Виртуальная реальность ещё не стала частью нашей повседневности, но на уровне разработок уже проникла в сферы от медицины до искусства и становится всё более доступна пользователю: самые простые VR-очки изготавливаются из картона. Постепенно VR находит своё место и в сфере детского образования, значительно меняя сам процесс обучения.
Как технологии меняют образование
Сразу скажем: речь не о том, чтобы приложения и гаджеты заменили школьникам учебники или работу в классе с учителем. Но современные технологии, такие как виртуальная и дополненная реальность, могут существенно дополнить традиционные методы и обеспечить более полное погружение в предмет изучения.
Исследования показываютThe Brain May Use Only 20 Percent of Its Memory-Forming Neurons , что мы запоминаем только 20% от того, что мы слышим, 30% - от того, что видим, и до 90% - от того, что делаем сами или испытываем во время симуляции. Виртуальная реальность позволяет получить реальный опыт присутствия, повышая эффективность обучения и вероятность запоминания.
Погулять внутри человеческого тела, совершить экспедицию на Марс, оказаться внутри химической реакции вещества - всё это позволяет совершенно иначе понимать и воспринимать предмет.
Кроме того, использование современных технологий во время школьных занятий кажется детям очень увлекательным, они с энтузиазмом погружаются в процесс. Если во время традиционного урока учителю трудно удерживать внимание всех учеников, то во время виртуального тура дети полностью вовлечены и фокусируются на 100%, поэтому процесс обучения идет с максимальной эффективностью.
Чему можно научиться в виртуальной реальности
Виртуальная реальность, как никакая другая технология, может обеспечить эффект погружения. VR - это не абстрактная информация, которую ребёнку надо запомнить, а полноценный визуальный опыт, на котором многим легче учиться.
Многие VR-приложения основаны на простой демонстрации 3D-объектов, фото или видео, но даже это фундаментально меняет процесс познания. И уже существует немало VR-приложений, в которых пользователь может активно влиять на виртуальную реальность и преобразовывать её. Мы подобрали несколько интересных VR-проектов, чтобы показать, чему школьник может научиться и что узнать с их помощью.
Путешествовать с Google Expeditions
Приложение Google содержит сотни туров и объектов в виртуальной или дополненной реальности, с которыми можно отправиться на раскопки археологов, совершить экспедицию под водой, превратить класс в музей. Пока преподаватель рассказывает, например, об океане, ученики «погружаются» на дно океана и «плавают» рядом с акулами. Или, используя дополненную реальность, учитель может устроить извержение вулкана прямо в классе, рассмотрев и обсудив его вместе с учениками.
Недорогие картонные очки Google Cardboard вместе с приложением Expeditions уже используются преподавателями в тысячах школ по всему миру.
Разобраться со сложными научными понятиями в MEL Chemistry VR
VR-уроки от Mel Science позволяют оказаться внутри химических реакций и увидеть своими глазами, что происходит с частицами веществ. Ученики могут взаимодействовать и экспериментировать с атомами и молекулами, а учитель контролирует ход VR-урока и видит прогресс каждого ученика. Мощная визуализация и эффект присутствия помогают понять суть химических явлений без бессмысленного зазубривания формул.
Рисовать в Tilt Brush
Это приложение позволяет рисовать в виртуальной реальности, где всё, что вы задумаете, возникает прямо из воздуха. Представляете, какой взрыв фантазии такие возможности вызовут у творческого школьника?
Даже если ребёнок не будет связывать свою дальнейшую жизнь с искусством, вполне вероятно, что к моменту, когда он будет получать профессиональное образование, проектирование в виртуальной реальности для многих специальностей станет обычным делом. К сожалению, VR-шлемы, необходимые для этой программы, всё ещё довольно дорогое оборудование.
Узнать о строении организма в InMind и InCell
Два очень красивых приложения, наглядно раскрывающих принципы работы мозга и клеток организма в виде игр. Анатомия вдохновляет разработчиков VR-приложений, и интересных решений в этой области можно найти немало. Мы остановились на этих двух, потому что, во-первых, это примеры российской разработки (их выпустила студия Nival VR), а во-вторых, они полностью бесплатны. Кстати, медицина - одна из сфер, где VR-технологии уже сегодня заняли заметное место в науке, практике и профессиональном обучении.
