virtual_lab_will_revolutionize_science_class/footnotes?referrer=playlist-10_years_of_ted_talks#t-669397
30. https://www.mos.ru/news/item/30181073/
31. Freina, Laura, and Michela Ott. “A literature review on immersive virtual reality in education: state of the art and perspectives.” The International Scientific Conference eLearning and Software for Education. Vol. 1. “Carol I” National Defence University, 2015.
32. Akçayır, Murat, and Gökçe Akçayır. “Advantages and challenges associated with augmented reality for education: A systematic review of the literature.” Educational Research Review 20 (2017): 1-11.
33. http://store.steampowered.com/app/482390/The_Night_Cafe_A_VR_Tribute_to_Vincent_Van_Gogh/
34. http://store.steampowered.com/app/638920/BeanVRThe_Social_VR_APP/
35. http://store.steampowered.com/app/407060/AltspaceVRThe_Social_VR_App/
36. https://www.facebook.com/spaces
37. http://www.xvivo.net/cellscape-vr-biology/
38. http://store.steampowered.com/app/451980/The_Body_VR_Journey_Inside_a_Cell/
39. https://melscience.com/vr/
40. https://www.schellgames.com/games/superchem-vr
41. http://worldskills.ru/assets/docs//%D0%9F%D0%9E-28-2018%20(2).pdf

prodod.moscow

Дополненная и виртуальная реальность. Разработка приложений

Дополненная и виртуальная реальность сегодня — это лучшие посредники между информацией о товаре/услуге и потребителем. Но важно понимать, в чем разница между этим технологиями и какое воздействие они имеют на людей, чтобы получить ожидаемый маркетинговый отклик.

Удивлять, вызывать бурю  эмоций, заинтересовывать с первой же секунды взаимодействия, восхищать, погружать в новые миры и пространства — вот тренд маркетинга 21 века. Наша реальность давно никого не удивляет. Поэтому ее необходимо трансформировать. Как? При помощи дополненной и виртуальной реальности.

Мы предлагаем самые последние разработки в сфере высоких технологий, создаем дополненную, виртуальную, смешанную реальность, потому что мы знаем, что только WOW-фактор полностью погружает человека в новую информацию. Наша задача при работе над проектами- оставить сильнейшее эмоциональное впечатление и сформировать устойчивую лояльность к бренду нашего Заказчика.

Ключевая особенность «Дизайн Досье» — расширять возможности интерактивного маркетинга, дополнять существующие интерактивные технологии инновационными возможностями. Создавая жизнь в виртуальном мире или мир дополненной реальности, специалисты «Дизайн Досье» в первую очередь отталкиваются от маркетинговых целей и задач Заказчика, выбирая максимально эффективное решение.

Дополненная реальность на стенде Правительства Москвы на промышленной выставке Hannover Messe 2016

Что такое augmented reality  (AR) и чем отличается дополненная реальность от виртуальной реальности (VR)?

Дополненная реальность (augmented reality, AR,«расширенная реальность», «улучшенная реальность») – это технология добавления, внедрения в реальную жизнь, в трехмерное поле восприятия человека виртуальной информации, которая воспринимается как элементы реальной жизни. То есть, представьте, вы наводите планшет  на плоский рисунок, и видите, что картинка — оживает в буквальном смысле слова. То есть ваша реальность дополняется виртуальными образами. Это и есть дополненная реальность.

Дополненная реальность (augmented reality) и виртуальная реальность (virtual reality)- не одно и то же. Это — разные технологии производства, и эффект от применения AR и VR — различны.

Процесс работы над созданием дополненной реальности. Детские книжки и журналы

Дополненная реальность — это когда  в обычную жизнь в режиме реального времени помещаются объекты при помощи специального программного обеспечения. При качественном контенте у человека стирается грань между реальностью и искусственно создаваемом миром.  В виртуальной реальности человек четко разграничивает границы искусственного мира и реального. Человек абстрагируется от реального мира в момент взаимодействия  с виртуальным.

 Виртуальная реальность (искусственная реальность, электронная реальность, компьютерная модель реальности, virtual reality, VR, 3d virtual reality) — искусственно созданный мир, в который погружается человек. Однако, попадая в виртуальный мир, вы понимаете, что находитесь в искусственно созданном пространстве, то есть вы в состоянии отделить реальность от виртуальности.

Согласно аналитическим прогнозам, мировой рынок дополненной реальности вырастет до $5 155,92 миллиона к 2016 году. Что касается виртуальной реальности, то, по данным BI Intelligence, общее число поставок VR-систем с 2015 по 2020 годы будет расти на 99% ежегодно. К 2020 году объем рынка VR составит $2,8 млрд. Спрос на контент для VR-систем вырастет вместе с игровой индустрией. Виртуальная реальность будет важной платформой для стриминга и электронной коммерции.

Виртуальный тур по Цифровому Деловому пространству (ЦДП), 2017

Дополненная и виртуальная реальность на заказ

Работа над созданием дополненной и виртуальной реальности требует серьезных профессиональных навыков, опыта и наличия высокотехнологичных ресурсов и оборудования. Мы активно занимаемся  продвижением на отечественном рынке технологий виртуальной и дополненной реальностей, поэтому имеем опытных специалистов и все необходимое техническое оснащение .

Мы решаем задачи любой сложности, выполняем проекты «под ключ»: разработка концепции, написание сценариев, создание контента, техническая подготовка и реализация проекта на местах проведения. Проекты по созданию дополненной реальности мы разрабатываем как для использования с очками дополненной реальности, так и под IPhone, IPad, другие гаджеты с функциями AR дополненной реальности.

Контент для создания виртуального мира мы разрабатываем под очки виртуальной реальности VR.

