Was Sie lernen müssen, um virtuelle Realität zu erstellen. So erstellen Sie eine VR-Anwendung

„Wenn man sich ständig in dieser Branche bewegt, dann bemerkt man, ob es einem gefällt oder nicht, bestimmte Trends und Tendenzen. „Mir scheint, dass hinter der virtuellen Realität wirklich ein enormes Potenzial steckt“, beschreiben die Worte des Schöpfers der Spiele Doom und Quake sowie des Mitbegründers von Oculus VR, John Carmack, die Zukunft der virtuellen Realität perfekt.

Experten gehen davon aus, dass die Virtual-Reality-Branche im Jahr 2020 einen Wert von 30 Milliarden US-Dollar haben wird, und VR bewegt sich nun mit großen Schritten auf diesen Wert zu.

Mit Unterstützung von Microsoft, das einen Kurs zur Entwicklung von Anwendungen für die virtuelle Realität gestartet hat, veröffentlichen wir Material darüber, warum Sie lernen sollten, VR-Anwendungen zu entwickeln.

Der französische Autor und Regisseur Antonin Artaud hätte kaum gedacht, dass der von ihm geprägte Begriff „virtuelle Realität“ bis 2016 zu einer der vielversprechendsten und teuersten Computerindustrien werden würde. Artaud verwendete den Begriff erstmals 1938 in einer Essaysammlung mit dem Titel „Das Theater und sein Doppelgänger“. Über Virtual-Reality-Brillen, Software und Anwendungsspeicher kamen natürlich nicht in Frage. Artaud bezeichnete die virtuelle Realität als die illusorische Natur von Figuren und Objekten im Theater.

Virtuelle Realität im üblichen Sinne wurde durch den Programmierer, Autor und Musiker Jaron Lanier populär gemacht. Mitte der 80er Jahre besaß das von ihm gegründete Unternehmen VPL Research die Rechte an den meisten Patenten im Bereich VR. Und für den wahren Virtual-Reality-Boom sorgten damals die Filme „The Lawnmower Man“ und „Brainstorm“ sowie Howard Reingolds Buch „ Eine virtuelle Realität».

Mittlerweile kennt sich jeder mehr oder weniger mit der virtuellen Realität aus. Ende 2015 führte das Analyseunternehmen Statista eine Studie unter US-Bürgern durch. Allen Befragten wurde die gleiche Frage gestellt: „Interessieren Sie sich für virtuelle Realität?“ - und gebeten, Ihr Interesse auf einer fünfstufigen Skala einzuschätzen. Nur 7 % bewerteten ihr Interesse mit eins, 5 % mit zwei. 44 % gaben an, dass sie 5 Punkte interessiert seien, und 26 % gaben 4 Punkte an.

In jeder Studie zur virtuellen Realität kommt es darauf an, dass die Branche auf die eine oder andere Weise florieren wird. Die Gewinne aus Softwareprodukten werden bis 2018 um fast das Sechzigfache steigen, die Zahl der Nutzer wird im selben Jahr auf 171 Millionen steigen und die Gewinne aus dem Verkauf von Virtual-Reality-Helmen werden von 685 Millionen US-Dollar auf 3,89 Milliarden US-Dollar steigen.

Auch für Entwickler ist VR eine ideale Branche. Es ist relativ neu, das heißt, es ist noch nicht gegründet und nicht mit Spezialisten besetzt, es ist interessant und das Investitionsvolumen ist jetzt katastrophal groß. Natürlich verstehen die Entwickler selbst das. Es gibt keine Statistiken über die Anzahl der Entwickler in der VR-Branche, aber es ist bekannt, dass allein das Oculus Rift Development Kit in Stückzahlen von mehr als 175.000 gekauft wurde.

Laut VR-Ingenieurin Liv Eriskon ist eine der wichtigsten Fragen von Programmierern: „Wie viel Geld und Zeit muss ich investieren, um zu lernen, wie man mit VR arbeitet?“ Angesichts des Preises von 600 US-Dollar für die ersten Versionen der Oculus Rift wäre diese Antwort in der Vergangenheit nicht sehr ermutigend gewesen. Da es nun Cardboard gibt und fast jeder ein Smartphone hat, ist das kein Problem mehr.

