Виртуальная технология

Виртуальная реальность (VR) — искусственный, не существующий в природе мир, в который человек может полностью «погрузиться» не только как наблюдатель, но и как участник.

Системы виртуальной реальности — это технические устройства и программное обеспечение, создающие для человека иллюзию присутствия в этом искусственном мире и в ряде случаев позволяющие манипулировать его объектами.

У большинства всех систем виртуальной реальности есть (во всяком случае, должны быть), следующие основные характеристики.:

• Моделирование в реальном времени. Система виртуальной реальности должна выдавать пользователю в ответ на совершаемые действия картинку, звук, а также комплекс осязательных и прочих ощущений (если таковые предусмотрены) моментально, без заметных задержек.
• Реалистичная имитация окружающей пользователя обстановки. Для полного погружения пользователя в мир виртуальной реальности, система должна отображать виртуальные объекты с высотой степенью реалистичности, чтобы они выглядели «как живые».
• Поддержка одного или нескольких пользователей. Системы виртуальной реальности различают по числу одновременно работающих пользователей и делят на индивидуальные и коллективные. Как правило, индивидуальные системы создаются на базе устройств отображения, с которыми может работать только один человек (шлемы, очки и т. п.). Системы для коллективной работы создаются на базе средств отображения, доступных сразу нескольким пользователям. Пример стереоскопический видеопроектор, формирующий объемное изображение на большом.
• VR-система должна давать стереооскопическое изображение, обеспечивающее ощущение глубины пространства. Человек обладает бинокулярным зрением, то есть воспринимает мир обоими глазами сразу. При этом изображения, наблюдаемые каждым глазом, немного отличаются друг от друга и по отдельности не обладают объемностью, но наш мозг складывает две картинки в единое объемное изображение. Современные технологии генерации псевдо объемных картинок основаны именно на этом эффекте, и созданы так называемые стереоскопические пары изображений, обеспечивающие иллюзию объема.
• Интерактивность — возможность взаимодействия с виртуальным миром. В «виртуальной вселенной» пользователь должен быть исключительно активным наблюдателем. Он должен иметь возможность взаимодействовать с виртуальным окружением, а оно в свою очередь будет опираться на действия пользователя. Это позволит пользователю оглядываться вокруг и перемещаться в любых направлениях внутри виртуальной среды.

Примеры приложений с VR технологиями

Требование интерактивности является опциональным: в некоторых VR-системах человек выступает только в роли наблюдателя, но и это бывает весьма полезно и интересно. VR-системы даже иногда делят на интерактивные и не интерактивные.

Работа с последними больше напоминает просмотр стереоскопического видеофильма, так как пользователь не может повлиять на то, что происходит в виртуальном мире.

Конечно, возможности «погружения» у такой VR куда скромнее, чем у полностью интерактивной виртуальной среды, но при достаточно больших экранах и качественных спецэффектах впечатление от таких демонстраций остается неизгладимым.

Основными сферами применения виртуальной реальности являются: развлечения (компьютерные игры), профессиональное обучение (тренажеры и симуляторы для летчиков, космонавтов, спасателей, врачей, водителей крупных автомобилей), образование (образовательные системы для детей) и конструирование (космические аппараты, машины, строительные объекты, виртуальные миры), моделирование ситуаций (отработка штатных или аварийных ситуаций и катастроф, устранение последствий), путешествия (виртуальные туры и экскурсии).

Как работает виртуальная реальность

Основа виртуальной реальности — создание иллюзии присутствия человека в виртуальной обстановке. Человек «уходит» в нее, отождествляет себя с персонажем, «живет» в этой игре. Обеспечит ли данная система полное погружение человека в виртуальную среду, во многом зависит также от системы отображения.

https://www.youtube.com/watch?v=IyaxqnkvKpM

В то же время многие виды работы с трехмерными объектами могут и не требовать «погружения» человека в мир этого объекта. К примеру, при конструировании деталей сложной конфигурации или моделировании игровых персонажей обычно достаточно возможности манипулирования объемным изображением конструируемого объекта на экране монитор компьютера.

Иллюзия присутствия в виртуальном мире может быть значительно усилена за счет создания объемного стереоскопического изображения этого мира.

Системы виртуальной реальности создают стереоскопическое трехмерное изображение за счет разделения картинок, предназначенных для левого и правого глаза.

В результате, благодаря окулярности зрения у человек формируется ощущение объемности окружающего пространства, он может определять взаимное расположение предметов и также оценивать расстояния до них.

Известны следующие основные типы систем отображения для создания трехмерной виртуальной среды.

1. Настольные системы

Используют стандартные ЭЛТ-мониторы и стереоскопические дисплеи. Пользователь не погружается в виртуальную реальность, а видит виртуальный мир через «окно» дисплея.

2. PowerWall

Многодисплейная система, на которой можно получить детализированные изображения крупных виртуальных объектов в натуральную величину.