Если вы не уверены и четко не знаете, какая технология —  3d Virtual reality (VR) или ar дополненная реальность (AR) — лучше всего подходит вам для реализации маркетинговых задач и бизнес-целей, мы совместно с вами, на основе технического задания, проанализируем ситуацию и предложим вам стратегически оптимальный вариант решения и возьмем всю реализацию на себя.

https://youtu.be/E8X2JlHRka8

Виртуальный тур 360 градусов по экспозиции «12 веков рыболовства» 2018

Из чего складывается стоимость разработки дополненной и виртуальной реальности и какие этапы работы?

Стоимость реализации каждого проекта рассчитывается индивидуально на основе предоставляемого Заказчиком или разрабатываемого совместно технического задания или брифа.

При формировании стоимости проекта учитываются такие факторы, как:

• Стоимость разработки программного обеспечения.
• Стоимость разработки дизайна (отрисовка 3д-моделей, интерфейсов, анимация и пр.) зависит от сложности сценария, качества прорисовки персонажей, особенностей графики.
• Стоимость аренды оборудования для дополненной или виртуальной реальности (исходя из количества смен).
• Стоимость работы технического персонала на площадке.

Дополненная реальность «Фестивали Москвы», «Золотая осень», 2016

Этапы работы над проектом по созданию VR, AR

1. Техническое задание
2. Концепция и проработка сценария
3. Создание прототипов низкой и высокой детализации
4. Дизайн приложения и подготовка 3D-моделей
5. Программирование
6. Создание опорной точки (метки)
7. Тестирование
8. Доработка
9. Запуск проекта

Использование технологии дополненной реальности и разработка виртуальной реальности для достижения бизнес-целей — самый эффективный и перспективный инструмент современного маркетолога. Возможности виртуального пространства и дополненной реальности доказывают, что интерактивные технологии взаимодействия — лучший посредник между информацией/товаром/услугой и потребителем.

Мы создаем миры как виртуальной, так и дополненной реальности любой сложности. Фантазия, креатив, талант и инновационные технологии последнего поколения позволяют создавать для Заказчика виртуальные иллюзии и дополненную реальность в четком соответствии с бизнес-целями.

МЫ ДЕЛАЕМ НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ДОСТУПНЫМ И ЭФФЕКТИВНЫМ МАРКЕТИНГОВЫМ ИНСТРУМЕНТОМ!

Виртуальный тур 360 градусов «Smart Park» в Геленджике, 2018

Подробнее о технологии дополненной реальности (AR) вы можете узнать здесь

Подробнее о технологии вирутальной реальности (VR) и наших проектах вы можете узнать здесь

×

Есть вопросы? Звоните!

+7 (499) 922-00-01

Отправьте заявку на почту!

[email protected]

3dday.ru

Хронология: как развивалась виртуальная, дополненная и смешанная реальности — Будущее на vc.ru

От стереоскопа для просмотра «объёмных» фотографий до AR-очков Magic Leap.

Последние несколько лет VR и AR применяют не только для игр и развлечений, компании используют её для продвижения своих продуктов. Большую популярность виртуальная реальность получила после фильма «Матрица». Однако появилась она задолго до популяризации в фильмах и книгах.

Концепция виртуальной реальности (VR) — полное погружение и ощущение, что человек находится в другом мире. Поэтому сперва технологию опробовали в видеоиграх, где используются устройства ввода-вывода для глубокого погружения.

В отличие от VR, где пользователь «перемещается» в другое место, дополненная реальность (AR) «расширяет» реальный мир виртуальными объектами. Это и маски в Snapchat, и игра Pokemon Go. Качество технологии в значительной степени зависит от машинного обучения и компьютерного зрения, а не от аппаратного обеспечения.

Смешанная реальность (MR) — это комбинация технологии VR и AR. Она получила популярность после запуска Microsoft HoloLens.

Спектр реальности

1838 год

Английский физик Чарльз Уитстон разработал устройство, которое работает по принципу стереоскопического зрения — мозг «объединяет» двумерное изображение с каждого глаза в одно трёхмерное. Так он изобрёл стереоскоп, с помощью которого пользователи «погружались» в изображение.

Одна из популярных в 19 веке модель стереоскопа

1935 год

Писатель-фантаст Стенли Вейнбаум написал рассказ «Очки Пигмалиона», где профессор Людвиг изобрёл устройство, с помощью которого можно погрузиться в вымышленный мир.

1938 год

Французский писатель Антонен Арто впервые использовал фразу «виртуальная реальность» в сборнике эссе «Театр и его двойник».

1957 год

Кинематографист Мортон Хайлиг изобрёл сенсораму (устройство запатентовали в 1962 году) — первый в мире виртуальный симулятор. Он представляет собой театральную кабину, которая стимулирует все чувства, а не только зрение и слух. В устройство входили стереодинамики, стереоскопический 3D-дисплей, вентиляторы, генераторы запахов и вибрационный стул. Всего для сенсорамы выпустили шесть фильмов.

Опытный образец Хайлинг создал на свои деньги. После чего начал искать финансовую поддержку у бизнесменов. Однако устройство не оценили: для тех времён оно было слишком революционное и дорогое. Никто не рискнул вкладывать в него деньги.

Сенсорама Мортана Хайлига

1960 год

Хайлиг создал и запатентовал устройство «Маска телесферы» (Telesphere mask) для погружения в фильмы. Это было первое наголовное устройство. Оно транслировало стереоскопическое и широкоугольное изображение со стереозвуком.

