Освіта і наука

Центр візуалізації і віртуальної реальності для науки і освіти.

Поточний момент характеризується катастрофічним зростанням інформації, яку необхідно обробляти для підтримки прогресу в розвитку сучасної науки. Обсяг даних зростає швидше, ніж продуктивність комп'ютерів, яка, дотримуючись закону Мура, подвоюється кожні півтора року. Обсяг даних, в наукових дослідженнях, також збільшується, за експоненціальним законом.

Найважливішою віхою на шляху подолання «кризи даних» став звіт Національного наукового фонду США «Візуалізація в наукових обчисленнях» (1987 р), який наголосив на важливості інтерактивної візуалізації великих масивів даних і звернув увагу наукової громадськості на знаменитий афоризм Хемминга: «Метою обчислень не є числа , а розуміння (осягнення, проникнення в суть, інтуїція, insight) ». В результаті було сформовано новий науковий напрям «Наукова візуалізація», що розвиває методи і засоби розуміння розв'язуваних проблем за рахунок залучення до аналізу даних здатності людини бачити і розуміти зображення (за даними когнітивної психології близько 80% інформації про навколишній світ людина набуває за допомогою зорового сприйняття).

У західних наукових і освітніх центрах набула широкого поширення практика створення центрів візуалізації (концепція 3D для всіх і всюди, розробка в одному центрі відповідальності). Така практика має на меті створення одного або декілька центрів візуалізації у ВНЗ або наукової організації, в який мають доступ усі зацікавлені підрозділи, при цьому самі підрозділи самостійно розробляють віртуальні моделі своїх проектів, або замовляють дані розробки (візуалізацію своєї роботи) фахівцям з центру візуалізації, в рамках кооперації (концепція схожа на існуючі раніше інформаційно-обчислювальні центри НДІ і ВНЗ).

Центри візуалізації наукових і освітніх установ, крім того, що є інструментом дослідників, наочними посібниками в освітньому процесі, так само несуть на собі демонстраційні функції. Даний функціонал систем візуалізації, набув широкого поширення в останні 10-20 років, в зв'язку з тим, що посилилася конкуренція за джерела фінансування між вузами, і дослідникам з різних наукових областей (особливо гуманітарних) надзвичайно складно пояснити спонсорам, партнерам, керівництву і ін. особам специфіку своїх досліджень, і в цьому їм допомагає візуалізація своїх досліджень.

Віртуальна реальність - ідеальна навчальне середовище (див. Розділ тренажери і симулятори ). Сприйняття віртуальної моделі з високим ступенем достовірності дозволяє якісно і швидко готувати фахівців в різних областях: авіація, управління технологічними процесами, медицина, дистанційне керування технічними засобами тощо Тут слід приділяти особливу увагу якості системи візуалізації, тому що картинка повинна бути абсолютно достовірною.

Сприйняття віртуальної моделі з високим ступенем достовірності дозволяє якісно і швидко готувати фахівців в різних областях: авіація, управління технологічними процесами, медицина, дистанційне керування технічними засобами тощо Тут слід приділяти особливу увагу якості системи візуалізації, тому що картинка повинна бути абсолютно достовірною

Освіта з використанням віртуальної реальності, дозволяє наочно вести лекції і семінари, проводити тренінги, показувати які навчаються всі аспекти реального об'єкта або процесу, що в цілому дає колосальний ефект, покращує якість і швидкість освітніх процесів, і зменшуючи їх вартість. Технології віртуальної реальності дозволяють в повній мірі використовувати те, що людина отримує 80% інформації з навколишнього світу за допомогою зору, при цьому люди запам'ятовують 20% того, що вони бачать, 40% того, що вони бачать і чують, і 70% того, що вони бачать, чують і роблять.

Компонування систем віртуальної реальності спільно з різними елементами тренажерних технологій (крісла на гідроприводах, платформи, системи управління зі зворотним зв'язком, трекінг та ін.) Дозволяє створювати тренажери і атракціони з великим коефіцієнтом адекватності (занурення). Наприклад використання стереовізуалізаціі надзвичайно необхідно для тренування льотчиків, тому що під час дозаправки в повітрі або посадці необхідно відчуття перспективи і дістранціі.

Сприйняття глибини і тривимірності інформації критично важливо для дистанційного керування апаратами - батискафами, різними роботами і безпілотними літальними апаратами і т.д.

Величезним напрямком технологій віртуальної реальності в науці, є візуалізація складних і розрізнених даних в єдину, наочну модель досліджуваного об'єкта або процесу, яка дозволяє експертам в повній мірі використовувати свою інтуїцію і зорову пам'ять при різних дослідженнях, наприклад в біології (науках про життя), історичних реконструкціях.

Сучасна медицина (див. Розділ медицина ) Немислима без візуалізації досліджень внутрішніх органів людини (томографія, УЗД, рентген і т.д.) При створенні нових ліків, отримавши в своє розпорядження тривимірну комп'ютерну модель тих чи інших молекул і маючи можливість управляти їх рухом, експериментатор може домогтися суміщення моделей (коли «опуклості» однієї точно відповідають «западин» інший); в цей час і відбувається так звана стикування, яка імітує реальні процеси при взаємодії реальних біологічних молекул. «Побувавши» при цих процесах, вчені можуть зрозуміти, як реальні молекули зв'язуються між собою за допомогою з'єднання певних рецепторних ділянок, і пояснити, наприклад, як вірус проникає в клітину. Це дозволяє, в свою чергу, спробувати синтезувати речовини, що блокують активність вірусу.