3. Шлемы виртуальной реальности

Могут обеспечить полное погружение зрителя в виртуальную среду. Разделение картинок правого и левого глаза в шлеме происходит с помощью встроенных оптических систем. Для получения качественной картинки разрешение экранов должно быть достаточно высоким.

4. Проекционные системы

При определенных условиях дают эффект, очень близкий к полному погружению в виртуальную среду.

5. VR-системы

В них виртуальное окружение проецируется на 4 или 6 стен-экранов специально оборудованного помещения. Система дает наиболее полный эффект присутствия в виртуальном мире, который может усиливаться звуковыми эффектами.

Компания «Увлекательная реальность» разрабатывает приложения и образовательные системы с виртуальной реальностью, которые позволяют полностью погрузить пользователя в виртуальную среду. Пользователь становится непосредственным участником происходящих вокруг него событий, а процесс изучения становится увлекательным и наглядным.

Видео:ЭПОХА VR. НАЧАЛО БУДУЩЕГОСкачать

Технологии виртуализации

Технологии виртуализации позволяют создавать на одном сервере несколько логических систем – изолированных виртуальных машин, с полным набором функций физических устройств.

Виртуализация возможна не только в рамках одного физического сервера, но и в рамках нескольких серверов, ЦОД или даже нескольких географически разнесённых ЦОД организации.

На современном уровне развития технологий возможна реализация виртуализации не только виртуальных машин, а также систем хранения и полнофункциональной сети.

При этом, большая часть функционала виртуализации может быть реализована на обычном оборудовании без необходимости покупки узкоспециализированного аппаратного обеспечения, либо сетевых компонент.

Для чего это нужно?

Виртуализация значительно упрощает работу ИТ-инфраструктуры, повышая производительность за счёт оптимизации использования ресурсов, сокращения затрат на обслуживание и управление. Радикально сокращается время создания типовой инфраструктуры и рационально используются ИТ-ресурсы, как аппаратные, так и человеческие.

Немаловажный момент – это создание постоянно функционирующей ИТ-инфраструктуры, защищённой от сбоев и устойчивой к катастрофам. За счёт грамотно построенной среды виртуализации происходит сокращение внеплановых простоев и абсолютное исключение плановых отключений на обслуживание серверов либо хранилищ данных. При этом, все ИТ-службы могут уйти от привязки к конкретному поставщику.

https://www.youtube.com/watch?v=aH-pazm_wkw

Для компаний любого уровня и на любой стадии развития ИТ-инфраструктуры возможно внедрение автоматизации процессов, так или иначе связанных с выделением вычислительных ресурсов для различных подразделений внутри компании, либо для своих заказчиков.

Для каких категорий пользователей подходит решение

Виртуализация подходит для любой компании, стремящейся создать гибкую и современную вычислительную инфраструктуру.

Простота внедрения и обслуживания, надёжность и функциональность, снижение рисков для предприятия, делают обоснованными инвестиции в эту технологию.

При современном уровне развития сторонних облачных систем, виртуализация открывает неограниченные возможности по объединению этих технологий и дальнейшего развития, направленного на бизнес компании, а не на постоянную заботу об ИТ-инфраструктуре.

Преимущества

Для руководства компаний:

• сокращение стоимости поддержки ИТ-систем;
• сокращение стоимости внедрения новых ИТ-сервисов.

Для руководителей ИТ-подразделений:

• сокращение сроков внедрения новых ИТ-сервисов;
• простота обслуживания инфраструктуры;
• повышение надежности ИТ-систем в целом.

Для ИТ-персонала:

• повышение удобства управления инфраструктурой;
• сокращение низкоквалифицированных работ;
• повышение собственной квалификации.

Первые системы виртуализации возникли в рамках операционных систем и позволяли создать виртуальные ПК параллельно с выполнением основных задач. Развитие данного направления привело к появлению отдельного класса программного обеспечения – гипервизоров.

Гипервизор устанавливается напрямую на аппаратную платформу и представляет все доступные ресурсы – мегагерцы процессора, мегабайты оперативной памяти, гигабайты места хранения и пропускную полосу сети для большого количества виртуальных машин.

Гипервизор не только создаёт эти ресурсы для каждой виртуальной машины, но и перераспределяет ресурсы между большим количеством потребителей и обеспечивает полный жизненный цикл виртуального сервера.

Основные решения для виртуализации вычислительных ресурсов на сегодняшний день:

• VMware vSphere
• Microsoft Windows Server
• Virtuozzo
• Citrix XenServer
• Oracle VM
• Red Hat Enterprise Virtualization
• Linux KVM
• Huawei FusionSphere

Виртуализация систем хранения данных

Современные ИТ-архитектуры обязательно содержат подсистему хранения данных. Она может быть реализована несколькими способами – от хранения на вычислительном узле до устройств, выделенных исключительно под хранение. Кроме того, хранение может происходить на различных носителях: от шпиндельных дисков и лент до твердотельных накопителей.

