metody, formy i programy kształcenia - E-mentor

Rzeczywistość rozszerzona i jej zastosowanie w edukacjiGłówny podział rzeczywistości rozszerzonej topodział z uwzględnieniem miejsca zastosowania AR.Internal AR to generowanie obiektów rzeczywistościrozszerzonej na gotowych obrazach rzeczywistegoświata w przestrzeni zamkniętej – w systemie statycznymlub dynamicznym. W systemie statycznymmożna np. nakierować kamerę internetową na obiekt(zdjęcie, ilustrację) i przy użyciu oprogramowania AR„nanieść” dodatkowy obraz, który jest widoczny naekranie monitora. Z kolei systemy dynamiczne opartesą na czujnikach ruchu – kamera nakierowana jest naporuszający się obiekt, a „wirtualna powłoka” nanoszonajest na niego w czasie rzeczywistym na ekraniekomputera lub telefonu.Internal AR ma zastosowanie w szkoleniach inżynierskich(konstrukcja i testowanie urządzeń),nauczaniu umiejętności zawodowych praktycznych(budownictwo, serwis urządzeń specjalistycznych),szkoleniach chirurgicznych i ratowniczych (wirtualneoperacje, symulacja akcji ratunkowej 7 ), nauczaniupoczątkowym oraz w laboratoriach naukowych 8 . ExternalAR to z kolei rejestracja realnego i tworzeniewirtualnego świata w przestrzeni otwartej. Jest toproces bardziej skomplikowany, wymagający większychnakładów finansowych i bardziej zawansowanejtechnologii (np. wykorzystania systemów lokalizacjiwzględnej opartych na GPS, które pozwalają naokreślenie pozycji obiektu w ruchu na otwartej przestrzeni9 ). Zastosowanie external AR to między innymirekonstrukcje zniszczonych budynków, systemy nawigacji3D oraz trójwymiarowe szkolenia w terenie (np.z zakresu historii sztuki).Ważny aspekt rozwoju systemów rzeczywistościrozszerzonej stanowi technologia, która umożliwiawprowadzanie coraz nowocześniejszych sposobówwizualizacji obrazu. Systemy AR korzystają z różnegorodzaju wyświetlaczy dopasowanych do rodzaju obsługiwanejaplikacji edukacyjnej. Najbardziej znanetechnologie wizualizacyjne to HMD (head-mounted display),które wykorzystują wyświetlacze umieszczonena głowie obserwatora oraz zestawy kamer stereowizyjnych,co umożliwia obserwację wzbogaconegokomputerowo obrazu otoczenia. Wyświetlacz HMDmogą stanowić gogle wirtualne lub hełm wirtualny 10 .Systemy HMD połączone są z systemami ruchu, wobecczego obraz 3D zmienia się, gdy użytkownik, którywidzi równocześnie świat rzeczywisty i wygenerowany,poszerzony, przemieszcza się. Wizualizacjętaką stosuje się głównie na obszarze otwartym lubw warunkach szkoleń dedykowanych.Do tworzenia prostszych wersji wizualizacji OMD(open-marker display) służą markery wraz z kamerąinternetową oraz odpowiednim oprogramowaniem.W tym przypadku obraz oglądany jest na monitorzekomputera lub w okularach multimedialnych podłączonychdo systemu.Wraz z rozwojem technologii i rozszerzaniem sięjej dostępności pojawiły się nowe obszary zastosowańAR – jednym z nich jest wykorzystanie rzeczywistościrozszerzonej w edukacji. Wybrane obszary zastosowańAR na tym polu przedstawia tabela 2.Tabela 2. Wybrane obszary zastosowań rzeczywistości rozszerzonejw e-learninguObszar zastosowańEdukacjahistorycznaWiedzaencyklopedycznaSzkolenia dla firmLaboratoriawirtualneEdukacjawczesnoszkolnaŹródło: opracowanie własneOpisMuzea, przewodniki AR,szkolenia z zakresu historiisztuki, rekonstrukcje obiektówzabytkowych w systemie ARBiblioteki z AR, podręcznikiz rzeczywistością rozszerzonąKonstrukcje techniczne i szkoleniawewnątrzkorporacyjneSymulacje doświadczeń z różnychobszarów naukiNauczanie początkowe oraz naukapoprzez zabawęE-learning stanowi typ edukacji, w ramach któregorzeczywistość rozszerzona może zostać wykorzystanana wiele sposobów. Obecnie ciekawe rozwiązania ARto pierwsze wdrożenia praktyczne, ale także wizjefuturystyczne.Edukacja historyczna– wybrane zastosowania ARNajszersze zastosowanie AR w zakresie edukacjihistorycznej to przewodniki AR po miastach historycznychi muzeach. Użytkownik może poruszać się pohistorycznym obiekcie i uzyskiwać informacje na wyświetlaczu(gogle, wyświetlacz telefonu, wyświetlaczkomputerowy). Informacje są aktualizowane zgodniez tym, jak porusza się użytkownik, i wyświetlanerównocześnie według jego indywidualnych potrzeb.Przykład przewodnika z AR (wyświetlacz komputerowy)prezentuje rysunek 1.Na rysunku zaprezentowany został panel informacyjno-szkoleniowyz zastosowaniem rzeczywistościrozszerzonej. Po uruchomieniu panelu użytkownikmoże nakierowywać kamerę umieszczoną we frontowejścianie urządzenia na obiekty znajdujące sięna danym obszarze i uzyskiwać na monitorze obrazbędący wynikiem połączenia rzeczywistości realneji „wirtualnej powłoki”. System AR stanowi więc doskonałenarzędzie edukacyjne – oglądając wybrany7L. Lei i inni, ERT-VR: an immersive virtual reality system for emergency rescue training, „Virtual Reality” 2005, t. 8, s. 194–197.8Zob. J. Hensley, T. Scheuermann, G. Coombe, A. Lastra, M. Singh, Fast summed-area table generation and its applications. Technicalreport, University of North Carolina at Chapel Hill and ATI Research, 2005.9Outdoor Collaborative Augmented Reality, http://www.ims.tuwien.ac.at/research/mobile/ocar/, [20.01.2012].10An impressive series of Virtual reality helmet drawings found in the US patents, http://nearfuturelaboratory.com/pasta-and-vinegar/2011/01/28/an-impressive-series-of-virtual-reality-helmet-drawings-found-in-the-us-patents/,[20.01.2012].kwiecień 2012 31