Познакомиться с виртуальной реальностью в The Lab и создавать её в CoSpaces Edu
Ещё один распространённый тип образовательных VR-приложений даёт представление о самой этой технологии. The Lab - альманах мини-игр, демонстрирующих возможности виртуальной реальности. С этого полностью бесплатного приложения рекомендуют начинать знакомство с VR.
Если ребёнок уже заинтересовался виртуальной реальностью, то ему можно предложить площадку для самостоятельного творчества. Подойдёт CoSpaces Edu: 3D-конструктор можно собирать из готовых объектов или строить их самостоятельно, а можно и писать код.
Это новое захватывающее направление в разработке приложений. Оно знаменует собой новые форматы сторителлинга и более действенные способы передачи эмоций и ощущений.
Если раньше для создания подобных приложений требовалось дорогое оборудование и специальные навыки, то сейчас разработка виртуальной реальности стала доступна благодаря интуитивно понятным инструментам и технике, которую можно найти в ближайшем магазине электроники. В этом руководстве мы разберём, как создать видео-приложение с обзором в 360 градусов для Android за десять минут. Навыки программирования не требуются.
Что понадобится
Телефон с гироскопом под управлением Android KitKat или более новой версии.
Unity3D — кроссплатформенный игровой движок версии 5.6 и выше.
Видео с обзором в 360 градусов.
Как создать приложение?
Если обычное видео ограничено прямоугольной рамкой, то панорамное имеет форму сферы. Поэтому для начала создадим сферический экран, на который будет спроецировано видео с обзором в 360 градусов. Игрок (или наблюдатель) будет находиться внутри этой сферы и сможет смотреть видео в любом направлении.
Шаг 1: Построить сферу ?
Создадим новый Project в Unity или новую Scene, если хотим интегрировать видеоплеер в уже существующий проект. Считайте, что Scene - это один уровень в игре, а Project - вся игра.
Поместите сферу (3D object → Sphere) радиуса 50 (Scale = 50, 50, 50) в центр Scene (Position = 0, 0, 0). Установите позицию камеры на 0, 0, 0. Камера - это глаза игрока: если поместить её не в центр, то видео будет искажённым.
Поместив камеру внутрь сферы, мы больше не видим её на сцене. Так происходит из-за того, что большинство игровых движков не отображает внутреннюю сторону 3D-объектов, так как нам почти никогда не нужно её видеть, а значит можно не тратить ресурсы на отрисовку.
Шаг 2: Перевернуть нормали сферы ?
В нашем случае нужно смотреть на сферу изнутри, поэтому мы вывернем её наоборот.
В Unity сферы на самом деле являются многогранниками, составленными из тысяч крошечных граней. Их внешние стороны видимы, а внутренние - нет. Чтобы увидеть сферу изнутри, необходимо перевернуть эти грани. В терминах трёхмерной геометрии такая трансформация называется переворачиванием нормалей.
Применим программу Shader к Material сферы. Материалы в Unity контролируют внешний вид объектов. Шейдеры - это небольшие скрипты, которые рассчитывают цвет каждого рендерированного пикселя, основываясь на информации о материале и освещении.
Создадим новый Material для сферы, к нему применим Shader, код для которого можно скопировать отсюда . Этот шейдер вывернет каждый пиксель сферы, и изнутри сфера будет выглядеть как большой белый шар.
Шаг 3: Спроектировать панорамное видео внутрь сферы?
Импортируйте в проект видео с обзором в 360 градусов формата mp4, перенесите его на сферу. Появится компонент Video Player, и видео будет готово к воспроизведению. В окне этого компонента можно установить бесконечный повтор и отрегулировать настройки звука.
Прим. ред. Если у вас нет собственного видео такого типа, можно использовать чужие заготовки, свободно распространяемые в Интернете.
