Віртуальна реальність у Британському музеї: у чому цінність середовищ віртуальної реальності для навчання?

Віртуальна реальність: огляд — від основ технології до рук і клінічних застосувань

Вступ: Історичне походження та концептуальне визначення

Віртуальна реальність (VR) — це технологічна парадигма, яка дозволяє користувачеві відчувати себе так, ніби він перебуває у створеному цифровому, інтерактивному середовищі, відстороненому від фізичного оточення. Ця здатність не є новою; існують приклади, що сягають понад два століття в минуле. У XIX столітті багато художників створювали широкі панорамні картини — наприклад, американський художник Бенджамін Вест створив роботу «Смерть на блідому коні» (1796), а згодом фахівці створювали стереоскопічні фотографії, які створювали ілюзію глибини на плоских зображеннях, надаючи їм ефекту тривимірності. Обидва ці роботи мали спільну мету — закликали глядача зануритися у подану візуальну сцену (Virtual Reality Society, 2015).

Віртуальна реальність, яку слід визначати в цифровому вигляді, визначается таким чином: «інтерфейс «користувач-комп’ютер», що включає у себе симуляцію та взаємодію в реальному часі через множинні сенсорні канали … [візуальні, слухові, тактильні, запахи та смаки] тощо» (Burdea & Coiffet, 2003, с. 3). Це визначення чітко демонструє, що технологія не обмежується лише візуальним відображенням, а передбачає інтеграцію множинних сенсорних зворотних зв’язків, і показує, що віртуальна реальність продовжує задовольняти прагнення до «переживання в альтернативній реальності», яке існує протягом століть.

Механізми: Компоненти, що створюють віртуальну реальність

Системи віртуальної реальності спираються на кілька взаємодоповнювальних фундаментальних технологічних компонентів, щоб розмістити користувача всередині цифрового середовища. Функціонування цієї системи можна досліджувати під трьома основними категоріями.

Відображення та об’ємність (Стереооптика)

У центрі віртуальної реальності розташовано . Ця техніка, яка подає кожному оку різні кути зору за допомогою двох окремих екранів або одного екрана, відтворює здатність мозку сприймати глибину, дозволяючи користувачеві відчувати, що об’єкти в оточенні є тримірними. Налаштування та генерація окремих зображень для кожного ока активізують ефект перспективного паралаксу, створюючи правдоподібне сприйняття глибини.

Системи відстеження (Tracking)

Сенсори — гіроскопи та акселерометри — що відслідковують рухи голови користувача в реальному часі, забезпечують синхронізацію візуалізації з рухами користувача. Цей цикл має бути з низькою затримкою, що є критично важливим; висока затримка може призвести до симптомів, відомих як (вітровий синдром руху).

Багатосенсорний зворотний зв’язок

Сучасні системи виходять за межі візуальних та аудіоканалів, включаючи тактильний зворотний зв’язок (гаптичний) іноді й симуляцію запаху чи смаку. Така багатомодальність підсилює досвід , який полегшує кодування мозком віртуального середовища як реального.

Галузеві виміри: від освіти до культури та туризму

За останні три десятиліття віртуальна реальність переважно слугувала інструментом ігрової індустрії; досвід користувачів, розроблений для сумісного обладнання, зосереджувався насичено на розвагах. У 1980-х роках 3D-окуляри Master System від Sega та гарнітура Virtual Boy від Nintendo (1995) надали користувачам можливість грати у відібрані ігри у низькороздільних тривимірних середовищах; однак слабкі продажі та поганий досвід користувача призвели до того, що перший запал щодо потенціалу VR на деякий час згас (Workman, 2014). Протягом останніх п’яти років, коли якість обладнання, пов’язаних аксесуарів та програмного досвіду покращилася, а можливості застосування зросли, сфери за межами ігрової галузі активно прагнули включити цю технологію до свого арсеналу.

