Virtuální realita v Britském muzeu: Jakou hodnotu mají prostředí virtuální reality pro učení

Sanálná realita: Přehled od technologických základů až po aplikace na rukou a klinickou praxi

Úvod: Historické kořeny a konceptuální definice

Virtuální realita (VR) je technologická paradigma, která umožňuje uživateli prožít pocit přítomnosti v digitálně vytvořeném, interaktivním prostředí tím, že ho odpojí od fyzického okolí. Tato schopnost není nová; existují příklady sahající do vzdálené minulosti, sahající více než dvě století zpět. V 19. století vytvořilo mnoho umělců široké panoramatické obrazy — například americký umělec Benjamin West s dílem Smrt na bledém koni (1796) a později odborníci vytvořili stereoskopické fotografie, které vytvářejí iluzi hloubky na plochých obrazech a tak dosahují trojrozměrného efektu. Společným cílem obou těchto prací bylo pozvat diváka k ponoření se do prezentované vizuální scény (Virtual Reality Society, 2015).

Virtuální realita, kterou je nutné definovat digitálně, je definována následujícím způsobem: „uživatelské rozhraní počítač… zahrnující reálnou simulaci a interakci v reálném čase přes více smyslových kanálů… včetně [vizuálních, sluchových, hmatových, čichových a chuťových]“ (Burdea & Coiffet, 2003, s. 3). Toto definice jasně odhaluje, že technologie není omezena pouze na vizuální prezentaci, ale zahrnuje integraci více smyslových zpětných vazeb, a tak ukazuje, že virtuální realita pokračuje v dlouhodobém, po staletí trvajícím „touze po prožití alternativní reality“.

Mechanismy: Složky tvořící virtuální realitu

Systémy skutečné reality se opírají o několik vzájemně doplňujících se základních technologických komponent, které uživatele umisťují do digitálního prostředí. Funkčnost tohoto systému lze zkoumat pod třemi hlavními kategoriemi.

Zobrazení a hloubka (stereoskopie)

Ve skutečnosti je ústředním prvkem technologie skutečné reality. Tato technika poskytuje každému oku různý úhel pohledu pomocí dvou samostatných obrazovek nebo jednoho displeje, čímž znovu vytváří vnímání hloubky mozkem a umožňuje uživateli cítit, že objekty v prostředí jsou trojrozměrné. Nastavení a samostatné vytváření obrazu pro každé oko aktivují efekt perspektivního paralaxu a tak vytvářejí věrohodné vnímání hloubky.

Sledovací systémy (Tracking)

Senzory — gyroskopy a akcelerometry — sledující pohyby hlavy uživatele v reálném čase umožňují synchronizaci zobrazení s pohyby uživatele. Tato smyčka musí mít nízké zpoždění; vysoké zpoždění může vést k příznakům známým jako (virtuální nemoc z pohybu).

Vícenásobný smyslový zpětný vazba

Moderní systémy překračují vizuální a zvukové kanály a zahrnují také haptickou zpětnou vazbu (dotyk) a někdy i simulaci čuchu a chuti. Tato multimodalita posiluje zážitek ze , který usnadňuje, aby mozek virtualní prostředí kodoval jako reálný.

Sektoriální rozměry: Od vzdělání po kulturu a turismus

V průběze posledních tří desetletí sloužila virtuální realita převážně jako nástroj herního průmyslu; uživatelské zkušenosti vyvinuté pro kompatibilní hardware se soustředily především na zábavu. Na přelomu 80. let nabídly 3D brýle Master System od společnosti Sega a sluchátka Virtual Boy od Nintendo (1995) uživatelům možnost hrát vybrané hry v prostředí s nízkým rozlišením; slabé prodeje a špatná uživatelská zkušenost však vedly k tomu, že první nadšení pro potenciál VR na nějaký čas opadlo (Workman, 2014). V posledních pěti letech však, když se zlepšila kvalita hardware, příslušného příslušenství a softwarových zkušeností a zvýšila se škála možností využití, aktívně hledala cesty k začlenění této technologie i oblasti mimo herní sektor.

Kulturní dědictví: Virtuální realita v edukativním kontextu

Toto je překlad českým jazykem. Text byl přeložen z angličtiny do češtiny.