Для виртуальной инфраструктуры система хранения также является неотъемлемой частью.

Чтобы оптимизировать работу гипервизора с системой хранения, производители аппаратных СХД оснащают свои решения специализированными драйверами, которые позволяет перенести выполнение некоторых операций на СХД, что экономит вычислительные ресурсы.

Но есть ещё один путь – использование виртуализированного хранилища, применяемого в гиперконвергентных инфраструктурах. Такое хранилище создается на базе тех же самых вычислительных узлов и использует серверные диски как часть единого хранилища.

Это позволяет радикально сократить затраты на построение и обслуживание, выделить оптимизированные ресурсы хранения для каждой ВМ. В дополнение, система виртуализации СХД сама строит отказоустойчивую схему хранения с балансировкой нагрузки и в соответствии с политикой обслуживания для каждой ВМ. Системы виртуализации СХД могут применяться как в масштабах ЦОД, так и при выполнении небольших локальных задач.

Сами решения могут быть дополнениями к гипервизору или включаться в его состав по умолчанию. Все основные производители имеют в своём арсенале подобные решения:

• VMware Virtual SAN
• Microsoft Storage Spaces, входящий в Microsoft Windows Server
• Virtuozzo Storage
• Red Hat Ceph
• StarWind Virtual SAN
• Huawei FusionStorage
• EMC ScaleIODataCore
• Virtual SAN

Виртуализация сети

Чтобы построить полностью программно-определяемый ЦОД, необходимо иметь возможность не только виртуализировать стандартные устройства для сервера, но и гибко управлять конфигурацией сетевой топологии и правил межсетевых экранов. Для этого существует отдельный класс продуктов в среде виртуализации – решения для виртуализации сети.

https://www.youtube.com/watch?v=4JkIs37a2JE

В той или иной мере каждый гипервизор виртуализирует сеть, так как несколько физических сетевых портов могут делиться между десятками виртуальных машин.

Но для обеспечения более гибкого управления сетевыми параметрами на основе политик безопасности и правил межсетевых экранов, а также для снижения паразитного трафика в сети и уменьшения загрузки аппаратного сетевого оборудования необходимы более продвинутые инструменты создания виртуальной сети.

На данный момент на рынке представлено ограниченное количество решений, позволяющих виртуализировать сразу все аспекты сети:

• VMware NSX
• Microsoft Windows Server 2021 Datacenter вместе с System Center
• Cisco
• Huawei

Виртуализация рабочих мест

Важнейшая область применения технологий виртуализации – создание рабочих мест пользователей, когда основная рабочая нагрузка приходится на общий сервер, а пользователь видит на экране устройства доступа только изображение происходящего в виртуальном ПК. Эта технология получила название VDI (Virtual Desktop Infrastructure).

Виртуальные рабочие места позволяют выделять для каждого пользователя нужные именно ему рабочие инструменты, рационально распределять лицензии на программное обеспечение, иметь доступ к рабочему пространству со стационарных и мобильных устройств, обеспечивая удобное администрирование и соответствие политикам безопасности.

Если в компании необходимо использовать стационарные ПК или ноутбуки для удаленной работы, технологии VDI позволяют доставлять на устройства сотрудников только рабочие приложения, находящиеся на общем сервере, и не создавать полнофункциональные удаленные рабочие столы.

Решения для VDI, представленные на рынке:

• VMware Horizon
• Citrix XenApp и XenDesktop
• Parallels VDI и RAS
• Huawei FusionAccess

Управление и автоматизация виртуализации

Дальнейшее развитие технологий виртуализации и облачных сервисов привело к созданию новых ИТ-инфраструктур, гибридных и гиперконвергентных. Эти инфраструктуры полностью программно-определяемые и имеют глубокую интеграцию с частными или публичными облаками.

Для управления такими инфраструктурами необходимы мощные инструменты, которые с одной стороны будут учитывать специфику установленного физического оборудования, с другой иметь возможность быстро предоставлять ресурсы для нужд бизнеса, и с третьей стороны, быть прозрачными и защищёнными. Для этих целей и служат системы управления и автоматизации виртуализацией.

Среди основных продуктов можно выделить:

• VMware vCenter и vRealize
• Microsoft System Center
• Red Hat Enterprise Virtualization Manager
• Citrix Systems XenCenter
• SolarWinds Virtualization Manager
• DELL Foglight

Пакет vRealize Suite, представляет собой платформу для управления гибридным облаком на решениях VMware.

Под брендом vRealize компания VMware объединяет все решения, предназначенные для управления гибридной инфраструктурой, в том числе средства управления ресурсами на стороне облачных провайдеров (не только VMware), а также средства управления инфраструктурами на базе различных гипервизоров.

Стек VMware vRealize Suite отвечает требованиям компании Gartner, предъявляемым к средствам управления облаками – Evaluation Criteria for Cloud Management Platforms, а именно:

• доставка приложений или ресурсов инфраструктуры по требованию через портал самообслуживания или каталог сервисов;
• обсчет стоимости ресурсов облака и прозрачное планирование финансовых показателей его эффективности.