Was den Zeitrahmen betrifft, ist die Antwort vager. Laut Erickson hängt viel vom Ausbildungsstand und der Lernfähigkeit ab. „Wenn man sich mit C# und Unity auskennt, geht es viel schneller“, sagt der Ingenieur.

Das Gehalt eines VR-Programmierers hängt von der gewählten Spezialisierung ab, liegt aber im Allgemeinen über dem Marktdurchschnitt. Am meisten erhalten Fachkräfte, die im medizinischen und finanziellen Umfeld tätig sind. Trotz der Tatsache, dass die Aufmerksamkeit der Medien darauf gerichtet ist soziale Netzwerke und Spiele, nicht weniger interessante Dinge passieren im Bereich Medizin und Wirtschaft. Beispielsweise entwickelt das Startup MindMaze virtuelle Räume für die Genesung von Patienten nach Herzinfarkten. Vivid Vision entwickelt Spiele zur Behandlung von Amblyopie – einer Krankheit, die das Sehvermögen schwächt – und Strabismus.

In Geschäfts- und Unternehmensumgebungen entwickelt sich die virtuelle Realität nicht weniger schnell. SDK Lab erstellt virtuelle Räume für die Schulung von Mitarbeitern von Bergbauunternehmen, Autodesk experimentiert mit dem Einsatz von VR in der Immobilienbranche und IrisVR erstellt Tools für die 3D-Modellierung von Objekten.

Das Problem für Entwickler besteht darin, dass es viele VR-Headsets gibt. Oculus, Microsoft Hololens, Samsung Gear VR, Google Cardboard – diese Geräte fallen mir sofort ein. Es gibt noch HTC Vive, Project Morpheus, Visbox, Fove, StarVR – und tatsächlich gibt es noch mehr. Die Entwickler sind sich einig, dass das Lernprinzip unabhängig von der gewählten Plattform in etwa das gleiche ist. Der erste Schritt besteht darin, C++ oder C# zu lernen, dann Unity oder Unreal, da dies die am häufigsten verwendeten SDKs bei der Entwicklung von Virtual-Reality-Anwendungen sind.

Eine andere Frage ist, wo man mit dem Training beginnen soll. Derzeit gibt es weltweit nicht mehr als 10 Universitäten, die Kurse zur VR-Entwicklung anbieten. Großer Teil Davon befinden sich in den Vereinigten Staaten und nur wenige außerhalb davon, in Norwegen und Singapur. Eine gute Option- selbstständig lernen. Hierzu ist es ratsam, bereits über Entwicklungskompetenzen zu verfügen. Mit Video-Tutorials zum Unity-Entwicklungstool können Sie mit dem Lernen beginnen.

Nachdem Sie sich mit der Unity-Umgebung vertraut gemacht haben, können Sie mit einem fortgeschritteneren Microsoft-Kurs fortfahren. Es widmet sich der Erstellung von Virtual- und Extended-Reality-Anwendungen. Der Kurs besteht aus zehn Modulen. Die ersten sind einleitend und widmen sich der Diskussion der Grundlagen der virtuellen Realität, der Verwendung von VR-Helmen und den Prinzipien der Erstellung von VR-Programmen in Unity.

Gegen Ende sprechen die Kursleiter von komplexeren Themen technische Details. In der vierten Lektion sprechen wir beispielsweise über die Erstellung von Software für den Fibrum-Helm. Im fünften Teil geht es um die Merkmale der Benutzerinteraktion in der virtuellen Realität: Wie kann der Benutzer vor Unbehagen und Kontrollschwierigkeiten bewahrt werden? Das letzte Modul ist der Erstellung leistungsstarker Anwendungen in C++/DirectX gewidmet.

Der Kurs wird von den Microsoft-Russland-Evangelisten Dmitry Soshnikov und Dmitry Andreev, dem technischen Direktor der MAAS-Marketingagentur Alexander Kondratov und dem Gründer des VR-AnVR-AR Lab Artyom Pecheny geleitet.

Dmitri Soschnikow,Evangelist Microsoft Russland

Der Kurs selbst ist eher technologisch ausgerichtet; er vermittelt die Grundlagen der Entwicklung von Virtual-Reality-Anwendungen für mobile Geräte. Um eine erfolgreiche Anwendung oder ein erfolgreiches Spiel zu entwickeln, benötigen Sie mehrere weitere Komponenten: eine Idee, die sich gut für die virtuelle Realität eignet, Kenntnisse in der Spieleentwicklung in Unity, Kenntnisse in der Erstellung von 3D-Modellen für VR und ein Geschäftsmodell – Ideen für die mögliche Kommerzialisierung der Anwendung .