1961 год

Два инженера компании Philco Комо Чарльз и Брайан Джеймс разработали устройство Headsight, которое стало прототипом для настоящих очков виртуальной реальности. Для каждого глаза был отдельный видеоэкран со встроенной системой слежения за движением, также была возможность управления с помощью головы.

1965 год

Профессор Гарвардского университета Айвен Сазерленд описал концепцию Ultimate Display, которая могла бы идеально имитировать реальность.

Она включала следующие условия:

— Виртуальный мир просматривается через наголовный дисплей (HMD) и кажется реалистичным благодаря дополненному 3D-звучанию и тактильной обратной связи.

— Для поддержания виртуальной речи в режиме реально времени используется компьютерное оборудование.

— Пользователи взаимодействуют с виртуальными объектами в реальном мире.

Статья стала основной концепцией для создания современных VR-устройств.

1968 год

Сазерленд и его ученик Боб Спрул создали первый VR-AR-шлем, который подключался к компьютеру, а не к камере. Это было большое и массивное изобретение — его приходилось крепить к потолку, чтобы пользователю было удобно его надевать. Поэтому его прозвали «Дамоклов меч».

«Дамоклов меч» Сазерленда и Спрула

1969 год

Американский компьютерный художник Майрон Крюгер ввёл понятие «искусственная реальность».

1974 год

Следующим этапом развития технологии принято считать 1974 год, когда компьютерный специалист Майрон Крюгер разработал лабораторию искусственной реальности Videoplace.

Она представляла из себя несколько связанных по сети комнат, в каждой из которых находился большой экран с расположенным позади него видеопроектором. Когда человек заходил в комнату, он видел на экране своё изображение в виде примитивного силуэта, а также подобные силуэты людей в остальных комнатах. У всех «теней» можно было менять цвет или размер, а также присоединять к ним различные визуальные объекты.

Лаборатория Videoplace

1980 год

Профессор Торонтского университета Стив Манн создал первое носимое AR-устройство EyeTap. Оно накладывало изображение с текстом поверх реальной картинки. Комплект состоял из компьютера, находящегося в рюкзаке и подключённого к камере на очках.

EyeTap, модель 1980-х годов

1982 год

Томас Фернесс представил системы Super Cockpit или VCASS (Visually Coupled Airborne Systems Simulator) для обучения пилотов ВВС США. Устройство больше известно как «Шлем Дарта Вейдера». С 1960-х годов он работал над визуальными дисплеями и инструментами в кабинах. А к концу 1970-х начал разработку виртуальных интерфейсов для управления полётом.

Super Cockpit

1987 год

Основатель Лаборатории визуального программирования (VPL) Джарон Ланье придумал термин «виртуальная реальность». Учёный вместе с Томасом Циммерманом разработал ряд инструментов, включая Data Glove и EyePhone. VPL стала первой компанией, которая продала очки (EyePhone 1 за $9400, EyePhone HRX — $49 тысяч) и перчатки для виртуальной реальности (за $9000).

Data Glove

EyePhone

1990 год

Исследователь компании Boeing Том Кодел придумал термин «дополненная реальность». Он описал, что виртуальная реальность в таком случае становится дополнением к физической.

1991 год

Начали появляться игровые автоматы с виртуальность реальностью, которыми могли воспользоваться все желающие. Компания Virtuality Group создала ряд аркадных игр и гонок с 3D-эффектом. Игроки надевали VR-очки и играли в режиме реального времени (меньше 50 секунд). Некоторые устройства объединяли в сеть для многопользовательской игры.

Компания Sega начала разработку VR-гарнитуры для консоли Sega Genesis на выставке Consumer Electronics Show. Устройство презентовали в 1993 году. Очки отслеживали движение головы, в них встроили стереозвук и ЖК-дисплей. Однако устройство осталось только на этапе прототипа.

VR-гарнитура для консоли Sega Genesis

1992 год

Показали концепцию виртуальной реальности в фильме «Газонокосильщик». Он частично основан на понятиях виртуальной реальности Джарона Ланье и его ранних исследованиях.

По сюжету молодой учёный Трэйс ставит над психически нездоровом газонокосильщике Джоубе эксперименты с использованием компьютерных технологий и погружает Джоуба в виртуальную реальность.

В фильме использовалось реальное оборудование от VPL.

В этом же году Луис Розенберг разработал одну из первых функционирующих AR-систем Virtual Fixtures в Исследовательской лаборатории военно-воздушных сил США.

Virtual Fixtures

1995 год

Вышла первая игровая 3D-консоль Nintendo Virtual Boy. Её начали продавать в Японии и Северной Америке за $180. Однако игры на неё были только в красном и чёрном цветах, отсутствовала поддержка программного обеспечения, консоль было сложно использовать в удобном положении.

Nintendo Virtual Boy

1999 год

На экранах показали фильм «Матрица», главный герои которого живут в имитируемом мире и не знают этого. Фильм оказал большое культурное влияние и превратил симуляцию реальности в мейнстрим.

В этом же году Хироказу Като представил открытую библиотеку ARToolKit для создания приложений с дополненной реальностью. С её помощью разработчики могли накладывать компьютерное изображение на изображение с камеры.

2003 год

Национальная футбольная лига (НФЛ) использовала AR в камере для аэросъёмки SkyCam для рисования по полю маркером.

2009 год

Журнал Esquire с Робертом Дауни — младшим использует AR в печатной версии. Сканируя штрих-код в журнале, читатели могли погружаться в дополненную реальность.

В этом же году ARToolKit становится доступным для интернет-браузеров.

2010 год

Рони Абовиц основал компанию Magic Leap. С 2011 года компания секретно работала над своей AR-гарнитурой. Впервые компания представила устройство в декабре 2017 года. В 2014 году Google инвестировала в компанию $542 млн.

