Файл: Мультимедиа технологии.pdf

364
Смешанное образование. При наличии обстоятельств, мешающих посещать занятия, ученик может делать это удаленно. Для этого класс должен быть оборудован камерой для съемки видео в формате 360-градусов с возможностью трансляции видео в режиме реального времени. Ученики, посещающие урок дистанционно, смогут наблюдать происходящее в классе от первого лица (например, прямо со своего места), видеть своих одноклассников, общаться с преподавателем и принимать участие в совместных уроках.
Самообразование. Любой из разработанных образовательных курсов может быть адаптирован для самостоятельного изучения. Сами уроки могут размещаться в онлайн-магазинах (например, Steam, Oculus Store, App Store,
Google Play Market), чтобы у всех была возможность осваивать или повторять материал самостоятельно.
Минусы использования VR в образовании
Однако пока использование технологий и сами устройства не будут максимально «отточены», будут существовать минусы и потенциальные проблемы использования виртуальной реальности в образовании:
1. Объем. Любая дисциплина довольно объемна, что требует больших ресурсов для создания контента на каждую тему урока – в виде полного курса или десятков и сотен небольших приложений. Компании, которые будут создавать такие материалы, должны быть готовы заниматься разработкой довольно продолжительное время без возможности ее окупить до выхода полноценных наборов уроков.
2. Стоимость. В случае с дистанционным обучением нагрузка по покупке устройства виртуальной реальности ложится на пользователя, или этим устройством может быть его телефон. Но образовательным учреждениям понадобится закупать комплекты оборудования для классов, в которых будут проходить занятия, что также требует существенных инвестиций.
3. Функциональность. Виртуальная реальность, как и любая технология, требует использования своего, специфического языка. Важно

365 найти верные инструменты для того, чтобы сделать контент наглядным и вовлекающим. К сожалению, многие попытки создания обучающих VR- приложений не используют все возможности виртуальной реальности и, как следствие, не выполняют своей функции.
Идеи для применения
В данном разделе представлены лишь некоторые идеи того, как могут быть использованы возможности технологий AR и VR в сфере образования.
a) виртуальная реальность (VR)
Возможность этой технологии погружать человека в виртуальный мир определяет основное направление для ее развития в образовании. Все то, что не может быть создано в реальном мире по техническим, экономическим или физическим причинам, может быть создано в мире виртуальном.
Возможность побывать там, где в реальности побывать трудно или невозможно. Увидеть электрические и магнитные поля, доисторических животных, подводные миры, древние страны, планеты и астероиды. Также эта технология может открывать некоторые вещи по-новому, к примеру, живопись, есть приложение, которое погружает вас в картину Ван Гога
«Ночное Кафе». Такие приложения могут по-новому открыть живопись в веке кино и компьютерных игр.
В физике, эта технология может позволить проводить лабораторные работы в современных лабораториях. К примеру, почему бы не смоделировать наиболее известные исследовательские проекты последних лет: большой андронный коллайдер или детектор гравитационных волн и провести в них лабораторные работы? Это позволит заинтересовать обучаемых, показывая им современное состояние науки, а не то, при котором учились еще их деды и прадеды (что конечно, тоже имеет значение).
При изучении иностранных языков, большой прогресс в обучении достигается при живом общении с носителем. Но если такого человека найти трудно или трудно технически доставить его в аудиторию. Виртуальная реальность уже сейчас позволяет попадать в пространства, где можно не только общаться, но и взаимодействовать с другими пользователями.

366
Например, можно перенести группу, изучающих японский язык в России, и группу, изучающих русский язык в Японии, в одно пространство, где они могли бы общаться, выполнять задания. А на следующее занятие, например, с группой из Испании. Такой интерактивный формат будет интересен обучаемым в любом возрасте. Проводить же такие встречи вживую или даже с использованием видеоконференций связи было бы не так эффективно, но более трудоемко и затратно.
В изучении истории, обучаемые могут ознакомиться с трехмерными экспонатами музеев мира. А также с воссозданными городами, битвами или другими историческими событиями. Например, можно не только воссоздать
Бородинскую битву, но и позволить обучаемым в ней поучаствовать и принимать свои собственные, а также коллективные решения. Таким образом, это будет новым шагом развития после создания Бородинской панорамы в Москве.
В области географии современное развитие камер 360 градусов, позволяют пользователям снимать трехмерные панорамы и видео. Многие исследователи, путешественники и просто туристы снимают множество материала и выкладывают его в открытый доступ. Это видео про горы, океаны, полеты, вулканы, полюса. Использование такого материала на занятиях, позволит обучаемым увидеть далекие уголки нашей планеты и поддержать их интерес к путешествиям.
В биологии технология открывает возможность масштабироваться до размера органов, клетки или даже молекулы ДНК. Интерактивные возможности позволяют не только увидеть статическую картину, но и посмотреть, к примеру, процесс репликации ДНК.
В области химии приложения позволяют проводить опасные или дорогостоящие опыты. Изучать строения атомов и молекул. Наблюдать за химическими превращениями в динамике.
В области литературы можно, например, визуализировать наиболее яркие моменты художественных произведений. Интересным видится совмещение материала и события. Например, побывать на экзамене в