Технологии

• Parallels
• VMware
• Microsoft
• Citrix
• Red Hat
• OpenStack

Видео:Как работает VR? ОБЪЯСНЯЕМСкачать

Технологии виртуальной реальности в образовании

На сегодняшний день образование считается одним из наиболее перспективных направлений для развития и внедрения технологий виртуальной реальности. Идея применения виртуальной реальности с целью обучения уже далеко не новая, и VR технологии уже давно используются от виртуальных экскурсий на уроках истории или географии до обучения управления самолетом или скоростным поездом.

Преимущества внедрения VR в образовании

Виртуальная реальность открывает новые возможности для изучения теории и отработки практики, ведь традиционные методы могут быть весьма затратными или слишком сложными. Существует 5 основных преимуществ использования AR/VR в сфере образования.

• Наглядность. 3D-графика позволяет воспроизвести детализацию даже самых сложных процессов, невидимых человеческому оку, вплоть до распада ядра атома или химических реакций. К тому же, ничто не мешает увеличить уровень детализации и увидеть движение электронов или воспроизвести механическую модель, к примеру, развития клетки человеческого организма на разных этапах. Virtual Reality позволяет воспроизвести или смоделировать любые процессы или явления, о которых знает современная наука.
• Безопасность. Практические основы управления летательными или сверхскоростными аппаратами, можно абсолютно безопасно отработать на устройстве виртуальной реальности. Еще VR дает возможность отрабатывать сверхсложные медицинские операции или манипуляции, без вреда и опасности для кого-либо.
• Вовлечение. VR-технологии дают возможность смоделировать любую механику действий или поведение объекта, решать сложные математические задания в форме игры и прочее. Виртуальная реальность позволяет путешествовать во времени, просматривая основные сценарии важных исторических событий или увидеть человека из внутри на уровне движения эритроцита в крови.
• Фокусировка. Пространство, смоделированное в VR можно легко рассмотреть в панорамном диапазоне 360 градусов, не отвлекаясь на внешние факторы.

Возможность проведения виртуальных уроков. Благодаря возможности отображения смоделированного пространства от первого лица и возникновения эффекта собственного участия в виртуальных событиях, стало возможным проведение целых уроков в режиме Virtual Reality.

Форматы VR в сфере образования

Внедрение новых технологий влечет за собой переформатирование всего учебного процесса, с целью адаптации к использованию новых возможностей изучения теории и отработки усвоенных знаний на практике.

Стационарное образование

Технологии виртуальной реальности предоставляют отличные возможности для того, чтобы усвоить материал эмпирического характера. Традиционный формат урока практически не меняется, а лишь дополняется погружением в VR на 5-10 минут.

https://www.youtube.com/watch?v=ByClQNz_uZU

Возможно деление одного занятия на несколько этапов, в каждом из которых наиболее сложные моменты визуализируются в виртуальном мире. Как и раньше, основой изложения нового материала остается лекция. Но виртуальная реальность дает возможность усовершенствовать урок, вовлекая учеников полностью погрузиться в учебный процесс, визуализируя ключевые моменты пройденного материала.

Дистанционное образование

В случае с дистанционным обучением, ученики могут быть в любой точке планеты, аналогично, как и преподаватель. У каждого из них будет создан образ-аватар, который будет присутствовать в виртуальном классе. При всем этом, ученики могут дистанционно слушать лекции, выполнять индивидуальные или групповые задачи.

Аватары учеников в виртуальном классе.

Виртуальная реальность позволяет избавиться от границ, что могут возникать во время видеоконференций или дистанционных уроков, создавая эффект личного присутствия.

Преподаватель сможет увидеть, когда ученику необходимо «выйти» из «класса», к примеру, такие модели VR-шлемов, как Oculus Rift или HTC ViveТакже имеют встроенные датчики освещения, которые позволяют понять, когда устройство используется человеком, а когда нет.

Образование смешанного типа

Если существуют обстоятельства, которые мешают посещать занятия, в ученика есть возможность проходить уроки дистанционно.

Чтобы это стало возможным, класс или аудиторию необходимо оборудовать специальными камерами, которые позволяют производить съемку в формате кругового обзора (360 градусов) с которых будет транслироваться урок в режиме online.

Ученики, которые по той или иной причине не могут присутствовать в классе, могут быть вместе со своими одноклассниками во время урока, конспектируя материал или решая задачи прямо со своего места за партой.

Самообразование

Практически каждый образовательный курс можно адаптировать для самостоятельного прохождения материала и его усвоения.

Уроки с разных предметов можно размещать в популярных онлайн-магазинах, таких как Steam, App Store, Google Play Market и другие.

Таким образом, у каждого появиться возможность проходить урок в любое удобное для него время или делать это повторно для лучшего усвоения знаний со сложной темы.