Культурна спадщина: віртуальна реальність у сфері освіти

У сфері спадщини (наслідування) більшість установ, які рано зробили ставку на віртуальну реальність, використовували технології зокрема для забезпечення ширшого доступу для віддалених відвідувачів; натомість кілька організацій зосередились на наданні послуг «віртуальних турів». На прикладі Галереї Куртоульда в Лондоні, співпрацюючи з WoofbertVR, вона розробила застосунок для віртуальної реальності, що відтворює її Wolfson Room, і за допомогою навушників Samsung Gear VR надала користувачам можливість досліджувати імпресіоністичні та постімпресіоністичні картини згідно зі своїми бажаннями. Аналогічно Галерея зображувальних мистецтв Дулвіча в Лондоні, співпрацюючи з Google Cultural Institute, створила плавний віртуальний тур; спочатку ця ініціатива мала характер програми з залучення (outreach) для молодих пацієнтів, які перебувають на стаціонарному лікуванні й не можуть фізично відвідувати галереї.

Окремі установи, що працюють над цими дослідженнями, почали спроби створювати досвід, який виводить експонати з виставкових чи архівних приміщень і повертає їх до оригінального історичного середовища. У квітні 2015 року музей Great North Museum: Hancock у Ньюкаслі разом із Chronicles VR провів демонстраційну подію, пропонуючи відвідувачам за допомогою навушників Oculus Rift дослідити віртуальну грецьку віллу, де були розміщені п’ятнацять експонатів з керамічної колекції музею.

У цьому контексті вартий уваги підхід Британського музею: влітку 2015 року навчальний відділ музею Samsung Digital Discovery Centre (SDDC) забезпечив доступ громадськості до віртуальної реальності під час події «Віртуальна реальність у вихідні дні», що проходила у Great Court, за допомогою навушників Samsung Gear VR, планшетів Galaxy та захопливого кубоподібного екрану. Таким чином British Museum став одним із перших музеїв у світі, які інтегрували технології у свою навчальну програму. SDDC реалізує цифрову навчальну програму, яка пропонує сім’ям, дітям та школярам як тимчасові заходи (drop-in), так і заброньовані сесії у будні дні та щовихідні; сесії використовують множинні цифрові пристрої та програмне забезпечення як інструмент, що стимулює учасників досліджувати колекцію, долучатися до неї та реагувати на неї. Цей проєкт вперше інтегрував технологію віртуальної реальності у програму під час події у вихідні дні 8–9 серпня 2015 року, що дало змогу дітям та підліткам дослідити цінність середовищ віртуальної реальності для навчання для шкіл та сім’їв.

Галузь туризму: Потенціал подорожей у часі

Приклади нових застосувань приходять із туристичної галузі; ця галузь високо цінує потенційну цінність перенесення користувачів із їхнього поточного оточення в будь-яке місце світу. Весною 2015 року Південноафриканський туристичний комітет у кількох барах Манчестера та Лондона пропонував відвідувачам п’ятихвилинний досвід віртуальної реальності з «насыщених екшном відпусток», що включав спуск по канаті з гори Стол (Table Mountain) у Кейп-Тауні та занурення в клітці зі акулами. Цей тип застосування переважно пов’язаний з розвагами; однак Jason Kingsley (2015) у газеті написав: «Чому ми обмежуємо віртуальну реальність у туризмі лише сьогоднім? Її більший потенціал криється у туризмі подорожей у часі». Музеї та галереї першими почали досліджувати цей потенціал.

Клінічні розміри: Наукові застосування в терапії, реабілітації та навчанні

Наукове значення віртуальної реальності не обмежується лише розвагами чи культурною спадщиною — вона демонструє доказову цінність у клінічній практиці. У цьому розділі ми розглянемо роль цієї технології в медичній освіті.

Навчання травмології та хірургії

Віртуальна реальність пропонує середовища , які дозволяють хірургам багаторазово відтворювати складні процедури без жодного ризику. Ці системи подолають обмеження операційної (безпека пацієнтів, доступність), забезпечуючи студентам-медикам безпечне середовище для розвитку моторних навичок.