367
Царскосельском лицее и увидеть, как Пушкин читает «Воспоминания в
Царском Селе». Конечно, голоса поэта и главное той энергии уже не воссоздать, но такой формат позволит обучаемым почувствовать ту атмосферу, которая царила в то время.
b) дополненная реальность (AR)
Визуализация алгебраических поверхностей, как второго, так и более высоких порядков. На рис14.1 показаны алгебраические поверхности 2 порядка при их отображении с помощью технологии AR. Обучаемый получит возможность качественно изучить поверхность как реальный объект перед собой, а не на экране компьютера и, тем более, книги, а также изменять параметры в реальном времени и видеть результат. Все это должно способствовать лучшему пониманию структуры уравнений (интерактивное изменение параметров) и трехмерной формы поверхностей.
Рис. 14.1. Алгебраические поверхности 2 порядка
Аналогичные визуализации можно создавать для поверхностей более высокого порядка (рис. 14.2).
Рис. 14.2. Алгебраические поверхности порядка больше 2: (a)
Диагональная кубическая поверхность Клебша, (б) Лента Мебиуса, (в)
Бутылка Клейна
Основным направлением для применения в физике является визуализация уравнений математической физики. При этом показывается

368 решение в виде физического процесса. Обучаемый сможет динамически изменять параметры уравнения и видеть влияние этого изменения на результат.
Интересным видится визуализация фазовых диаграмм, в частности pvt- диаграммы (фазовой диаграммы) воды. На диаграмме возможно отображение физических процессов: изобарного, изохорного, изотермического, адиабатного и политропных процессов. Студент будет видеть полную картину процесса, а не проекции на определенные плоскости, интерактивно менять точки начала и окончания процесса, видеть дополнительную информацию о процессе (выделяемая/поглощаемая энергия, параметры в начале и конце).
В химии отображение атомных орбиталей (рис. 14.3) поможет лучше понять и запомнить их строение. Визуализация строения молекул (рис. 14.4), позволяет увидеть различные химические связи в пространстве.
Рис. 14.3. Фазовая диаграмма воды
Рис. 14.4. Молекула кофеина

369 достаточно тяжело. И дело не в финансовой составляющей – мы знаем успешный пример амбициозного проекта «Московская электронная школа», в рамках которого подобные технологии используются в некотором объеме.
По нашему мнению, основные трудности связана с:

Жесткостью программы, которую необходимо успешно усвоить ученикам в рамках общего образования. Несмотря на то, что технологии виртуальной и дополненной реальности имеют большой потенциал для повышения успеваемости обучаемых, они же могут существенно отвлекать.
Примеры использования технологии говорят об увеличении вовлеченности и повышении интереса к процессу обучения. Некоторые исследователи делают вывод, что эти факторы ведут к повышению успеваемости обучаемых.
Однако, в случае излишнего увлечения формой в ущерб содержанию эффект может быть обратным.

Использование подобных технологий, вероятно, может давать большой эффект, но использование в рамках стандартного школьного урока в 45 минут будет приводить к существенному нарушению программы, так как временные затраты на работу с материалом с использованием данных технологий так или иначе будут изменять план учебных занятий.

Внедрение подобных технологий связано с несколькими трудностями, которые носят финансовый характер: дороговизна оборудования, отсутствие большого числа качественных приложений и, соответственно, необходимость их разработки, небольшой опыт пользования данной технологией у преподавателей, которых необходимо дополнительно обучить.