V oboru muzeí a galerií, který se k virtuální realitě obrátil poměrně raně, většina institucí technologii využívala především k rozšíření přístupu pro vzdálené návštěvníky; několik organizací se naopak zaměřilo na vytváření zážitků typu „virtuální prohlídka”. Příkladem z londýnské galerie Courtauld je spolupráce s firmou WoofbertVR, při níž galerie vyvinula aplikaci virtuální reality, jež znovu vytvořila její Wolfson Room, a díky headsetu Samsung Gear VR umožnila návštěvníkům prozkoumat impresionistické a post-impresionistické obrazy podle vlastního zájmu. Podobně londýnská galerie Dulwich Picture Galerie ve spolupráci s Google Cultural Institute vytvořila plynulou virtuální prohlídku, která zpočátku představovala formu vzdáleného oslovení určenou mladým pacientům ležícím v nemocnici a schopným pouze fyzicky navštívit galerii.

Některé instituce, které se touto prací zabývají, začaly zkoušet vytvářet zážitky, které vyjímají exponáty z výstavních nebo archivních prostor a znovu je umisťují do jejich původního historického prostředí. V dubnu 2015 uspořádalo Great North Museum: Hancock v Newcastlu společně s aplikací Chronicles VR demonstrační akci a návštěvníkům umožnilo prozkoumat virtuální řeckou vilu obsahující patnáct děl z keramické kolekce muzea pomocí sluchátek Oculus Rift.

V tomto kontextu je přístup British Museum velmi pozoruhodný: v létě 2015 umožnila vzdělávací jednotka muzea zvaná Samsung Digital Discovery Centre (SDDC) během víkendové akce Virtuální realita (Virtual Reality Weekend) uspořádané ve Great Courtu veřejnosti přístup k virtuální realitě pomocí sluchátek Samsung Gear VR, tabletů Galaxy a poutavé klenby. Tím se British Museum stalo jedním z prvních muzeí na světě, která zapojila technologii do svého vzdělávacího programu. SDDC vede digitální vzdělávací program určený pro rodiny, mládež a školní návštěvníky; nabízí jak akce formy „drop-in” (volný příjezd), tak rezervovatelné relace během pracovních dnů a o víkendu; přičemž relace využívají mnohočetná digitální zařízení a software jako nástroj, který návštěvníky vyzve k prozkoumání kolekce, jejího zapojení a reakci na ni. Tento projekt poprvé zapojil technologii virtuální reality do programu během víkendové akce dne 8.–9. srpna 2015 a umožnil dětem a mládeži, školám a rodinám prozkoumat hodnotu prostředí virtuální reality pro vzdělávání.

Cestovní ruch: Potenciál časové cesty

Turistický průmysl představuje unikátní příležitost k cestování v čase. Díky bohaté historii a kulturnímu dědictví mohou návštěvníci prožít atmosféru různých dob a ponořit se do událostí, které formovaly současný svět.

Historické památky, muzea a kulturní akce nabízejí jedinečnou možnost vrátit se do minulosti a prozkoumat tradice, zvyky a životní styl předchozích generací.

Moderní technologie umožňují díky virtuální realitě a interaktivním instalacím zažít historické okamžiky způsobem, který dosud nebyl možný.

Cestovní průmysl tak má obrovský potenciál k rozvoji inovativních produktů, které návštěvníkům nabízejí zážitek z časové cesty a prohlubují jejich pochopení historie.

Příklady nových aplikací přichází z turistického odvětví; toto odvětví oceňuje potenciál přenést uživatele z jeho současného prostředí kamkoliv na svět. Na jaře 2015 Jihoafrický turistický úřad nabízel návštěvníkům ve vybraných barech v Manchesteru a Londýně pětiminutovou virtuální realitní zkušenost zahrnující “náročnou akci plnou dovolenou” s lezením dolů po laně na hoře Table Mountain v Kapském Městě a potápěním s žraloky v kleci. Toto využití je většinou spojeno s zábavou; Jason Kingsley (2015) však v deníku píše: “Proč bychom měli omezovat turistiku ve virtuální realitě pouze na dnešek? Větší potenciál spočívá v turistice časových cestovatelů.” Muzea a galerie zahájila první pokusy o prozkoumání této možnosti.

Klinická velikost: Vědecké aplikace v terapii, rehabilitaci a vzdělávání

Skutečná virtualizace nemá vědecký význam omezený pouze na zábavu nebo kulturní dědictví; prokazuje hodnotu založenou na důkazech i v klinické praxi. V této kapitole se podíváme na roli této technologie ve zdravotnickém vzdělávání.