В цілому, можливості технологій віртуальної реальності для навчання і досліджень мають надзвичайно високий потенціал застосування.

Концепція використання технологій віртуальної реальності для навчання і науки в повній мірі реалізована в програмно-апаратному комплексі Віртуальної реальності для освіти.

Основні функції VE 3D ieCenter:

  • Інтерактивна високоякісна візуалізація для наукових і освітніх цілей, віртуальне моделювання та прототипування різних процесів і об'єктів;
  • Створення інтерактивних освітніх курсів і їх подальша демонстрація для студентів і викладачів в системах віртуальної реальності, звичайних PC, 3D Intranet і 3D Internet;
  • 3D-візуалізація наукових даних в реальному масштабі часу і високоякісна візуалізація імітаційного моделювання;
  • VIP презентації для керівництва та осіб, котрі приймають рішення;
  • Віртуальна відпрацювання взаємодії людини і різних технічних пристроїв і систем;
  • Центр створення інтерактивних віртуальних макетів, освітніх тренажерів і симуляторів.

Переваги VE 3D ieCenter:

  • Реальна економічна ефективність;
  • Простота використання, економія часу при візуалізації даних, простота роботи з ПО Virtools або 3DVIA Studio Pro, яке не вимагає спеціальних навичок програмування;
  • Підвищення якості навчання, інтерактивне навчання в ігровій формі;
  • Скорочення площ, необхідних для розміщення лабораторного та навчального обладнання, за рахунок використання комп'ютерних імітаційних моделей, тренажерів і симуляторів;
  • Робота в реальному масштабі часу з інтерактивними віртуальними макетами, моделями, отримання реального досвіду і знань ще на етапі розробки;
  • Використання концепції 3D для всіх і всюди, один центр відповідальності за розробку. Можливість створення інтерактивних 3D освітніх програм і подальша їх демонстрація в системах віртуальної реальності (3D візуалізації), демонстрація на звичайних PC (створення CD, DVD), створення 3D сайтів (за технологією 3D інтернет );
  • Можливість інтеграції в існуючі аудіо-візуальні комплекси. Можливість демонстрації звичайної 2D інформації.

Склад 3D ieCenter:

  • Проекційна система 3D візуалізації різної конфігурації (від одного екрана до шести, або складних конфігурацій). Як правило, для сприйняття 3D інформації потрібні спеціальні окуляри, що дозволяють користувачеві сприймати стереоскопічний ефект;
  • Графічний генератор. Являє собою потужну спеціалізовану графічну станцію, або графічний кластер дозволяє абсолютно синхронно обробляти і видавати необхідний потік візуальної інформації. Так само до графічного генератору відносяться засоби дистанційного контролю і управління всім програмно-апаратним комплексом віртуальної реальності;
  • Програмний комплекс. (Virtools, 3DVIA Studio Pro або інший 3D-движок) Являє собою набір різних модулів: Інструментарій розробки, засоби портирования 3D інформації, модулі візуалізації, засоби роботи з периферією віртуальної реальності, бібліотеки штучного інтелекту, бібліотеки фізичних законів. У всьому світі більше 400 Вузів та наукових центрів використовують ці програми;
  • Периферія систем віртуальної реальності. Набір різних пристроїв, що дозволяють "підсилювати" занурення у віртуальну реальність і ступінь інтерактивності взаємодії з досліджуваним набором віртуальних моделей за допомогою імітації різних каналів сприйняття інформації (слух, нюх, дотик, смак). Це системи трекінгу різних типів, 3D миші і такі системи управління, як рукавички віртуальної реальності, пристрої імітації тактильних ощущеній- haptic, пристрої імітації запахів, звукова багатоканальна система і т.д.

Компанія VE Group інтегрувала в концепції 3D ieCenter всі останні світові досягнення в області програмно-апаратних комплексів віртуальної реальності.

Вартість програмно-апаратних комплексів віртуальної реальності 3D ieCenter визначається, в залежності від конкретних вимог користувача, розміру приміщення, функціональних можливостей, існує можливість вибору комплектації і розмірів.

3D інтернет для дистанційної освіти

Уявлення 3D інформації в Інтернет відкриває нові перспективи для інформаційних технологій в освіті.

Останні тенденції розвитку інформаційних технологій все сильніше пов'язані з поняттями «Інтернет», «тривимірна графіка», «віртуальна реальність». Для з'єднання цих понять, тобто вирішення проблеми відображення просторових об'єктів у всесвітній Мережі розробляються різні технології, які об'єднані загальним терміном web 3D або 3D Інтернет.

Прагнення вирватися за рамки двовимірного подання інформації привело до створення динамічних віртуальних технологій. Першою спробою в цій області була розробка мови VRML. Реалізації цієї мови на сьогоднішній день не цілком задовольняють потреби розробників і користувачів.

Нове покоління технологій web3D або 3D інтернет повною мірою реалізовано в програмному комплексі 3DVIA Studio Pro. Використання модуля Multi-user Publisher і безкоштовно, викачуваного 3DVIA Player дозволяє публікувати в інтернtте віртуальні освітні середовища, створені за допомогою модулів розробки 3DVIA Studio. Потім за допомогою 3DVIA Player кожен бажаючий може відвідати Ваш віртуальний світ за допомогою свого персонального комп'ютера, підключеного до інтернету. Це відкриває воістину гігантські перспективи в області дистанційної освіти.

За більш детальною інформацією прохання звертатися по вказаними координатами .