Недостатки внедрения VR в образование

На данном этапе самые новые модели VR-устройств еще не проработаны на 100% для их полноценного применения с целью обучения в школе или ВУЗе, поэтому потенциально использование виртуальной реальности может иметь ряд недостатков.

• Объем. Практически каждая учебная дисциплина обладает огромным объемом важного материала, поэтому создание одного такого курса несет большую трудоемкость для создания виртуального контента. Это может быть, как отдельный урок на каждую тему, так и десятки отдельных приложений. Компании, которые планируют заниматься разработкой уроков в формате виртуальной реальности, должны быть готовыми к тому, что этот процесс будет занимать большой объем времени и ресурсов без возможности получить прибыль до создания и выхода полноценного урока или целого курса, состоящего из десятка уроков.
• Стоимость. Если речь идет о дистанционным обучении, то ученикам стоит позаботится о наличии гаджетов способных визуализировать виртуальную реальность, в свою же очередь учебным заведениям необходимо будет закупить дорогостоящее оборудование для классов, в которых будут проходить виртуальные уроки, что требует немалых финансовых вливаний.
• Функциональность. Virtual Reality, как и любая другая аналогичная технология, нуждается в использовании собственного языка. Нужно подобрать правильные инструменты, чтобы создать качественное наполнение виртуального урока. Существующие приложения виртуальной реальности для обучения не могут использовать на 100% все потенциальные возможности технологии и поэтому не выполняют своей основной функции.

Урок химии в Virtual Reality

С целью проверки и испытания эффективности и целесообразности применения VR-технологий в образовательном процессе, разработчики стартапа Mel создали виртуальный урок химии в качестве эксперимента.

Для прохождения исследования были задействованы дети школьного возраста (от 6 до 17 лет), а также их родители или родственники.

После прохождения, участники должны были дать ответ на три поставленных вопроса: хорошо ли усваивается материал, поданный в таком виде, как относятся дети к обучению в режиме VR и какие школьные дисциплины более предпочтительны для визуализации в режиме виртуальной реальности.

https://www.youtube.com/watch?v=nScVyJ0tvS0

Темой урока были различные химические реакции проводимые в реальном времени в виртуальной реальности. После того, как участник надевал VR-очки, он попадал в комнату с партой, на которой были представлены колбы с различными хим. составами.

Следующим этапом было смешение ингредиентов, и проведение самой химической реакции. В одном уроке приняло участие порядка 6 учеников, он проводился одним учителем и проходил около 5-7 минут. По окончанию лекции участники заполняли опросники.

Уровень усвоения материала и личное отношения к VR-урокам

Результаты опроса

Участники должны были дать ответ на несколько закрытых тематических вопроса из проведенных опытов. Преимущественное большинство респондентов показали отличный результат, и только 8,5% участников так и не смогли усвоить новый материал.

Если говорить об отношении участников к урокам в таком формате, то исходя из данных Cerevrum, 148 из 153 респондентов (больше 97%) положительно восприняли урок в режиме Virtual Reality и были бы не против того, чтобы аналогичные уроки проводились в школах. В пункте о том, для каких именно дисциплин стоит разрабатывать VR-уроки в первую очередь, большинство дали ответ: физика или химия.

Таким образом, эксперимент, который провели инженеры Mel, дал успешный результат. Технология виртуальной реальности может применяться в сфере образования и, скорее всего, в скором времени мы сможем наблюдать настоящий прорыв в данной отрасли и массу интересных открытий.

Видео:Что такое виртуальная реальность? VR и AR технологииСкачать

Что такое виртуальная реальность: свойства, классификация, оборудование — подробный обзор области

Перевод статьи «Virtual reality»

В декабре мы писали о том, на какие тенденции в мире IT стоит обратить внимание в будущем 2021 году. Одним из пунктов обозначили виртуальную реальность, и не зря. Интерес к VR сильно вырос за последние 2–3 года и продолжает расти, появляется всё больше различного оборудования и технологий, а главное — новых идей, для реализации которых нужны разработчики.

В этой вводной статье мы поговорим о свойствах, типах и областях применения VR — это поможет лучше сориентироваться тем, кто хочет начать свой путь в развивающейся и актуальной сфере.

Виртуальная реальность — это генерируемая с помощью компьютера трехмерная среда, с которой пользователь может взаимодействовать, полностью или частично в неё погружаясь.

Свойства VR

Полный набор встретить можно редко, но ниже перечислены те особенности, на которые нужно ориентироваться при создании виртуальной реальности.

• Правдоподобная — поддерживает у пользователя ощущение реальности происходящего.
• Интерактивная — обеспечивает взаимодействие со средой.
• Машинно-генерируемая — базируется на мощном аппаратном обеспечении.
• Доступная для изучения — предоставляет возможность исследовать большой детализированный мир.
• Создающая эффект присутствия — вовлекает в процесс как мозг, так и тело пользователя, воздействуя на максимально возможное число органов чувств.