Скромное количество и разнообразие существующих приложений с использованием технологий AR и VR, особенно специально созданных для образования, является еще одним «тормозом». Для того, чтобы изменить ситуацию, безусловно, необходима государственная поддержка таких проектов, государственный заказ. Создание даже небольшого приложения виртуальной реальности, к примеру, в области истории, требует работы множества специалистов: историков, художников, программистов,

370 культурологов и др. Подобные ресурсы возможно найти или при наличие серьезных ресурсов и запроса со стороны государства или крупного бизнеса, либо в случае, когда интересы различных сторон пересекаются.
Краткие итоги лекции 14
Понятие «виртуальная реальность» (ВР) обычно применяется к созданным компьютером «мирам», которые ощущаются и выглядят так, как будто существуют в действительности.
Виртуальная реальность (VR) полностью заменяет физический мир виртуальным. Ваши движения и ощущения «живут» в этом новом мире, не имея связи с реальностью. Иногда, когда человек первый раз использует очки виртуальной реальности, его физически поддерживают, потому что он может упасть. Обычно это непрозрачные очки и закрывающие уши наушники, сквозь которые не видно и не слышно реального мира (Oculus Rift, HTC Vive,
Sony PlayStation VR и т.д.).
Дополненная реальность, в свою очередь, дополняет физический мир.
Вы видите все то же, что и глазами, но с различными «дополнениями», например, имя сотрудника рядом с его лицом, какую-то 3D модель, расположенную на физическом столе и т.д. Обычно это прозрачные очки и динамики на них, не изолирующие пользователя от реального мира (Google
Glass, Microsoft Hololens, Epson Moverio и т.д
.).
Что делать для погружения в VR и AR?
Для погружения в виртуальную реальность надо воспользоваться иммерсивной гарнитурой. Информация, предоставляемая VR-устройством, может включать изображение, звук, а также тактильные ощущения, запах и даже вкус.
Устройства дополненной реальности включают гарнитуру вроде очков
Google Glass, мобильные телефоны (необходимо скачать специальное приложение), камеры (они «накладывают» слои на физическую среду, когда пользователь смотрит в объектив). Как правило, во время взаимодействия с

371 дополненной реальностью человек получает только визуальный и аудио- опыт.
Виртуальная реальность применяется в играх, в промышленности, на телевидении, в образовании, создаются тренажеры виртуальной реальности.
Вопросы по лекции 14:
1. Что такое виртуальная реальность?
2. Перечислить устройства виртуальной реальности.
3. В чем заключается актуальность создания виртуальной реальности?
4. Перечислить виды виртуальной реальности.
5. Что такое дополненная реальность.
6. В чем отличие виртуальной реальности от дополненной реальности?
7. Области применения виртуальной реальности?
8. Перечислить технические средства виртуальной реальности.
9. История развития виртуальной реальности.
10. Рассказать об условной виртуальной реальности.
11. Рассказать про прожективные виртуальные реальности.
12. Рассказать про пограничные виртуальные реальности.
13. Что делать для погружения в виртуальную и дополненную реальность?
14. Применение виртуальной реальности в промышленности,
15. Применение виртуальной реальности в образовании.

372
Лекция 15. Основы информационного дизайна
Краткая аннотация лекции: Рассматривается основы информационного дизайна и принципы дизайна.
Цель лекции: изучить основы информационного дизайна.
15.1 Основы информационного дизайна. Базовые понятия векторной
графики
Издательский мир в наше время широко использует преимущества компьютерных технологий. Огромные объемы информации размещаются на компакт-дисках, серверах компаний и в непрерывно обновляемых электронных каталогах, оснащенных специальными системами поиска.
Публикация теперь не сводится к простому размещению текста на бумаге. Но в то же время это и неразмещение текста на экране компьютера. Дизайнер должен уметь преобразовывать печатные материалы в красивые электронные документы, предназначенные для публикации на компакт-дисках или в интернете, и в то же время помнить, что любой документ, созданный специально для электронного носителя или веб-сервера, должен хорошо смотреться и на печати.
Любой документ – от годового отчета до этикетки для банки с вареньем – можно разработать, скомпоновать и изготовить на компьютере.
Часто, однако, для создания качественного продукта одной лишь прикладной программы и избитого шаблона оказывается недостаточно.
Практически все представленные сейчас на рынке пакеты издательских программ снабжены большим количеством шаблонов, которые в силу их удобства получили значительное распространение. На самом же деле отличный или даже просто хороший дизайн вовсе не сводится к рутинному заполнению готовых форм.
Дело в том, что универсальных рецептов не существует.
Профессиональные дизайнеры и специалисты по рекламе знают об этом. Для выработки онцепции и ее успешного воплощения требуется еще и особое