Виртуальные миры в образовании
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
остью увлечен процессом и не остается времени, чтобы отвлекаться от игры. Это особенно важно при образовательном тренинге, который требует полного погружения в виртуальный мир.
1.2.4 Принципы общей реальности и постоянства
Эти принципы относятся к многопользовательским онлайновым виртуальным мирам. Принцип общей реальности проявляется в том, что мир един для большого количества игроков. Одни пользователи будут перемещаться по миру, другие в тот же момент общаться между собой.
Последний - это принцип постоянства, когда мир существует независимо от наличия в нем игроков. Такое свойство полезно для создания виртуальных классов или университетов, но бесполезно в симуляциях и серьезных играх, так как там есть заранее продуманный сценарий, который не может исполняться без участия в нем пользователей.
1.3 История развития технологии виртуальных миров
Чтобы проследить за развитием технологий создания виртуальных миров, необходимо обратиться к понятию виртуальной реальности, потому что именно с нее все и начиналось.
Предыстория появления и использования технологии виртуальной реальности началась достаточно давно: первая система виртуальной реальности появилась в 1962 году, когда Мортон Хейлиг (Morton Heilig) представил первый прототип мультисенсорного симулятора, который он называл "Сенсорама" (Sensorama). Сенсорама погружала зрителя в виртуальную реальность при помощи коротких фильмов, которые сопровождались запахами, ветром (при помощи фена) и шумом мегаполиса с аудиозаписи. Спустя 5 лет Айвен Сазерленд (Ivan Sutherland) описал и сконструировал первый шлем, изображение на который генерировалось при помощи компьютера. Шлем с дисплеем (head-mounted display - HMD) был первым устройством, обеспечивающим оператору опыт активного погружения. Принцип действия шлема виртуальной реальности основан на возникновении эффекта присутствия, когда человеку вместо визуального восприятия окружающего физического мира предъявляется управляемая при помощи обратной связи проекция трехмерного изображения на плоском экране.
В оптической системе типичного шлема виртуальной реальности размещено два миниатюрных экрана в виде двух визуальных каналов для каждого глаза для представления стереоскопической картины виртуального мира. Датчик, отслеживающий движение, непрерывно измеряет положение и ориентацию головы пользователя. Это позволяет согласовывать производимые компьютером изображения и выстраивать из них сцены объемного мира, соответствующие текущей ориентации взгляда зрителя и его позиции на эту сцену. В результате оператор может осматриваться вокруг, поворачивая голову вместе со шлемом, перемещаться через среду виртуальной реальности.
Для того чтобы преодолеть неудобства непривычного и неудобного шлема виртуальной реальности, были предложены альтернативные концепции (например, системы BOOM и CAVE) для восприятия и погружения в среду виртуальной реальности. (Binocular Omni-Orientation Monitor) это устройство со стереоскопическим дисплеем в виде коробки. Экраны и оптическая система размещены в коробке, которая связана с системой шарнирных подвесок на рычаге с датчиками, регистрирующими угловые и линейные перемещения по трем степеням свободы, и вращения по трем степеням свободы. Оператор смотрит в коробку через два отверстия и видит изображение виртуального мира. Он может установить коробку в любую позицию в пределах, которые допускает конструкция устройства. Отработка ориентации объектов виртуального мира, изображаемого на экранах BOOM, осуществляется компьютером, который отслеживает при помощи датчиков все положения коробки.
Система CAVE (Cave Automatic Virtual Environment) была развита в университете Штата Иллинойс в Чикаго и обеспечивает иллюзию погружения человека в виртуальный мир при помощи наблюдения проекций стереоизображений на полу и на стенах комнаты кубической формы. Несколько людей, надев легкие стерео-очки, могут свободно ходить внутри такой комнаты. Система непрерывно отслеживает положение ведущего зрителя и на основании этого формирует стереоизображения на экранах кубической комнаты [3, 4].
В 1970-х годах компьютерная графика полностью заменила видеосъемку, до того использовавшуюся в симуляторах. Графика была очень примитивной, однако важным моментом было то, что тренажеры (это были симуляторы полетов) работали в режиме реального времени. В середине 1980-х появились системы, в которых пользователь мог манипулировать с трехмерными объектами на экране благодаря их отклику на движения руки.
В 1989 году виртуальная реальность была показана публике, тогда же закрепился сам термин "виртуальная реальность", предложенный Джароном Леньером (Jaron Lanier), который он определил как "генерируемая компьютером, интерактивная, трехмерная среда, в которую погружается пользователь". В 1990-х годах стремительное развитие компьютерных технологий позволило совершенствовать параметры интерактивности; появилось сложное программное обеспечение и многочисленные исследовательские центры, разрабатывающие методы применения технологий виртуальной реальности в образовании, медицине, промышленности, военных и космических исследованиях [5].
Параллельно с совершенствованием технологий виртуальной реальности развивались и виртуальные миры, которые изначально были текстовыми (MUD - Multi User Dungeon, Dimension или Domain, русский вариант - МПМ (многопользовательский мир)), использовали минимум графики, и действия в них часто осуществлялись пользователем при ?/p>