VR с эффектом полного погружения

Этот тип подразумевает наличие трех факторов:

1. Правдоподобная симуляция мира с высокой степенью детализации.
2. Высокопроизводительный компьютер, способный распознавать действия пользователя и реагировать на них в режиме реального времени.
3. Специальное оборудование, соединенное с компьютером, которое обеспечивает эффект погружения в процессе исследования среды. О нём мы чуть позже поговорим более подробно.

VR без погружения

Не каждому и не всегда необходимо полное погружение в альтернативную реальность. К типу «без погружения» относятся симуляции с качественным изображением, звуком и контроллерами, в идеале транслируемые на широкоформатный экран.

Также в эту категорию попадают такие проекты, как археологические 3D-реконструкции древних поселений или модели зданий, которые архитекторы создают для демонстрации своей работы клиенту.

 Все перечисленные выше примеры не отвечают стандартам VR в полной мере, но позволяют прочувствовать моделируемый мир на несколько уровней глубже, чем другие средства мультимедиа, а потому причисляются к виртуальной реальности.

VR с совместной инфраструктурой

Сюда можно отнести «виртуальные миры» вроде Second Life и Minecraft.

Единственное свойство из перечисленного выше, которого им не хватает для полного комплекта — создание эффекта присутствия: такие миры не обеспечивают полного погружения (в случае с Minecraft это касается только стандартного управления — у игры уже существует версия для виртуальной реальности, поддерживающая шлемы Oculus Rift и Gear VR). Тем не менее, в виртуальных мирах хорошо прописано взаимодействие с другими пользователями, чего часто не хватает продуктам «настоящей» виртуальной реальности.

https://www.youtube.com/watch?v=pQwa4e4XZmA

Виртуальные миры используются не только в игровой индустрии: благодаря таким платформам, как 3D Immersive Collaboration и Open Cobalt можно организовывать рабочие и учебные 3D-пространства — это называется «совместная работа с эффектом присутствия».

Создание возможности одновременного взаимодействия в сообществе и полного погружения сейчас является одним из важных направлений развития VR (вспомним тот же Minecraft).

VR на базе интернет-технологий

Специалисты в области компьютерных наук разработали способ создания виртуальных миров в Интернете, используя технологию Virtual Reality Markup Language, аналогичную HTML.

Она на какое-то время была обделена вниманием и сейчас считается устаревшей, но учитывая возрастающий интерес к VR, в будущем виртуальная реальность обещает основываться не только на взаимодействии, но и на интернет-технологиях.

Еще есть AR, не путать с VR

AR (augmented reality) — это дополненная реальность. Да, PokemonGo (про который, кстати, все уже забыли), относится именно к этой категории, хотя и является несколько упрощенным примером.

В отличие от VR, в которой мы намеренно отгораживаемся от окружающей среды, дополненная реальность позволяет создать наложение виртуального мира на реальный в поле восприятия пользователя.

Таким образом мы можем одновременно получать информацию из двух источников.

Технически, AR — это не виртуальная реальность, но вопросы, возникающие при её создании сходны с теми, что возникают при создании VR (например, как заставить устройство вычислять своё точное расположение и подстраиваться под мельчайшие изменения, вносимые пользователем в реальном времени). Поэтому технологии AR и VR считают довольно тесно связанными.

Предлагаем подробнее ознакомиться с особенностями дополненной реальности, прочитать руководство для начинающих AR-разработчиков и посмотреть видеообзоры 12 платформ разработки AR-приложений.

Шлемы и очки / Head Mounted Display, HMD

Такие устройства состоят из двух небольших экранов, расположенных напротив каждого глаза, шор, предотвращающих попадание внешнего света, и стереонаушников. Экраны показывают слегка смещенные друг относительно друга стереоскопические изображения, обеспечивая реалистичное 3D-восприятие.

В шлемах также содержатся встроенные акселерометры и датчики положения.

В большинстве своем продвинутые VR-шлемы довольно громоздкие, но в последнее время появилась тенденция к созданию упрощенных легковесных вариантов (в том числе картонных, как на картинке выше), которые обычно предназначены для смартфонов с VR-приложениями.

Шлемы для виртуальной реальности делятся на три типа:

1. Для компьютера — работают в связке с ПК или консолями: Oculus Rift, HTC Vive, Playstation VR.
2. Для мобильных устройств — называются гарнитурами и работают в связке со смартфонами, представляют из себя держатель с линзами: Google Cardboard, Samsung Gear VR, YesVR.
3. Независимые очки виртуальной реальности — самостоятельные устройства, работают под управлением специальных или адаптированных ОС: Sulon Q, DeePoon, AuraVisor.

На Wearable выложен список лучших VR-шлемов 2021 года. Подробнее о шлемах виртуальной реальности можно прочитать на сайте Virtual Reality Society.

