СПб НИУ ИТМО 1 ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ. - презентация

1 СПб НИУ ИТМО 1 ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ

2 СПб НИУ ИТМО 2 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. Для создания убедительного комплекса ощущений реальности компьютерный синтез свойств и реакций виртуальной реальности производится в реальном времени. Виртуальная реальность

3 СПб НИУ ИТМО 3 Приложения: тренажеры Тренажеры: – Авиационные – Медицинские – Железно- дорожные – Танковые – И т.д. Развитые аппаратные средства визуализации и ЧКВ

4 СПб НИУ ИТМО 4 Игровые приложения Высокое качество интерактивной 3D-графики В немалой степени задают тенденции развития GPU Идеальный полигон для комплексной отработки алгоритмов и технологий Подобный проект может поднять группа студентов к качестве курсовой работы – XNA – Unreal Engine – Open Source игры

5 СПб НИУ ИТМО 5 Игровые приложения «Песочницы» Низкие требования к визуальной составляющей Физический процесс (нередко – вычислительно ресурсоемкий) – основа игрового процесса – Реиграбельность – Вызов – Соревнование – Достижения – Основа учебного процесса Частичная замена и расширение лабораторных работ

6 СПб НИУ ИТМО 6 Технические средства создания ВР (средства отображения) Проекторы: – Кол-во: 3х2 – Разрешение: 1440х900 – Общее: 2560х1440 – Круговая поляризация Плазменные панели: Full HD, гибкая коммутация

7 СПб НИУ ИТМО 7 Технические средства создания ВР средства ЧКВ: MS Kinect MS Kinect: – Восстанавливает объемную сцену с использованием оптической и ИК камер и случайно-структурированной подсветки – Находит и восстанавливает упрощенный скелет человека Преимущества и недостатки – Явное отсутствие маркеров – До 4-х персонажей в кадре – Возможность сканирования любых сцен – Зашумленный результат – Мертвые зоны при восстановлении скелета

8 СПб НИУ ИТМО 8 Технические средства создания ВР средства ЧКВ: PS Move PS Move: – Восстановление позиции контроллера путем отслеживания светящегося шара в пространстве (2D положение проекции + размер проекции + данные акселерометра и гироскопа) Преимущества и недостатки: – Необходимость контроллера – Проблемы экранирования – Необходимость приставки PS3 – До 4-х контроллеров одновременно – Высокая точность трэкинга

9 СПб НИУ ИТМО 9 Технические средства создания ВР средства ЧКВ: MultiTouch MultiTouch – Отслеживание касаний посредством ИК сканирования плоскости внутри рамки Преимущества и недостатки – Возможность монтажа на любых поверхностях – Касание любым предметом – Аппаратное ограничение на кол-во касаний (до 32) – Невозможность распознавания типа объекта – Невозможность определения силы нажатия

10 СПб НИУ ИТМО 10 Технические средства создания ВР средства ЧКВ: Motion Capture Motion Capture – ИК камеры с подсветкой: Vicon Bonita – ПО: Vicon Tracker, Vicon Blade – Набор пассивных ИК маркеров Преимущества и недостатки: – Сложность развертки и подготовки к работе – Необходимость маркеров – Высокая точность – Возможность работы с любыми объектами

11 СПб НИУ ИТМО 11 Технические средства создания ВР средства ЧКВ: Нейроинтерфейс Нейроинтерфейс: – Emotive Epoc – электроэцефалограф – Возможность обучению пространственным действиям – Сканирование мышечной активности лица – Отслеживание положения головы посредством гироскопа Преимущества и недостатки: – Легкость использования и массовая доступность по сравнению с аналогами – Необходимость тренировки оператора и обучения системы – Не всегда четкий результат

12 СПб НИУ ИТМО 12 Применение технологий ВР в вузе: 3D-визуализация HPC-NASIS II Интерактивный учебно-научный комплекс предназначенный для выполнения работ в области моделирования наноразмерных атомно-молекулярных структур, наноматериалов, процессов и устройств в распределенной вычислительной среде.

13 СПб НИУ ИТМО 13 Применение технологий ВР в вузе: Технологии виртуальных полигонов Гибкая настройка условий эксперимента Расчет и визуализация в реальном времени Экспорт расчетных данных

14 СПб НИУ ИТМО 14 Применение технологий ВР в вузе: Motion Capture + Кибернетика Изначально - учебный пример Трэкинг БПЛА Изучение движения и управление БПЛА

15 СПб НИУ ИТМО 15 Применение технологий ВР в вузе: СППР + ГИС СППР для задачи защиты города от наводнений: – Прогноз гидро- и метео- данных – Текущие гидро- и метео- данные – Эвакуация

16 СПб НИУ ИТМО 16 Курсы по технологиям ВР Алгоритмы интерактивной компьютерной графики и научной визуализации Общие сведения об архитектуре GPU XNA | Direct3D | OpenGL VTK CUDA | OpenCL Kinect Playstation Move Motion Capture Touch

17 СПб НИУ ИТМО 17 Интерактивные игровые приложения могут служить: – Курсовым проектом для групп студентов для отработки различных алгоритмов и технологий – Обучающими материалами для основных предметов которые используют естественные стремления человека Игровые технологии могут использоваться не только для развлечения, но и для создания интерактивных приложений для различных научных и исследовательских задач, при этом сохраняя привлекательность для массовой аудитории. В ИТМО накоплен значительный опыт создания и поддержки таких приложений, и проведения учебных курсов и мастер- классов по данной тематике. Заключение

18 СПб НИУ ИТМО 18 Спасибо за внимание