Шаг 4: Настроить поддержку Google Cardboard ?
Используя GoogleVR SDK, мы создадим стереоскопическое изображение. Совокупность эффекта рыбьего глаза, применённого к обеим частям разделённого наполовину экрана, и искажения пластиковых линз Google Cardboard создаёт иллюзию глубины картинки и погружения в виртуальную реальность.
Для того чтобы добавить GoogleVR SDK к проекту, скачайте и импортируйте плагин . Далее скорректируйте настройки Android:
- В верхнем меню выберите File → Build Settings . Добавьте сцену, если она еще не была добавлена, а из предлагаемых платформ выберите Android.
- Нажмите на Switch Platform . Переключение платформы займёт некоторое время.
- Нажмите на Player Settings . На панели инструктора появятся компоненты.
В окне Player Settings в секции Other settings :
- Отметьте галочкой Virtual Reality Supported . В выпавшем окне Virtual Reality SDKs нажмите на +, добавьте в список Cardboard .
- Выберите для вашего приложения уникальное имя и введите его в поле Bundle Identifier . Уникальные имена приложений под Android обычно имеют форму обратного доменного имени, например, com.example.CoolApp . Подробнее про это можно почитать в официальной документации и в Википедии .
- В меню Minimal API Level выберите Android 4.4 Kit Kat (API Level 19) .
В панели Project Browser в папке GoogleVR/Prefabs выберите элемент GvrViewerMain и перетащите его на сцену. Задайте ему такую же позицию, как у центра сферы: 0, 0, 0 .
Префаб GvrViewerMain контролирует все настройки режима виртуальной реальности, например, адаптацию экрана к линзам Cardboard. Он также получает данные с гироскопа телефона для отслеживания поворотов и наклонов головы. При повороте головы Camera в видеоплеере тоже повернётся.
Шаг 5: Запустить приложение на Android ?
Это можно сделать двумя разными способами:
- Выберите File → Build Settings . С помощью USB-кабеля подключите телефон к компьютеру, включите отладку по USB и нажмите Build & Run . Приложение загрузится сразу на телефон.
- Или нажмите Build only . Приложение не загрузится на телефон, но зато сгенерируется в APK-файл, который можно отправить другим людям или выложить в магазин мобильных приложений.
В течение процесса сборки вас могут попросить выбрать корневую папку Android SDK. В этом случае скачайте Android SDK и укажите расположение его папки.
Осталось только запустить приложение и вставить телефон в Cardboard. Теперь вы можете испытать погружение в виртуальную реальность с обзором в 360 градусов у себя дома.
Что дальше
Поздравляем, вы создали видео-приложение с обзором в 360 градусов! Теперь вы на шаг ближе к разработке видео-приложения виртуальной реальности. Да, между ними есть разница. В первом случае наблюдатель может только смотреть в любом направлении. Во втором случае добавляется интерактивность, то есть контроль над объектами.
Приложение, которое вы только что создали, может послужить отправной точкой в построении более разнообразной виртуальной реальности. Например, в Unity можно наложить на верхний слой видео 3D-объекты и эффекты частиц.
Вы также можете попробовать поместить внутрь панорамного видеоплеера трёхмерное изображение некоторой окружающей обстановки и использовать видеоплеер как skybox. Для навигации пользователя по созданному окружению можно использовать этот
«Если вы постоянно вертитесь в этой индустрии, то хотите вы того или нет, но начинаете замечать определённые тренды и тенденции. Мне кажется, что за виртуальной реальностью кроется действительно огромный потенциал» - слова создателя игр Doom и Quake, а также сооснователя Oculus VR Джона Кармака, как нельзя лучше описывают будущее виртуальной реальности.
Эксперты считают, что к 2020 году индустрия виртуальной реальности будет оцениваться в $30 млрд, и сейчас VR движется к этому показателю огромными шагами.
При поддержке компании Microsoft, которая запустила курс по разработке приложений для виртуальной реальности , публикуем материал о том, зачем учиться разработке VR-приложений.