Комнаты / Cave Automatic Virtual Environment, CAVE

Альтернатива для тех, кто не хочет испортить прическу — изображения в данном случае транслируются не в шлем, а на стены помещения, часто представляющие собой дисплеи MotionParallax3D (хотя для более полного UX в некоторых таких комнатах нужно надевать 3D-очки или даже комбинировать CAVE и HMD).

Есть мнение, что VR-комнаты гораздо лучше VR-шлемов: более высокое разрешение, нет необходимости таскать на себе громоздкое устройство, в котором некоторых даже укачивает, и самоидентификация происходит проще благодаря тому, что пользователь имеет возможность постоянно себя видеть.

Тем не менее, приобретение такой комнаты, понятное дело, выйдет гораздо дороже, чем покупка шлема.

Информационные перчатки / Datagloves

Для удовлетворения инстинктивной потребности пользователя потрогать руками то, что он находит для себя интересным в процессе изучения среды, были созданы перчатки с сенсорами для захвата движений кистей и пальцев рук.

Техническое обеспечение такого процесса варьируется — возможно использование оптоволоконных кабелей, тензометрических или пьезоэлектрических датчиков, а также электромеханических приспособлений (таких как потенциометры).

Джойстики (геймпады) / Wands

Специальные устройства для взаимодействия с виртуальной средой, содержащие встроенные датчики положения и движения, а также кнопки и колеса прокрутки, как у мыши. Сейчас их все все чаще делают беспроводными, чтобы избежать неудобств и нагромождений при подсоединении к компьютеру.

Обучение

VR используется для моделирования среды тренировок в тех занятиях, в которых необходима предварительная подготовка: например, управление самолетом, прыжки с парашютом и даже операции на мозге.

Наука

VR позволяет улучшить и ускорить исследование молекулярного и атомного мира: погружаясь в виртуальную среду, ученый может обращаться с частицами так, будто это кубики LEGO.

Медицина

Кроме помощи в обучении хирургов, технология VR оказывается полезной и на самих операциях: врач, используя специальное оборудование, может управлять движениями робота, получая при этом возможность лучше контролировать процесс.

Промышленный дизайн и архитектура

Вместо того, чтобы строить дорогостоящие модели машин, самолетов или зданий, можно создать виртуальную модель, позволяющую не только исследовать проект изнутри, но и проводить тестирование его технических характеристик.

Игры и развлечения

На данный момент это самая известная и самая широкая область использования VR: сюда входят как игры, так и кино, виртуальный туризм и посещение различных мероприятий.

https://www.youtube.com/watch?v=_fZw8eCBakk

Как мы уже говорили, VR продолжает интегрироваться с разными сферами нашей жизни и из мифа научной фантастики она превратилась в (виртуальную) реальность, так что выбирайте область для разработки, и — вперед. Стандартизацией технологий VR сейчас занимается международная организация Global Virtual Reality Association.

Не смешно? А здесь смешно: @ithumor

Видео:Разработка в дополненной и виртуальной реальности: нишевый бизнес с нуля до мировых брендов-клиентовСкачать

Технология дополненной реальности как современный метод обучения школьников

Статьи

Линия УМК Симоненко. Технология (Традиционная линия) (5-8)

Линия УМК В. Д. Симоненко. Технология (Универсальная линия) (5-8)

Технология

Дополненная реальность (AR) — это передовая технология, которая позволяет усовершенствовать промышленность, здравоохранение, коммерцию, индустрию развлечений и, что особенно для нас важно, сферу образования.

Подробнее об AR и применении ее в школе рассказал Максим Витюнин, кандидат химических наук, доцент кафедры технологии и экономики Института математики, физики, информатики и технологий УрГ.

Помимо основной теории представляем инструкцию: как самостоятельно привнести дополненную реальность на урок «Технология».

20 августа 2021

Дополненная реальность, сокращенно AR, представляет собой совмещение реального мира и дополнительных данных, «вмонтированных» в поле восприятия.

Усиление воздействия среды происходит через визуальные, слуховые, осязательные, соматосенсорные и обонятельные рецепторы.

Например, мы находимся в историческом центре города, направляем камеру смартфона на достопримечательность, и на экране видим, как здание выглядело 100 лет назад, а через динамик слышим шум улицы прошлого. Так мы окунаемся в дополненную реальность.

Характеристики AR-системы:

1. Совмещение реального и виртуального. 

2. Взаимодействие в реальном времени. 

3. Расположение в трехмерном пространстве.

AR строится на основе координат пользователя или маркера. Маркер — это объект в пространстве, считываемый специальным программным обеспечением для отрисовки на его месте виртуального объекта. Часто в качестве маркера используется простая одноцветная картинка.
AR произошла от VR — виртуальной реальности, цифровой имитируемой среды. Иногда встречается гибридная реальность, которая объединяет эти два подхода. Отправной точкой истории развития технологии дополненной реальности можно назвать 1957 год, когда изобретатель Мортон Хейлиг создал Сенсораму — первый в мире виртуальный симулятор. Уже тогда технология была ориентирована на образование. В документах на получение патента Мортон Хейлиг привел следующее обоснование своего изобретения:

«В настоящее время возрастают требования к способам и средствам обучения и подготовки людей, не подвергая их возможным опасностям в конкретных ситуациях. …

Вышеуказанная проблема возникла также в образовательных учреждениях из-за таких факторов, как все более сложный предмет, который преподают, а также большие группы учащихся и недостаточное количество учителей.