2013 год

Google запустила открытое бета-тестирование очков Google Glass. Они подключаются к интернету на смартфоне через Bluetooth. Очки следят за речью пользователя, касаниями и движением головы.

Фото: Mashable

2015 год

Microsoft объявила о запуске операционной системы со смешанной реальностью Windows Holographic и AR-гарнитуры HoloLens. В устройстве используются датчики и средства обработки для смешивания голограмм с реальным миром.

2016 год

Компания Niantic выпустила игру Pokémon Go, которая стала одним из популярных приложений для смартфонов и подняла интерес к другим играм с дополненной реальностью.

2017 год

Apple добавила поддержку ARKit в операционной системе iOS 11, чтобы разработчики могли быстро создавать приложения с дополненной реальностью. Владельцы iPhone и iPad получили возможность использовать AR-приложения без специального оборудования.

2018 год

Фото: Engadget

Материал опубликован пользователем. Нажмите кнопку «Написать», чтобы поделиться мнением или рассказать о своём проекте.

Написать

vc.ru

#EdCrunch 2018

В мире существуют различные технологии погружения, которые предлагают различные способы объединения цифрового мира с реальностью на нескольких уровнях погружения. Так как существует множество вариантов погружения в виртуальную реальность, то фактическое отслеживание всех терминов, описывающих технологии погружения, может быть довольно сложным. В достаточно интересном месте в сфере edtech, в университете Tecnológico de Monterrey сделали хороший современный обзор возможностей, предлагаемые технологиями погружения, начиная с 360-градусного видео, которое мы можем получить с помощью видеокамеры, которая захватывает все, что происходит вокруг нас, обеспечивая отличные материалы для использования на платформе виртуальной реальности.

В свою очередь, виртуальная реальность — это создающий полный эффект присутствия опыт, который представляет совершенно новый мир вокруг нас, к которому можно получить доступ с помощью специальных очков, козырьков или гарнитур. Дополненная реальность — это технология, которая накладывает изображения, созданные компьютером, на изображение реального мира. Она требует использования мобильного устройства, такого как смартфон, планшет, защитные очки или козырьки. Между тем, смешанная реальность — это подкатегория дополненной реальности, которая вставляет 3D-изображения в ваш вид на окружающую среду. Как можно видеть, существует множество технологий погружения или «реальностей». Недавно введенная концепция расширенной реальности (XR) является зонтичным термином, который включает дополненную реальность (AR), виртуальную реальность (VR), смешанную реальность (MR) и любые другие, которые могут возникнуть с новыми технологическими достижениями, связанными с одной и той же концепцией. Отчет показывает, что принятие и интеграция этих технологий дает бесконечные возможности для инноваций в нашей педагогической практике. Нет ничего нового в необходимость понимать и объяснять, как мы можем взаимодействовать в реальном пространстве и виртуальном пространстве. Пол Милграм и Фумио Кишино даже придумали термин «Виртуальный континуум», через который они объясняют концепцию смешанной реальности как взаимодействие между реальной средой и виртуальной средой на разных уровнях.

Использование концепций расширенной реальности и виртуальной реальности становится все более распространенным в области образования, о чем можно судить в известном докладе Horizon от 2016 года, в котором описываются наиболее актуальные глобальные образовательные тенденции для ближайшего будущего в горизонте до 5 лет. В том отчете указано, что обе технологии будут ключевыми компонентами в будущем образования, которые будут экспоненциально расти в течение трех лет.

В 2016 году Дополненная реальность (AR) уже не была модным термином, используемым техническими разработчиками, но стала частью повседневных обсуждений по всей планете. Игра Pokémon Go превратила зеленые зоны, площади и торговые центры в больших городах в тематические парки, где люди могли играть и общаться с другими игроками. В том же году крупные технологические компании выпустили на рынок свои устройства Virtual Reality (VR): Facebook переработал гарнитуру Oculus Rift, Google выбрала Daydream в качестве платформы VR для смартфонов, а Sony запустила VR PlayStation с очками VR.

Несмотря на то, что внедрение этих трендов в образовательной системе произошло совсем недавно, их положительное влияние на обучение уже установлено. Тем не менее, они все еще находятся на стадии исследования, и есть больше сомнений, чем уверенности. Как AR и VR применяются в образовании? Каковы последствия этих ресурсов для преподавателя? Какое влияние они оказывают на обучение и как его можно оценить? Каковы проблемы создания их фундаментальными ресурсами в сфере образования? Простой ответ на эти вопросы является целью обзора AR/VR от университета Tecnológico de Monterrey.

Целевая аудитория

• Преподаватели в целом, которые хотят сузить цифровой разрыв со своими учениками с помощью технологических ресурсов, которые мотивируют их и способствуют осмысленному обучению.
• Онлайн-дизайнеры и инструкторы курсов, ищущие учебные ресурсы и модели, активированные технологиями.
• Предприниматели в сфере образовательных инноваций.
• Разработчики цифровых образовательных ресурсов.
• Образовательные издатели и организации, изучающие потенциал AR и VR в качестве учебных ресурсов.
• Любой, кто интересуется технологическими и педагогическими преобразованиями, которые играют ведущую роль в настоящем и открывают новые горизонты для будущего образования.

Что можно найти в этом обзоре полезного?

• Краткая история недавней эволюции AR и VR.
• Предложение по определению и дифференциации обеих концепций.
• Рекомендации по построению педагогики на основе этих ресурсов: роль профессора, методики преподавания и стратегии оценки.
• Критическая оценка основных преимуществ и проблем AR и VR в сфере образования.
• Прогнозы о будущем AR и VR.

