Виртуальная реальность в Британском музее: в чем ценность средств виртуальной реальности для обучения

Виртуальная реальность: обзор — от основ технологии до приложений в области реабилитации и клинической практики

Введение: Исторические корни и концептуальное определение

Виртуальная реальность (VR) представляет собой технологическую парадигму, позволяющую пользователю испытывать ощущение присутствия в цифровом, смоделированном и интерактивном окружении, отстранённом от его физической среды. Эта способность не нова: существуют примеры, уходящие корнями более чем в два столетия. В XIX веке многие художники создавали обширные панорамные полотна — например, американский художник Бенджамин Уэст написал работу «Смерть на бледном коне» (1796 год), а позднее специалисты создали стереоскопические фотографии, имитирующие трёхмерный эффект за счёт создания иллюзии глубины на плоских изображениях. Обе эти работы имели общую цель — пригласить зрителя погрузиться в представленную визуальную сцену (Virtual Reality Society, 2015).

Виртуальная реальность, которую необходимо определить цифровым образом, определяется следующим образом: «интерфейс пользователь-компьютер, включающий симуляцию и взаимодействие в реальном времени через множество сенсорных каналов … включая [зрительные, слуховые, тактильные, обонятельные и вкусовые]» (Burdea & Coiffet, 2003, с. 3). Этот определение ясно показывает, что технология не ограничивается только визуальным представлением, а включает интеграцию множественного сенсорного обратной связи, и демонстрирует, что виртуальная реальность продолжает многовековое стремление человека «переживать альтернативную реальность».

Механизмы: компоненты, создающие виртуальную реальность

Виртуальная реальность основана на нескольких взаимодополняющих технологических компонентах, которые помещают пользователя внутрь цифровой среды. Функционирование этой системы можно рассмотреть в рамках трёх основных категорий.

Отображение и объёмность (Стереоскопия)

В основе виртуальной реальности лежит . Эта техника, представляя каждому глазу разные ракурсы либо на двух отдельных экранах, либо на одном, заново воссоздаёт воспринимаемое мозгом ощущение глубины и создаёт у пользователя чувство, что объекты в окружающем пространстве являются трёхмерными. Настройка и раздельная генерация изображения для каждого глаза активируют эффект параллакса, обеспечивая реалистичное восприятие глубины.

Системы отслеживания (Tracking)

Сенсоры — гироскопы и акселерометры — обеспечивают синхронизацию отображения с движениями пользователя, отслеживая движения головы в реальном времени. Критически важной является низкая задержка этого цикла; высокая задержка может привести к появлению симптомов, известным как (motion sickness), также называемой «синдромом виртуальной кинетоза».

Мультимодальная обратная связь

Современные системы выходят за пределы визуальных и звуковых каналов, включая тактильную обратную связь (хаптику) и иногда имитацию обоняния и вкуса. Эта мультимодальность усиливает ощущение , облегчая мозгу кодирование виртуальной среды как реальной.

Отраслевые аспекты: от образования к культуре и туризму

За последние три десятилетия виртуальная реальность в основном служила инструментом игровой индустрии; пользовательские интерфейсы, разработанные для совместимого оборудования, были сосредоточены в основном на развлечениях. В 1980-х годах 3D-очки Sega Master System и гарнитура Nintendo Virtual Boy (1995) предоставляли пользователям возможность играть в отобранные игры в низкоразрешающих трёхмерных средах; однако слабые продажи и плохой пользовательский опыт привели к тому, что первый энтуазизм по поводу потенциала VR на некоторое время угас (Workman, 2014). За последние пять лет, когда качество оборудования, сопутствующих аксессуаров и программных решений улучшилось, а возможности применения увеличились, сферы за пределами игровой индустрии активно стремились включить эту технологию в число тех, чем они пользуются.

Отрасль культурного наследия: образовательная трансформация виртуальной реальности

В сфере наследия организации, рано обратившиеся к виртуальной реальности, чаще использовали технологию для расширения доступа, особенно для удалённых посетителей; в то же время некоторые учреждения сделали акцент на предоставлении опыта «виртуальных туров». Например, Courtauld ギャラリー в Лондоне, сотрудничая с WoofbertVR, разработала приложение виртуальной реальности, воссоздавшее её Wolfson Room, и с помощью гарнитур Samsung Gear VR предоставила пользователям возможность исследовать импрессионистские и постимпрессионистские полотна в соответствии со своими пожеланиями. Аналогичным образом Dulwich Picture ギャラリー в Лондоне, сотрудничая с Институтом культуры Google, создала плавный виртуальный тур, который изначально представлял собой программу по расширению доступа для молодых пациентов, находящихся на стационарном лечении и не могущих физически посетить галереи.

Некоторые учреждения, работающие над этими проектами, начали пытаться создавать опыты, в которых объекты коллекций выносятся из выставочных или архивных помещений и возвращаются в их первоначальную историческую среду. В апреле 2015 года Great North Museum: Hancock в Ньюкасле совместно с Chronicles VR провёл демонстрационное мероприятие, предложив посетителям с помощью гарнитур Oculus Rift исследовать виртуальную греческую виллу, где было размещено fifteen произведений из керамической коллекции музея.

В этом контексте подход Британского музея вызывает особый интерес: летом 2015 года образовательное подразделение музея — Samsung Digital Discovery Centre (SDDC) — обеспечило доступ общественности к виртуальной реальности через гарнитуры Samsung Gear VR, планшеты Galaxy и захватывающую купольную систему во время мероприятия «Виртуальная реальность в выходные», прошедшего в Great Court. Таким образом, Британское музей стал одним из первых музеев в мире, включивших технологии в свою образовательную программу. SDDC реализует цифровую образовательную программу, предлагающую семьям, детям и школьным посетителям как свободные посещения (drop-in), так и бронируемые занятия в будние дни и каждую субботу; при этом мультимедийные цифровые устройства и программное обеспечение используются как инструмент, стимулирующий участников к исследованию коллекции, её активному участию и обратной связи. Данное проект впервые включил технологию виртуальной реальности в свою программу в ходе мероприятия в выходные 8–9 августа 2015 года, что позволило детям и подросткам, школам и семьям изучить ценность сред виртуальной реальности для обучения.