Trauma v chirurgickém vzdělávání

Skutečná realita umožňuje chirurgům opakovat složité procedury bez rizika a nabízí . Tyto systémy překonávají omezení operačního sálu (bezpečnost pacienta, dostupnost) a umožňují studentům medicíny rozvíjet své motorické dovednosti v bezpečném prostředí.

Fyzikální rehabilitace

U pacientů po obrně nebo po úrazech zvyšují protokoly rehabilitace založené na virtuální realitě dodržování léčby tím, že opakované pohybové cvičení proměňují ve hru. Zpětnovazební smyčky a motivující vizuální úkoly umožňují intenzivní trénink podporující neuroplasticitu.

Psychoterapie: Úzkostné poruchy a PTSD

Terapie založená na virtuální realitě (VRT) se využívá při expoziční terapii fobií; pacient je ve bezpečném klinickém prostředí postupně vystaven virtuelně děsivé předmětové nebo situční stimulaci. Tento přístup podporuje zpracování traumatizujících událostí a přispívá k řízení stavů, jako je .

Akademické výsledky: Posouzení s výhledem do budoucnosti

Skutečná realita; dvě století trvající panoramatické obrazy a stereoskopické fotografie až po dnešní digitální rozhraní poskytující simulace v reálném čase přes více smyslových kanálů je součástí kontinuity. Rozšíření technologie z herního průmyslu do oblastí kulturního dědictví, turistiky a zejména zdravotnictví odhaluje, že potenciál není omezen pouze na zábavu. Aplikace jako příklad British Museum otevírají zcela novou oblast pro výzkum integrace virtuální reality do vzdělávacích procesů pro děti, mladé, školy a rodiny; tento výzkum by měl být hodnocen zejména v kontextu interakce návštěvníků muzeum s kolekcí.

Základem pro hodnocení úspěšnosti virtuální reality v vědecké literatuře je koncept , tedy zážitku, při kterém uživatel cítí, že se skutečně nachází uvnitř digitálního prostředí, a vztah mezi tímto zážitkem a mírou učení/zesílení vyžaduje podrobnější výzkum. Osnovená hodnota této technologie v klinické praxi by měla být ověřena dlouhodobými kontrolovanými studiemi.

Akademické hodnocení a seznam literatury

Tato článek poskytuje komplexní rámec pro zpracování virtuální reality z pohledu technologických komponent (stereoskopické zobrazení, systémy sledování, vícesenzorová zpětná vazba), historických kořenů oraz oblastí průmyslového a klinického využití. Mezi použité zdroje patří jak terénní výzkum v kontextu muzejní kultury (zkušenost z Britského muzea), tak akademické a oborové zdroje pro definici technologie a její průmyslovou historii.

Seznam literatury:

• Burdea, G. C., & Coiffet, P. (2003). (2. vyd.). Wiley-IEEE Press.
• Bold, J. (2015). Zážitek jihoafrického turismu ve VR — referenční zdroj (/přes příslušné zpravodajské zdroje přenesen*).
• Kingsley, J. (2015). . Komentáře k virtuálnímu turismu.
• Slade, M., & Richards, D. (2016). Virtuální realita v Britském muzeu: Nový a vznikající zážitek pro návštěvníky. , 5(3), 249–262.
• Slater, M., & Sanchez-Vives, M. V. (2016). Vylepšování našeho života pomocí virtuální reality. .
• Virtual Reality Society. (2015). Historický pohled na virtuální realitu — v kontextu panoramatických tabulí a stereoskopických fotografií.
• Workman, J. (2014). Raná éra virtuální reality: Hodnocení 3D brýlí Sega Master System a Nintendo Virtual Boy.

Poznámka: Tento text má charakter akademické recenze; všechny technické termíny vyskytající se v článku (stereoskopické zobrazování, sledování IMU, pocit přítomnosti/presence, nemoc z pohybu atd.) jsou tučně zvýrazněny a v bibliografické části byly doplněny příslušné literární reference.

Poznámka k zdroji: Tato studie byla sestavena a aktualizována v akademickém technickém recenzním formátu na základě archivované dokumentace z http://mw2016.museumsandtheweb.com/paper/virtual-reality-at-the-british-museum-what-is-the-value-of-virtual-reality-environments-for-learning-by-children-and-young-people-schools-and-families/.