Французский писатель и режиссёр Антонен Арто вряд ли думал, что введённый им термин «виртуальная реальность», к 2016 году превратится в одну из самых перспективных и дорогих компьютерных индустрий. Впервые Арто употребил этот термин в собрании эссе «Театр и его Двойник» в 1938 году. Об очках виртуальной реальности, программном обеспечении и магазинах приложений речи, разумеется, не шло. Виртуальной реальностью Арто называл иллюзорную природу персонажей и объектов в театре.
Виртуальную реальность в её привычном для нас понимании популяризировал программист, писатель и музыкант Джарон Ланье. В середине 80-х, созданная им компания VPL Research, удерживала права на большинство патентов в сфере VR. А настоящий бум виртуальной реальности в то время обеспечили фильмы «Газонокосильщик» и «Мозговой штурм», а также книга Говарда Рейнгольда «Виртуальная реальность».
Сейчас о виртуальной реальности в большей или меньшей мере знает каждый. В конце 2015 года аналитическая компания Statista провела исследование среди жителей США. Всем респондентам задали один и тот же вопрос - «Заинтересованы ли вы в виртуальной реальности?» - и попросили оценить свой интерес по пятибалльной шкале. Лишь 7% оценили свой интерес на единицу, 5% на двойку. 44% сказали, что заинтересованы на пять баллов и 26% - на 4.
В любом исследовании, касающемся виртуальной реальности, всё так или иначе сводится к тому, что индустрия будет процветать. Прибыль от программных продуктов к 2018 году
вырастет почти в 60 раз, количество пользователей к этому же году возрастёт до 171 млн, а прибыль от продажи шлемов виртуальной реальности вырастет с $685 млн до $3,89 млрд.
VR - это идеальная индустрия и для разработчиков. Она относительно нова, а значит еще не сформирована и не наполнена специалистами, интересна, а объём инвестиций в неё сейчас катастрофически велик. Разумеется, разработчики и сами это понимают. Статистики по количеству разработчиков в VR-индустрии нет, однако известно , что только Oculus Rift Development Kit купили в количестве более 175 000.
По мнению VR-инженера Лив Эрискон, один из главных вопросов, который ей задают программисты - «Как много денег и времени мне придется инвестировать, чтобы научиться работать с VR?». Учитывая $600-ценник на первые версии Oculus Rift, раньше этот ответ был бы не слишком воодушевляющим. Теперь, когда есть Cardboard, а практически каждый человек имеет смартфон, это не проблема.
Что касается временных рамок - здесь ответ более расплывчат. По мнению Эриксон, многое зависит от уровня подготовки и способности к обучению. «Если вы знакомы с C# и Unity, то дело пойдёт гораздо быстрее», - говорит инженер.
Зарплата VR-программиста зависит от выбранной им специализации, но, в целом, выше средней по рынку. Больше всего получают специалисты, работающие в медицинской и финансовой среде. Несмотря на то, что внимание СМИ обращено на социальные сети и игры, в сфере медицины и бизнеса происходит не меньше интересного. Например, стартап MindMaze разрабатывает виртуальные пространства для восстановления больных после сердечных приступов. Компания Vivid Vision создаёт игры для лечения амблиопии - болезни, которая ослабляет зрение - и косоглазия.
В бизнесе и корпоративной среде виртуальная реальность развивается с не меньшей скоростью. Компания SDK Lab создаёт виртуальные пространства для обучения сотрудников горнодобывающих компаний, Autodesk экспериментируют с использованием VR в сфере недвижимости, а IrisVR создают инструментарий для 3D-моделирования объектов.
Проблема для разработчиков состоит в том, что VR-шлемов много. Oculus, Microsoft Hololens, Samsung Gear VR, Google Cardboard - эти девайсы вспоминаются сразу. Еще есть HTC Vive, Project Morpheus, Visbox, Fove, StarVR - и на самом деле их еще больше. Разработчики сходятся во мнении, что вне зависимости от выбранной платформы, принцип обучения примерно одинаковый. Первый шаг - изучение C++ или C#, затем Unity или Unreal, так как это наиболее распространённые SDK, которые используют при разработке приложений виртуальной реальности.