Отрасль туризма: потенциал путешествий во времени

Примеры новых приложений поступают из туристической отрасли; здесь пользователи высоко ценят возможность перенестись из своего текущего окружения в любую точку мира. Весной 2015 года Южно-Африканское туристическое агентство (South African Tourism) предложило посетителям избранных баров Манчестера и Лондона пятиминутный опыт виртуальной реальности, в рамках которого можно было «погрузиться в насыщенный приключениями отдых, включающий спуск по канату с горы Стол (Table Mountain) в Кейптауне и дайвинг в клетке с акулами». Подобное применение чаще всего связано с развлечением; однако Jason Kingsley (2015) в газете пишет: «Почему бы нам не ограничивать виртуальную реальность в туризме лишь сегодняшним днем? Более огромный потенциал кроется в туризме времени». Музеи и галереи начали ранние попытки исследовать эту возможность.

Клинические размеры: Научные применения в терапии, реабилитации и обучении

Научное значение виртуальной реальности не ограничивается развлечениями или культурным наследием — она демонстрирует доказанную ценность в клинической практике. В данном разделе мы рассмотрим роль этой технологии в медицинском образовании.

Травматология и хирургическое обучение

Виртуальная реальность предоставляет среды обучения, основанные на , которые позволяют хирургам повторять сложные процедуры без риска. Эти системы преодолевают ограничения операционного опыта (безопасность пациентов, доступность), позволяя студентам-медикам безопасно развивать свои моторные навыки в безопасной среде.

Физическая реабилитация

У пациентов с последствиями паралича или травм виртуальная реальность в реабилитационных протоколах позволяет повысить приверженность лечению за счет геймификации повторяющихся двигательных упражнений. Циклы обратной связи и мотивирующие зрительные задачи делают возможным интенсивные тренировки, способствующие нейропластичности.

Психотерапия: Расстройства страха и ПТСР

Виртуальная реальность в терапии (VRT) применяется в качестве метода экспозиционной терапии при лечении фобий: пациент в безопасной клинической обстановке постепенно подвергается воздействию пугающего объекта или ситуации в виртуальном пространстве. Такой подход способствует управлению состояниями, подобными посттравматическому стрессовому расстройству (ПТСР), за счет поддержки процессов переработки травматического опыта.

Академические результаты: оценка перспектив на будущее

Виртуальная реальность является частью непрерывной преемственности, охватывающей более двух веков: от панорамных картин и стереоскопических фотографий до современных цифровых интерфейсов, обеспечивающих симуляцию в реальном времени через множество сенсорных каналов. Распространение технологии из игровой индустрии в сферы культурного наследия, туризма и особенно здравоохранения наглядно демонстрирует, что её потенциал не ограничивается лишь развлечением. Такие приложения, как пример Британского музея, открывают новую область исследований, напрямую не изученную, посвящённую интеграции виртуальной реальности в образовательные процессы и её ценности для детей, подростков, школ и семей; при этом данное исследование следует оценивать в контексте взаимодействия посетителей музеев с коллекциями.

В научной литературе ключевым понятием, определяющим успех виртуальной реальности, является опыт , когда пользователь чувствует себя находящимся внутри цифровой среды, а связь между этим опытом и обучением/усвоением требует более всесторонних исследований. Доказательная ценность технологии в клинической практике должна быть подтверждена долгосрочными контролируемыми исследованиями.

Академическая оценка и список литературы

Данная статья рассматривает виртуальную реальность в целостном контексте с точки зрения технологических компонентов (стереоскопическое отображение, системы отслеживания, мультимодальная сенсорная обратная связь), исторических корней, а также областей промышленного и клинического применения. В качестве источников использованы как полевые исследования в контексте музейной культуры (опыт Британского музея), так и академические и отраслевые материалы, посвященные определению технологии и ее промышленной истории.

Список литературы:

• Burdea, G. C., & Coiffet, P. (2003). (2-е изд.). Wiley-IEEE Press.
• Bold, J. (2015). VR-опыт в сфере туризма Южной Африки — источник для справки (, пересказано через соответствующие информационные источники).
• Кингсли, J. (2015). . Комментарии к виртуальному туризму.
• Слэйд, М., & Ричардс, Д. (2016). Виртуальная реальность в Британском музее: новый и перспективный опыт для посетителей. , 5(3), 249–262.
• Слэтер, М., & Санчес-Вивес, М. В. (2016). Совершенствование нашей жизни с помощью виртуальной реальности. .
• Общество виртуальной реальности. (2015). Исторический взгляд на виртуальную реальность — в контексте панорамных таблиц и стереоскопических фотографий.
• Воркман, Дж. (2014). Ранний период развития технологий виртуальной реальности: обзор 3D-очков Sega Master System и Nintendo Virtual Boy.

Примечание: Данный текст представляет собой академический обзор; все технические термины (стереоскопическое изображение, отслеживание по данным IMU, ощущение присутствия/presence, кинетоз/motion sickness и т.д.), встречающиеся в статье, выделены жирным шрифтом, а в списке литературы приведены соответствующие источники.

Примечание об источнике: Данное исследование было составлено и актуализировано в формате академического технического обзора на основе архивной документации с сайта 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/.