Определение ключевых терминов В чем разница между AR и VR? Дополненная реальность Технология, которая добавляет цифровую информацию к физическим элементам в среде, реальным изображениям или объектам, запечатленными на мобильном устройстве. Виртуальная реальность Подразумевает погружение в цифровое моделирование мира, в котором пользователи могут манипулировать объектами и взаимодействовать с окружающей средой. Смешанная реальность (MR) Комбинация AR и VR: пользователи воспринимают реальную среду, окружающую их (например, через специальные очки), на которые проецируется цифровая среда. Интернет вещей

Набор объектов с датчиками или чипами, которые взаимодействуют с реальным миром.

Таблица 1. Сравнение определений AR, VR, MR и IT Критерий Взаимодействие пользователя с естественной реальностью Уровень погружения в цифровой опыт Показательные устройства Представительная компания в разработке технологии

Этап разработки

AR Высокое Взаимодействие с реальным миром, основанное на цифровой информации, добавленной к тому же миру Средний Зависит от цифровой плотности, добавленной к реальности Приложения на смартфонах, оборудованных AR (например, Pokémon Go) Google

В расширенном изучении

VR Низкое Пользователи изолированы от реальности и погружены с помощью устройства в полностью цифровой сенсорной вселенной Высокий Подразумевает полное погружение в полностью оцифрованную параллельную реальность Сенсорные гарнитуры (например, Oculus Rift) Facebook

Перенастройка, после первоначального пузыря

MR среднее Реальный мир служит сценарием для проектирования виртуальной реальности, в которой пользователи погружаются с помощью устройства Высокий Реальный мир заменяется чувственным опытом, погруженным в виртуальный мир Очки, которые проектируют цифровую информацию в реальной среде (например, HoloLens) Microsoft

В экспериментальной революции

IoT Низкое Пользователи — потребители информации или действий вещей Низкий Пользователи находятся в реальной среде, хотя они могут подключаться к объектам в облаке Холодильник с возможностью получения информации о дате истечения срока годности или рекомендации по рецептам Cisco

Немедленный коммерческий бум

«Дополненная реальность процветает в производственной и промышленной среде. Эта технология оказалась высокоэффективной методикой передачи процедурных знаний. Она оказывает неоценимую помощью для процессов исправления и поддержания процессов обучения». Эдуардо Гонсалес Мендивил

Временная шкала AR Недавняя история

1901 — Литературный бэкграунд: Фрэнк Баум, детский автор (Волшебник из страны Оз), издает Мастер-ключ, в котором главный герой — маленький мальчик, который своими очками может видеть нравственные качества людей. 1957 г. — Основы:

Morton Heilig создает прототип Sensorama, машину, которая добавляет сенсорные впечатления (звук, 3D-изображения, ароматы, воздух) для кинозрителей.

1968 — Первое устройство: Иван Сазерленд изобретает HMD, устройство, которое проецирует геометрическую графику на окружающую среду. 1990 — Происхождение термина:

Этот термин придуман Томом Кауэллом, инженером Boeing, который разработал специальные очки, которые проецирует схемы проводки, как виртуальный гид для обучения электриков аэрокосмической компании.

КЛЮЧЕВЫЕ УСТРОЙСТВА AR И ПРИЛОЖЕНИЯ (21-й век)

2000 — ARQuake Первое устройство видеоигр с AR. 2008 — AR Wikitude AR с геолокацией. 2009 — ARToolkit Платформа с открытым кодом для создания контента AR. 2012 — Очки Google AR очки. 2015 Proyecto Tango Технология 3D AR для смартфонов. 2016 — Запуск Lenovo Phab Pro (Google) Первое мобильное устройство с поддержкой AR. Niantic запускает Pokémon Go. 2017 — Запуск Neuralink

Проект Элона Маска по прямому подсоединения AR в человеческий мозг.

Временная шкала VR Недавняя история

1840 — Основы: Стереоскоп, изобретенный Чарльзом Уитстоном, состоял из бинокля, который через набор зеркал и две фотографии той же сцены создал основное представление трехмерности. 1929 — Первое устройство: Впервые Link Trainer используется для обеспечения виртуального обучения военных пилотов США. 1935 — Литературный фон:

В своем романе «Очки пигмалиона» писатель-фантаст Стэнли Г. Вайнбаум описывает пару очков, которые позволяют создать голограммы человеческого опыта, включая запах и прикосновение.

1965 — Происхождение термина:

Иван Сазерленд определяет концепцию VR в газетной статье под названием «The Ultimate Display», хотя популяризировал этот термин Jaron Lanier.

VR КЛЮЧЕВЫЕ ПРИБОРЫ И ПРИЛОЖЕНИЯ

1980 — Stereographics создает первые виртуальные зрительские очки. 1982 — Томас Циммерман создает перчатку данных для управления виртуальными инструментами рукой. 1991 — CAVE Первая комната VR с погружением. Виртуальность Первая многопользовательская видеоигра VR. 2015 — HoloLens Очки Microsoft, которые сочетают VR и AR. 2016 — Oculus Rift Гарнитура VR массового рынка финансируется Facebook. Daydream Платформа Google VR. PlayStation VR

Первая игровая консоль массового рынка VR-гарнитуры.

Роль учителя

Как AR, так и VR представляют собой мощные источники знаний и среды обучения, которые, неизбежно, вытеснить учителя в качестве главного героя в образовании. Будет ли растущая цифровизация учебного контента и ресурсов оставлять миллионы учителей без работы? Фактически, для реализации этих ресурсов в образовании требуется участие профессионалов, которые будут руководить разработкой приложений, проектировать опыт обучения, сообщать студентам об их взаимодействии с этими объектами и, наконец, оценивать и давать отзывы о результатах обучения. Поэтому она требует от учителей брать на себя роли, отличные от тех, которые выполняются в обычной лекции, включая, в частности, следующее:

Создатель цифровых учебных ресурсов в сотрудничестве с специалистами по цифровому производству (программистами, редакторами, дизайнерами, аниматорами и т. д.).