Другой вопрос - где начать обучение. Во всём мире сейчас не больше 10 университетов, которые предлагают курсы по VR-разработке. Большая часть из них находится в США и лишь несколько за их пределами, в Норвегии и Сингапуре. Хороший вариант - обучаться самостоятельно. Для этого желательно уже иметь навыки разработки. Начать обучение можно с видеоуроков об инструменте для разработки Unity.
После знакомства со средой Unity, можно перейти к более продвинутому курсу Microsoft . Он посвящен созданию приложений виртуальной и расширенной реальности. Курс состоит из десяти модулей. Первые - ознакомительные и отводятся обсуждению основ виртуальной реальности, использованию VR-шлемов и принципам создания VR-программ на Unity.
Ближе к концу преподаватели курса рассказывают о более сложных технических деталях. Например, в четвертом уроке идёт речь о создании ПО для шлема Fibrum. В пятом - об особенностях взаимодействия с пользователем в виртуальной реальности: как избавить пользователя от дискомфорта и сложностей в управлении. Последний модуль отводится созданию высокоэффективных приложений на C++/DirectX.
Курс ведут евангелисты Microsoft Russia Дмитрий Сошников и Дмитрий Андреев, технический директор маркетингового агентства MAAS Александр Кондратов и основатель компании по разработке VR-приложений VR-AR Lab Артём Печеный.
Дмитрий Сошников,
евангелист Microsoft Russia
Сам по себе курс скорее технологический, он учит основам разработки приложений виртуальной реальности для мобильных устройств. Чтобы разработать успешное приложение или игру, необходимо помимо этого ещё несколько составляющих: идея, хорошо подходящая под виртуальную реальность, навыки разработки игр в Unity, навыки создания трехмерных моделей для VR и бизнес-модель - идеи по возможной коммерциализации приложения.
В любом случае, надо пробовать. Придумать какую-нибудь идею и попытаться её реализовать на практике. Даже если не хватает каких-то составляющих, то это не повод откладывать процесс. Рынок VR-приложений пока достаточно свободный, и надо начинать действовать прямо сейчас! При этом с технологической точки зрения, всё не очень сложно, на нашем опыте обучиться созданию VR-приложений можно за пару дней.
Мы со своей стороны поддерживаем разработчиков на нашей платформе, например, в декабре прошел хакатон по VR/AR, на студенческом конкурсе Imagine Cup был целый ряд студенческих VR-проектов, получивших призовые места. Надо начинать действовать и менять этот мир к лучшему.
VR поменяет многие индустрии. В первую очередь, конечно, в голову приходят игры и развлечения. Кроме этого, отдельный класс приложений - это 360-видео или телеприсутствие, когда пользователь может «виртуально» перенестись в другое место. Подобные проекты имеют смысл в сфере образования, туризма и так далее.
Но на самом деле интереснее всего смотреть на то, как VR или AR могут использоваться в неигровых приложениях. Например, в обучении VR может позволить студентам заглянуть внутрь какого-то явления или процесса, будь то движение планет или атомная реакция. Вероятно, VR может изменить и стиль коммуникации людей, ведь недаром Facebook в своё время приобрела компанию Oculus VR.
1. Изучаем оборудование
Спросите себя: меня интересует разработка для десктопных устройств, наподобие HTC Vive, или меня больше привлекают мобильные устройства вроде Samsung Gear VR или Google Cardboard? Если вы пока не определились, то почитайте обзоры и подумайте о том, что лучше выбрать для вашего рынка. Если для ваших идей требуются контроллеры движения или качественная графика, то ориентируйтесь на подключаемые к компьютеру очки VR. Модели, которые сегодня поддерживаются движками Unity, Unreal и веб-реaлизациями:Компьютерная VR:
- Фотограмметрия и 3D-сканирование
- Изучите введение по пространственному позиционированию звука от Oculus, а также это видео 3D Audio: Designing Sounds for VR .
