Человек в виртуальной реальности

ГККП «ВЫСШИЙ АГРАРНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

План учебного занятия

.

Наименование модуля /дисциплины: Информатика

Подготовил педагог: Кимашева А.С.

1. Общие сведения

Курс, группы: МГ-111.1, ТЖ-112.1

Тип занятия: теория

2. Цели, задачи

Цели обучения: 11.2.4.1 объяснять назначение виртуальной и дополненной реальностей

Цели занятия: студенты используют информационные технологии для представления информации, знают понятие «виртуальная реальность», знают особенности трёхмерной графики, знают необходимое программное обеспечение, владеют навыками оценивания, формируют умения взаимодействия в группе.

 Перечень ожидаемых результатов и (или) профессиональных умений, которыми овладеют обучающиеся в процессе учебного занятия

Критерий оценивания:

- Студенты знают:понятие «виртуальная реальность»,особенности трёхмерной графики,

понятие «3д - моделирование» необходимое программное обеспечение

- Студенты умеют:характеризовать виртуальную реальность,определять особенности трехмерной графики,различать необходимое программное обеспечение,

- Студенты формируют умения взаимодействовать в группе.

4. Необходимые ресурсы: Использование интернета и браузера для поиска нужной информации

5. Ход занятия

І. Начало занятия (5-7 минут)

Организационный момент. Мотивационный этап.

Выход на новую тему через просмотр объектов и попытку классифицировать их по определённому признаку.Формулирование темы и цели урока.Познавательно - операционный этап.

Середина урока:

Т еоретический материал для студентов

Имитация тактильных ощущений

Симулирование прыжка с парашютом

Имитация тактильных или осязательных ощущений уже нашла своё применение в системах виртуальной реальности. Это так называемые устройства с обратной связью. Применяются для решения задач виртуального прототипирования и эргономического проектирования, создания различных тренажёров, медицинских тренажёров, дистанционном управлении роботами, в том числе микро и нано, системах создания виртуальных скульптур.

Управление

С целью наиболее точного воссоздания контакта пользователя с окружением, применяются интерфейсы пользователя, наиболее реалистично соответствующие моделируемым: компьютерный руль с педалями, рукояти управления устройствами, целеуказатель в виде пистолета и т. д.

Для бесконтактного управления объектами используются как перчатки виртуальной реальности, так и отслеживание перемещений рук, осуществляемое с помощью видеокамер. Последнее обычно реализуется в небольшой зоне и не требует от пользователя дополнительного оборудования.

Перчатки виртуальной реальности могут быть составной частью костюма виртуальной реальности, отслеживающего изменение положения всего тела и передающего также тактильные, температурные и вибрационные ощущения.

Устройство для отслеживания перемещений пользователя может представлять собой свободно вращаемый шар, в который помещают пользователя или осуществляться лишь с помощью подвешенного в воздухе или погружённого в жидкость костюма виртуальной реальности. Также разрабатываются технические средства для моделирования запахов.

Прямое подключение к нервной системе

Описанные выше устройства воздействуют на органы чувств человека, но данные могут передаваться и непосредственно нервным окончаниям, и даже напрямую в головной мозг посредством мозговых интерфейсов. Подобная технология применяется в медицине для замены утраченных чувствительных способностей, но пока она слишком дорога для повседневного применения и не достигает качества передачи данных, приемлемого для передачи виртуальной реальности.

Применение

Интерактивные компьютерные игры основаны на взаимодействии игрока с создаваемым ими виртуальным миром. Многие из них основаны на отождествлении игрока с персонажем игры, видимым или подразумеваемым.

Существует устоявшееся мнение, что качественная трёхмерная графика обязательна для качественного приближения виртуального мира игры к реальности. Если виртуальный мир игры не отличается графической красотой, схематичен и даже двумерен, погружение пользователя в этот мир может происходить за счёт захватывающего игрового процесса, характеристики которого индивидуальны для каждого пользователя.

Существует целый класс игр-симуляторов какого-либо рода деятельности. Распространены авиасимуляторы, автосимуляторы, разного рода экономические и спортивные симуляторы, игровой мир которых моделирует важные для данного рода физические законы, создавая приближенную к реальности модель.

Специально оборудованные тренажёры и определённый вид игровых автоматов к выводу изображения и звука компьютерной игры/симулятора добавляют другие ощущения, такие как наклон мотоцикла или тряска кресла автомобиля. Подобные профессиональные тренажёры с соответствующими реальным средствами управления применяются для обучения пилотов.

Несоответствие команд интерфейса пользователя осуществляемым в игре действиям, его сложность могут мешать погружению в мир игры. С целью снять эту проблему используется не только компьютерная клавиатура и мышь, но и компьютерный руль с педалями, целеуказатель в виде пистолета и другие игровые манипуляторы.

Т рёхмерная графика

Трёхмерная графика (3D (от англ. 3 Dimensions — «3 измерения») Graphics, Три измерения изображения) — раздел компьютерной графики, совокупность приемов и инструментов (как программных, так и аппаратных), предназначенных для изображения объёмных объектов.

Трёхмерное изображение на плоскости отличается от двумерного тем, что включает построение геометрической проекции трёхмерной модели сцены на плоскость (например, экран компьютера) с помощью специализированных программ (однако, с созданием и внедрением 3D-дисплеев и 3D-принтеров, трёхмерная графика не обязательно включает в себя проецирование на плоскость). При этом модель может как соответствовать объектам из реального мира (автомобили, здания, ураган, астероид), так и быть полностью абстрактной (проекция четырёхмерного фрактала).

3D моделирование — это процесс создания трехмерной модели объекта. Задача 3D моделирования — разработать визуальный объемный образ желаемого объекта. С помощью трехмерной графики можно и создать точную копию конкретного предмета, и разработать новое, даже нереальное представление до сего момента не существовавшего объекта.

Применение

Трёхмерная графика активно применяется для создания изображений на плоскости экрана или листа печатной продукции в науке и промышленности, например в системах автоматизации проектных работ (САПР; для создания твердотельных элементов: зданий, деталей машин, механизмов), архитектурной визуализации (сюда относится и так называемая «виртуальная археология»), в современных системах медицинской визуализации.

Подведение итогов урока

- Для получения трёхмерного изображения на плоскости требуются следующие шаги:

1. Моделирование — создание трёхмерной математической модели сцены и объектов в ней;

2. Текстурирование — назначение поверхностям моделей растровых или процедурных текстур (подразумевает также настройку свойств материалов — прозрачность, отражения, шероховатость и пр.);

3. Освещение — установка и настройка источников света;

4. Анимация (в некоторых случаях) — придание движения объектам;

5. Динамическая симуляция (в некоторых случаях) — автоматический расчёт взаимодействия частиц, твёрдых/мягких тел и пр. с моделируемыми силами гравитации,ветра, выталкивания и др., а также друг с другом;

6. Рендеринг (визуализация) — построение проекции в соответствии с выбранной физической моделью;

7. вывод полученного изображения на устройство вывода — дисплей или принтер.

Конец урока:

Рефлексия:

• что узнал, чему научился

• что осталось непонятным

• над чем необходимо работать

Домашнее задание. Тема Человек в виртуальной реальности.