Фізична реабілітація

Після паралічу або травм у пацієнтів віртуальні реабілітаційні протоколи на основі віртуальної реальності підвищують прихильність пацієнтів до повторюваних рухових вправ, перетворюючи їх на ігрові завдання. Цикли зворотного зв’язку та мотивуючі візуальні завдання роблять можливим інтенсивний тренування, що підтримує нейропластичність.

Психотерапія: Розлади тривожного спектра та ПТСР

Терапія на основі віртуальної реальності (VRT) застосовується в терапії експозиції при фобіях: пацієнт у безпечному клінічному середовищі поступово піддається віртуальному впливу загрозливого об’єкта чи ситуації. Такий підхід сприяє управлінню такими станами, як , підтримуючи процеси опрацювання травматичної події.

Академічні результати: оцінка перспектив

Віртуальна реальність є складовою неперервної еволюції, що розпочалася з панорамних полотен і стереоскопічних фотографій, які з’явилися понад два століття тому, і завершується цифровими інтерфейсами, здатними забезпечувати симуляцію в реальному часі через множинні сенсорні канали. Поширення технології за межі ігрової індустрії в сфери культурної спадщини, туризму та особливо охорони здоров’я демонструє, що її потенціал не обмежується лише розвагами. Такі застосування, як приклад Британського музею, відкривають нову, ще недостатко досліджену галузь для вивчення інтеграції віртуальної реальності в навчальні процеси, причому ця дослідницька діяльність має оцінюватися в контексті взаємодії відвідувачів музею з колекцією.

У науковій літературі базовою концепцією, що визначає успіх віртуальної реальності, є досвід , коли користувач відчуває, що він дійсно перебуває всередині цифрового середовища, а зв’язок між цим досвідом і навчанням/закріпленням потребує більш комплексного дослідження. Доказова цінність технології в клінічній практиці має бути підтверджена довготривалими контрольованими дослідженнями.

Академічна оцінка та перелік джерел

Ця стаття розглядає віртуальну реальність у цілісному контексті з точки зору технологічних компонентів (стереоскопічне відображення, системи відстеження, багатосенсорний зворотний зв’язок), історичних коренів та сфер застосування в промисловості та клінічній практиці. У переліку джерел інтегровано як польові дослідження в контексті музейної культури (досвід Британського музею), так і академічні/галузеві джерела щодо визначення технології та її промислових коренів.

Список літератури:

• Burdea, G. C., & Coiffet, P. (2003). (2-ге вид.). Wiley-IEEE Press.
• Bold, J. (2015). VR-досвід південноафриканського туризму — джерело посилання (, адаптовано з відповідних новинних джерел).
• Кінгслі, Дж. (2015). . Коментарі щодо «санального реалізму» (сан-реалізму).
• Слейд, М., & Річардс, Д. (2016). Віртуальна реальність у Британському музеї: новий і перспективний досвід для відвідувачів. , 5(3), 249–262.
• Слатер, М., & Санчес-Вівес, М. В. (2016). Покращення нашого життя за допомогою віртуальної реальності. .
• Товариство віртуальної реальності. (2015). Історичний погляд на віртуальну реальність — у контексті панорамних таблиць та стереоскопічних фотографій.
• Воркман, Дж. (2014). Ранній період технології віртуальної реальності: огляд 3D-окулярів Sega Master System та Nintendo Virtual Boy.

Примітка: Цей текст має науково-дослідний характер; усі технічні терміни (стереоскопічне візуалізація, відстеження IMU, відчуття присутності/presence, кіхота тощо), згадані в статті, виділено жирним шрифтом, а в розділі літератури додано відповідні джерела.

Примітка про джерело: Це дослідження було складено та оновлено в форматі академічного технічного огляду на основі архівної документації з 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/.