Советник по педагогическим вопросам, чтобы разрешать студенческие сомнения и проблемы в отношении взаимодействия с ресурсами. Передатчик и строитель знаний, чтобы предложить более широкую информационную структуру (теорию), применяемую к действиям с AR или VR. Наставник, чтобы направлять, поощрять, сопровождать и бросать вызов учащимся в использовании технологий. Исследователь и куратор ресурсов, для нахождения и отфильтровывания лучших ресурсов, доступных на рынке для конкретных учебных целей, и предоставить их ученику. Дизайнер, учебный дизайнер, для создания стимулирующей учебной деятельности с использованием AR и VR. Инноватор, разработчик новых образовательных возможностей для этих технологий, формирующий новые практики обучения. Мыслитель, критический мыслитель, чтобы советовать о рисках коммерциализации знаний, стимулировать сотрудничество, продвигать этические принципы в действиях или связывать самые разные области знаний.

Педагогические принципы AR и VR

Сенсорная зрелищность AR и VR сама по себе не порождает обучения. Чтобы это произошло, в рамках системы образования технологические ресурсы должны быть частью деятельности, за разработку которой отвечает педагог. Как мы можем максимально использовать эти ресурсы? Какие педагогические принципы могут служить руководством для тех, кто руководит этим опытом обучения?

Новые педагогики — это «набор педагогических подходов и идей, которые вытекают из использования ИКТ в образовании и стремятся использовать все их коммуникационные, информационные, совместные, интерактивные, творческие и инновационные возможности в рамках новой культуры обучения».

С одной стороны, AR и VR используются в качестве конкретных ресурсов для традиционной учебной практики. Основное значение AR и VR в этих случаях заключается в повышении мотивации студентов и обогащении учебных ресурсов. Однако с современной социокультурной точки зрения современная технологическая революция также требует революции в области образования с более глубокими преобразованиями в практике преподавания, а не только в учебных материалах, что воспитатели рискуют использовать «старое вино в новых мехах». Поэтому существует потребность в «возникающих педагогиках» , которые будут успешно изучать возможности активизирования новых технологий. В конкретном случае с AR и VR — уроки, извлеченные из их образовательного применения, показывают, что лучшие практики отвечают педагогическому подходу с конструктивистской системой, ориентированной на обучение, поскольку учащиеся решают, как объединить дополненную информацию или как взаимодействовать с виртуальным моделированием.

Таким образом, отношения ученика к цели обучения основаны не только на интеллектуальном контенте, но и на опыте погружения в учебную среду.

Выдающиеся педагогические тренды:

Цифровые образовательные материалы Все более популярной тенденцией является эволюция традиционных материалов для чтения и письма, которые поддерживают обучение (книги, ксерокопии и т. д.) в направлении новой экосистемы цифровых ресурсов. Лучший пример AR состоит из «волшебных книг», которые представляют собой тексты с маркерами, которые активируют отображение добавленной информации в 3D с помощью цифрового устройства. Растущая доступность видеоигр на основе VR также подразумевает революцию в материалах, предлагаемых для участия в опыте погружения, а не просто для поиска информации. Геймификация Способность игр создавать обучение является одной из расширяющихся образовательных тенденций. Преимущество VR заключается в впечатлении от полного погружения в игру, в то время как AR способствует созданию любого реального сценария на игровом поле. Это возможно не только в приложениях, разработанных специально как игры, но и в тех, которые включают динамику игры (совместную или конкурентную) в «серьезной» среде обучения. Например, gymkhanas, в котором учащиеся следуют серии подсказок или могут пройти через несколько уровней, это одна из наиболее часто используемых тенденций для этих технологий (Fundación Telefónica, 2011).

Экспериментальное обучение

И AR, и VR позволяют сценарии, в которых учащиеся могут проверить теорию, узнав о некоторых типах контента, изучить условия, в которых они действуют или где их нельзя применять. Эти цифровые технологии позволяют с относительно низкой стоимостью вводить учащихся в реальность, подлежащую изучению, в случаях, когда в противном случае невозможно посмотреть, например: исторические сценарии; или дорогостоящие контексты, такие как подготовка пилотов, которые заменяются симуляцией полета; или чрезвычайно рискованные ситуации, такие как медицинские манипуляции с больными.

Мобильное обучение

Студенты могут изучать контент обучения на основе AR или VR в любом порядке, когда и где бы они ни пожелали, без ограничений по расписанию классов, если у них есть соответствующее цифровое устройство. Это дает преимущество (и вызов), что в любом месте можно создать учебный сценарий, и можно спроектировать деятельность в наиболее подходящей моделируемой или реальной среде для развития студентов.

Смешанное обучение

Одной из критических замечаний в отношении интенсивного использования обучения является именно отсутствие педагогического плана, который объединяет ресурсы, предоставляемые AR и VR, в последовательности, специально разработанной для развития компетенций. Вот почему некоторые авторы предпочитают смешанную модель, которая сочетает в себе достоинства очного обучения (физическое присутствие учителя, оценка эффективности, отзывы от эксперта) и преимущества онлайн-обучения. Расширенное образование В самом широком смысле, подрывной характер AR и VR заключается в их способности создавать учебные среды с человеком, который учится как главный герой, без необходимости какой-либо конкретной программы обучения или руководства учителя, по словам защитников концепции расширенного образования. Платформы, которые используют инструменты для разработки цифровых приложений, позволяют людям совместно разрабатывать свой собственный опыт обучения в лабораториях социальных инноваций.