В результате сложившейся ситуации возросла потребность в обучающих устройствах, которые, если и не вытеснят, то уменьшат бремя учителей».

Далее было создано еще несколько ключевых изобретений. Например, лаборатория дополненной реальности Videoplace (силуэт человека переносится на экран и дополняется различными элементами, «привязанными» к телодвижениям). В 2021 году были представлены очки смешанной реальности Microsoft HoloLens.

AR-система открывает широкие возможности в преподавании любых предметов. Представьте, как «оживают» иллюстрации на бумажных страницах учебника по истории или как превращается в виртуальную игру дидактический материал по анатомии.

https://www.youtube.com/watch?v=wv-O3eyy7hE

Сегодня существуют различные библиотеки AR с открытым API для мобильных разработчиков, системы и программы для трехмерного моделирования. Рассмотрим, как в школе можно использовать межплатформенную среду разработки компьютерных игр Unity и частично бесплатную библиотеку Vuforia.

Пример: дополним учебник «Технология» 3D-моделью

1. Скачайте бесплатную версию Unity и установите на компьютер. Доустанавите прямо из Unity программы для создания проектов на Android: Android Studio (SDK), Android NDK, Java (JDK).

2. Зарегистрируйтесь на сайте Vuforia для создания базы меток. Каждой базе присваивается свой лицензионный ключ.

3. Загрузите метку в Vuforia. Например: сборочный чертеж изделия «скамеечка» из учебника «Технология. Индустриальные технологии. 6 класс» (под ред. А.Т. Тищенко, В.Д. Симоненко).

4. В программе для создания 3D-моделей (например, «КОМПАС-3D») создайте модель «скамеечки» и сохраните как рисунок.

5. Наложите на изображение, импортированное из Vuforia в Unity (чертеж «скамеечки») 3D-изображение.

6. Теперь, при наведении камеры на распечатанный лист чертежа, можно увидеть 3D-модель чертежа.

7. С помощью Unity скомпилируйте приложение для установки его на смартфон.

Проблемы AR и VR в сфере образования

• Неправильная оценка и отсутствие понимания возможностей использования виртуальной реальности в образовании;
• Неверное представление об эргономических характеристиках современных аппаратных средств виртуальной и дополненной реальности в образовании;
• Слабая проработанность психологопедагогической базы проектирования, реализации и применения средств обучения с использованием виртуальной и дополненной реальности;
• Использования VR и AR может привести к неопределенности восприятия, превращение реальности в обыденность и эскапизм;
• Высокая стоимость электронных устройств с AR;
• Сбор и хранение информации, необходимой для реализации AR, требует много времени и усилий;
• Требуется высокая скорость обработки данных.

Однако уже в ближайшем будущем образование высокого уровня станет немыслимым без технологий дополненной реальности и виртуальной реальности. AR и VR позволяют развивать пространственное мышление, открывают новые возможности для дифференциации обучения, во много раз усиливают наглядность пособий и помогают познавать мир через личный опыт.

#ADVERTISING_INSERT#

🎥 Видео

ПОГРУЗИТЕСЬ ПОЛНОСТЬЮ В ВИРТУАЛЬНУЮ РЕАЛЬНОСТЬ С ПОМОЩЬЮ ЭТИХ ГАДЖЕТОВСкачать

Павел Воля - О будущем, очках виртуальной реальности и роботах-проституткахСкачать

Работа в VR, удобно ли программировать на виртуальных мониторахСкачать

Виртуальная и дополненная реальностьСкачать

Разбор Презентации Neuralink - технология, которая изменит всеСкачать

Урок 2. AR, VR, MR. Обзор технологийСкачать

ChatGPT для РОБОТОВ, Вышедший из под контроля ИИ от Microsoft, Кресло для путешествий в VR!Скачать

Технология VR для магииСкачать

Технологии виртуального инжиниринга - Николай ШабровСкачать

Игровые Технологии НОВОГО ПОКОЛЕНИЯСкачать

Apple Vision Pro for movies? Visor.com #visor #4k #tech #technology #oculus #vr #virtualrealityСкачать

Виртуальная и дополненная реальность в промышленностиСкачать

МЫ СМОЖЕМ ПОПАСТЬ в АНИМЕ! | VRMMORPG от miHoYo | Появилась уникальная технологияСкачать

Top VR Education Projects - Топ VR Проектов из категории ОбразованиеСкачать

Мир будущего // Каким будет мир в 2050? // Города будущего // Еда будущего // Будущее цивилизацииСкачать