4. Внедрение интерактивности
После того, как вы освоитесь с движком и приготовите арт-материалы, нужно будет придумать, как придать вашему проекту интерактивности. Я очень рекомендую сначала почитать о принципах построения UI и UX в виртуальной реальности. Иначе у ваших пользователей могут заболеть глаза от плохих решений по стереоскопическому рендерингу, или их укачает. Этого можно избежать, просто отказавшись от привязки текста к полю просмотра, или поместив камеру игрока во время движения в видимую капсулу (автомобиль, скафандр, кабину). А если вы хотите реализовать ручное управление, то рекомендую делать всё как можно реалистичнее - ваши усилия по исследованию и прототипированию будут вознаграждены чувством присутствия.. Руководство, объясняющее разные полезные принципы.
Система образования – довольно консервативна. Несмотря на множество инновационных разработок и открытий, образовательный сектор практически не использует революционных методов обучения, в большинстве своем предпочитая «классику». Но информационные технологии предлагают новые правила для этой сферы – обучение в формате дополненной реальности.
Обучение в формате виртуальной реальности
Прежде всего, стоит отметить, что дополненная и виртуальная реальность – это не одно и то же. Для создания виртуальной реальности понадобятся или очки, которые нарисуют новый мир. Компоненты для создания виртуальной реальности (мощное и современное «железо», очки) достаточно дорого стоят. Еще одним камнем преткновения для внедрения виртуальной реальности в сферу образования может стать «потеря контакта» учителя-ученика: школьник путешествует в виртуальном мире, забывая о реальности в классной комнате.
С дополнительной реальностью дела обстоят на порядок проще. Дополненная реальность – инновационный способ демонстрации учебного материала. Унылая и весьма «заезженная» картинка оживает. Это не только не препятствует, но и в большей степени способствует (заинтересовывает) взаимодействию между учениками и учителем.
Разработка AR (анг. augmented reality) достаточно молода – с момента создания не прошло еще 10 лет, и массово в системе образования (даже развитых стран) пока не используется. Свое широкое применение она нашла в музейном деле («оживление» предметов) и уличной рекламе.
Чтобы привести систему в действие не потребуется хитроумных и дорогостоящих гаджетов: камера (подойдет даже камера в смартфоне), экран (телевизор, планшет, телефон), программное обеспечение, совместимое с имеющимся устройством, и маркер AR. В качестве маркера может быть использован чертеж, рисунок, графическое изображение или реальный объект (постройка, открытка или шоколадка). Приложение идентифицирует предложенный маркер и воспроизводит на экране графический объект или анимацию.
VR делает обучение увлекательным
Как это происходит на практике. На парте перед учеником лежит обычный учебник. На иллюстрации в книге направляется камера гаджета с установленным ПО. Программа распознает книжные рисунки как маркер, и вместо плоского рисунка атома появляется трехмерный объект, который можно рассмотреть со всех сторон. Уроки с дополненной реальностью позволяют ученикам становится частью происходящих процессов как микро- (молекулярный уровень), так и макромире (на уровне солнечной системы и галактик). Едва ли кто-то захочет прогуливать такие уроки физики.
Также многим людям гораздо легче воспринимать информацию, полученную в зрительном контакте, а не сквозь формулу или чертеж. Таким образом данная технология поможет без лишних усилий и серьезных вложений преодолеть барьер получения знаний для школьников и студентов. AR будет полезна при развитии пространственного мышления.
От разработок к реальности.
Стартап HoloGroup (Россия) сегодня активно работает над внедрением технологии дополненной реальности в образовательные будни школьников.
HoloGroup стала лауреатом независимой премии «Время инноваций-2016» в категории «Компьютерные и беспроводные технологии» в номинации «Открытие года».
Обучение в формате виртуальной реальности от HoloStydy ©photo holo.group
Команда специалистов работает над разработкой уроков в формате AR, адаптированных под Microsoft HoloLens (разработанное ими приложение). С помощью данного приложения можно уже сегодня познакомится с устройством нашей планеты.
Дополненная реальность превращает монотонные уроки в захватывающее приключение.
Загрузка...