Оценивание

В некоторых случаях виртуальная реальность и расширенная реальность присоединяются к банку используемых материалов в рамках традиционной педагогики. Тем не менее, их подрывной потенциал огромен и позволяет изучить способы разработки и обучения, которые возникают с большая сила в эпоху цифровых технологий. Нам нужно выйти из нашей комфортной зоны обычного инструменты оценки и изучить стратегии, которые лучше соответствуют

опыт, накопленный этими технологиями.

ПРАКТИКИ ОЦЕНИВАНИЯ ДЛЯ VR И AR

Геймификация Это самая известная педагогическая тенденция в использовании AR и VR и предлагает инструменты оценки, которые добавляют дополнительную дозу мотивации. Gymkhanas, конкурсы, бонусы, выравнивание или любая динамика, взятая из игрового мира, которая может быть направлена ​​на повышение индивидуальной конкурентоспособности или командной кооперации.

Автоматическая обратная связь

Оценивание может быть интегрировано в видеоигры VR или в добавленную информацию AR. В случае VR часто используются «уровни» сложности, и к ним можно получить доступ постепенно, преодолев тесты на предыдущем уровне. Преимуществом этого инструмента является мгновенность ответа, что подразумевает мощное подкрепление для освоения контента или развития желаемых компетенций.

Обучение, основанное на решении проблем(PBL)

Как VR, так и AR интегрируют учебный контент в соответствующий сценарий (реальный или имитируемый). Один из способов воспользоваться преимуществом этого — сформулировать опыт обучения вокруг решения проблем. Например, Gymkhanas являются типичными методами оценки в геолокационных средах AR или VR.

Портфолио

В образовании, сфокусированном на студенте, пользователи VR и AR могут выбирать, как продемонстрировать свою эволюцию. Поэтому создание портфолио, особенно цифровых портфолио, является полезным инструментом, который помогает каждому человеку задуматься над их обучением и защитить его с помощью наиболее подходящих доказательств. Наиболее заметные доказательства включают блоги, электронные файлы (например, на диске или Dropbox) или продукты, полученные из приложения в реальных контекстах (макеты, устройства, карты и т. д.) полученных знаний. Самооценивание Ориентированное на студенте обучение использует согласованную стратегию оценки, в которой сами студенты самостоятельно регулируют свою работу. Роль учителя заключается в том, чтобы предоставить студентам рубрики или инструменты для самооценки, чтобы они могли оценить степень, в которой они знают о своих достижениях и областях своих возможностей, используя инструменты VR и AR.

Взаимооценивание

В совместных действиях, основанных на VR и AR, студенты имеют возможность работать в команде в поддержку общей цели. Стратегия оценки этого обучения среди сверстников — это взаимное оценивание их соответствующих вкладов посредством рубрики, предлагаемой преподавателем, которая может служить для повышения осведомленности о наиболее важных аспектах, связанных с учебным процессом.

Выгоды

Новизна использования AR и VR в образовании порождает ожидания, которые должны быть подтверждены и опрошены на практике. Помимо особенностей двух технологических модальностей, литературные отчеты в обоих случаях дают аналогичные преимущества для обучения, поэтому этот раздел не разделяет их по отдельности. Однако важно подчеркнуть что использование этих инструментов для автоматического получения положительных эффектов в образовательных процессах недостаточно, хотя использование обоих ресурсов неоднократно показывали пользу в контексте образования.

Внимание Естественный эффект сенсорного богатства AR и VR и их способность генерировать

немедленный ответ на действие субъекта или их погружаюший характер заключается в усилении внимание человека, использующего эти технологии. Это преимущество имеет решающее значение в цифровой эпоху, в которой, как заявил Николас Карр, чрезмерная стимуляция ослабляет нашу способность обращать на что-либо внимание.

Память В краткосрочной перспективе память с использованием VR и AR получает печать информационного контента, который находится в контексте, с которым человек взаимодействует. В долгосрочной перспективе их использование улучшает способность субъекта извлекать «прожитый» опыт, а не просто научение инструментам. Эффективный темп обучения Они сокращают время для приобретения определенных навыков, особенно процедурных, в которых манипулирование цифровыми объектами в рамках опыта VR или взаимодействие с реальным среда с AR позволяет ускорить практику этих операций.

Практический опыт после теории

Они способствуют когнитивному развитию, вытекающему из возможности экспериментирования на основе опровержения или подтверждения теории; взаимодействие с целями обучения; генерация альтернатив и новых идей; и визуализация объекта под разнообразными углами или точками зрения. Короче говоря, VR и AR способствуют материализации учебного процесса, погружению ученика в контексте более осязаемой информации, которая делает возможным усилить связь между теорией и практическим применением.

Положительное влияние на мотивацию

Различные исследования показали влияние использования VR и AR для мотивации обучения. С одной стороны, они увеличивают ценность приобретения определенных навыков в контексте погружения, в котором учащиеся являются главными героями. С другой стороны, они облегчают впечатления от передового опыта с очень сенсорным воздействием, которое порождает любопытство и особенно привлекательно для поколений, которые выросли в условиях, где все чаще доминируют цифровые технологии.

Персонализация обучения

Способность AR и VR генерировать различный тип плотной информации вокруг учебного контента позволяет индивидуализировать учебный опыт и адаптировать его к разным познавательным стилям и способам обучения. Например, они были объединены с адаптивными платформами электронного обучения так, что учащиеся в зависимости от того как они работают на курсе в разных видах деятельности и от трудностей, с которыми они сталкиваются при их решении, могут использовать различные технологические вспомогательные ресурсы.

Новые тренды

Коллективные интерактивные среды Разработка видеоигр VR и приложений AR развилась от первых индивидуальных применений к многопользовательскому опыту, в котором несколько игроков или участников взаимодействуют в этих оцифрованных сценариях. Что касается обучения, это позволяет создавать мероприятия, ориентированные на сотрудничество. Хирургические симуляционные упражнения, выполняемые одновременно группами студентов-медиков или gymkhanas в туристических местах или университетских городках, — это только начало мира, который еще предстоит изучить. Интеграция искусственного интеллекта и человеческого мозга Беспрерывная эволюция к человеческой реальности, все более и более используемая с цифровой технологией, приближает нас либо к мечте человечества либо к кошмару: эпохе человека киборга. В частности, компания Neuralink, недавно перезапущенная Элоном Маском, исследует возможности подключения человеческого мозга к цифровым приложениям, которые добавят информацию или разгрузят рабочие функции. Цель проекта — стимулировать когнитивные способности человека через мозговые имплантаты. Несмотря на то, что на нынешней стадии раннего эксперимента основное внимание уделяется лечению неврологических заболеваний, таких как эпилепсия или болезнь Альцгеймера, на самом деле трудно предвидеть, какими могут быть ее эволюция и применение.

Совместная разработка цифровых приложений студентами

Системы для создания AR и обогащения виртуальных моделей становятся все более простыми и в настоящее время не требуют специальных знаний о программировании. Это позволяет образовательным системам привлекать студентов к совместному проектированию этих ресурсов, делая их не только потребителями, но и образовательными «продуктивными потребителями». Примером является туристическое приложение AR, которые позволяют пользователям добавлять информацию в приложение.

Разработка носимых устройств

Рынок AR и VR развивается по отношению к устройствам, которые легче переносить. Следующим шагом, который уже разрабатывается, является интеграция этих устройств в объекты, которые мы можем носить, известные как Wearables, такие как смарт-очки, контактные линзы, браслеты или часы. Эти устройства могут быть связаны друг с другом по беспроводной сети с другими цифровыми устройствами, интегрируя наш человеческий опыт в среду, где реальность и виртуальность постоянно меняют данные и реакции. До сих пор одним из препятствий этих устройств была их высокая стоимость и отсутствие эргономики, но многомиллионные инвестиции крупных технологических компаний в разработку новых прототипов заставляют верить в то, что эти проблемы можно преодолеть в краткосрочной перспективе. Смесь виртуальной реальности и дополненной реальности Некоторые компании объявили о своих проектах, которые сочетают оба инструмента. Например, Intel представила устройство, с которым они выходят в мир развлечений с погружением. Project Alloy — это надеваемый на голову дисплей (HMD), который объединяет Virtual Reality и Augmented Reality и является независимым аппаратным обеспечением, которому не нужен какой-либо внешний процессор для работы, иными словами, он функционирует автономно. 3D-камеры в объективах получают ввод данных от руки пользователя, что дает возможность взаимодействовать с виртуальным сценарием или вводить элементы реального мира в цифровую среду. Геолокация Использование AR и VR в геолокации упрощает и автоматизирует общие задачи, поскольку Augmented Reality позволяет накладывать цифровую информацию в реальной среде и предполагает значительное улучшение эффективности визуальных интерфейсов для обучения, поддерживания и обслуживания в умных средах (таких как умные города). Тем временем виртуальная реальность позволяет использовать цифровые среды для обучения сложным или опасным действиям, а также для наблюдения за процессами и операциями управляющего центра (такого как, например, управления инфраструктурой).

Критический взгляд на AR VR Несколько вопросов указывают на то, что не все, что связано с дополненной реальностью и виртуальной реальностью, является позитивным в отношении использования технологий, как это видно ниже: Стоимость производства электронных устройств с AR и VR может быть запретительной; следовательно, создание опыта погружения затруднительно. Технология создания такого опыта является новой и экспериментальной, а это означает, что в области образования все еще есть несколько аспектов, связанных с обучением, которые необходимо исследовать и анализировать. Сбор и хранение информации обо всем, что необходимо для реализации дополненной реальности и виртуальной реальности, требует много времени и усилий. Очень часто люди перестают общаться лицом к лицу, а виртуальные отношения становятся все более преобладающими, что может порождать неопределенность, слабые эмоциональные связи, превращение в обыденность и эскапизм. Эта ситуация может быть значительно усилена с использованием AR и VR.

Последствия обучения в среде VR — это не то же самое, что обучение и работа в реальном мире. Это означает, что даже если кто-то хорошо работает с имитируемыми задачами в среде VR, тот же человек может не так хорошо работать в реальном мире.

Требуемая скорость обработки данных чрезвычайно высока по сравнению с самыми популярными в настоящее время электронными устройствами. Это связано с тем, что все изображения, снятые на видео, необходимо проанализировать, чтобы распознать их и выполнить соответствующие действия, которые впоследствии появляются неожиданно.

https://observatory.itesm.mx/edu-trends-augmented-and-virtual-reality/

2018.edcrunch.ru

---

Смотрите также

• 
  Разрешение камеры iphone 7
• 
  Samsung s6 ремонт
• 
  Что нового в обновлении айфон
• 
  Вацап на телефон как работает
• 
  Huion 1060 new plus
• 
  Кабель для интернета как выбрать
• 
  Ssd a data 128gb
• 
  Бенчмарки для компьютера
• 
  Полнокадровый фотоаппарат никон
• 
  Лучшие наушники для iphone
• 
  Sennheiser беспроводные наушники для телевизора