Auf jeden Fall müssen wir es versuchen. Überlegen Sie sich eine Idee und versuchen Sie, diese in die Praxis umzusetzen. Auch wenn einige Komponenten fehlen, ist dies kein Grund, den Prozess zu verschieben. Der Markt für VR-Anwendungen ist noch recht frei, und wir müssen sofort handeln! Gleichzeitig ist aus technologischer Sicht alles nicht sehr schwierig; mit unserer Erfahrung können Sie in ein paar Tagen lernen, wie man VR-Anwendungen erstellt.

Wir unterstützen unsererseits Entwickler auf unserer Plattform, so fand beispielsweise im Dezember ein Hackathon zum Thema VR/AR statt und beim Studierendenwettbewerb Imagine Cup gab es eine Reihe studentischer VR-Projekte, die Preise erhielten. Wir müssen anfangen zu handeln und diese Welt zum Besseren zu verändern.

VR wird viele Branchen verändern. Als Erstes fallen mir natürlich Spiele und Unterhaltung ein. Darüber hinaus ist eine eigene Klasse von Anwendungen 360-Grad-Video oder Telepräsenz, bei der der Benutzer „virtuell“ an einen anderen Ort transportiert werden kann. Solche Projekte sind in den Bereichen Bildung, Tourismus usw. sinnvoll.

Am interessantesten ist jedoch die Frage, wie VR oder AR in Nicht-Gaming-Anwendungen eingesetzt werden können. Im Unterricht kann VR beispielsweise Schülern ermöglichen, einen Blick in das Innere eines Phänomens oder Prozesses zu werfen, sei es die Bewegung von Planeten oder eine Atomreaktion. Wahrscheinlich kann VR auch den Kommunikationsstil der Menschen verändern, denn nicht umsonst hat Facebook einst das VR-Unternehmen Oculus übernommen.

1. Studieren der Ausrüstung

Fragen Sie sich: Interessiere ich mich für die Entwicklung für Desktop-Geräte wie das HTC Vive oder interessiere ich mich eher für mobile Geräte wie das Samsung Gear VR oder Google Cardboard? Wenn Sie noch unentschlossen sind, lesen Sie Bewertungen und überlegen Sie, was für Ihren Markt am besten geeignet ist. Wenn Ihre Ideen Motion-Controller oder hochwertige Grafiken erfordern, dann konzentrieren Sie sich auf eine VR-Brille, die an Ihren Computer angeschlossen ist. Modelle, die derzeit von Unity, Unreal-Engines und Web-Implementierungen unterstützt werden:

Computer-VR:

Photogrammetrie und 3D-Scanning
Entdecken Sie die Einführung von Oculus in die räumliche Audiopositionierung und dieses Video 3D-Audio: Sounds für VR entwerfen.

4. Einführung der Interaktivität

Sobald Sie mit der Engine vertraut sind und Ihre Kunstmaterialien bereit haben, müssen Sie herausfinden, wie Sie Ihr Projekt interaktiv gestalten können. Ich empfehle dringend, sich zunächst über die Prinzipien der Erstellung von UI und UX in der virtuellen Realität zu informieren. Andernfalls kann es bei Ihren Benutzern zu Augenschmerzen durch schlechte stereoskopische Rendering-Entscheidungen oder zu Reisekrankheit kommen. Dies kann vermieden werden, indem einfach kein Text mit dem Ansichtsfenster verknüpft wird oder indem die Kamera des Spielers während der Fahrt in einer sichtbaren Kapsel (Auto, Raumanzug, Cockpit) platziert wird. Und wenn Sie manuelle Steuerungen implementieren möchten, empfehle ich, alles so realistisch wie möglich zu gestalten – Ihre Bemühungen in Forschung und Prototyping werden mit einem Gefühl der Präsenz belohnt.
. Ein Leitfaden, der verschiedene nützliche Prinzipien erklärt.

UE4 HTC Vive – So interagieren Sie mit Menüs mithilfe von Motion Controllern.

Sie müssen eine Art Skriptsprache beherrschen. Unreal Engine 4 verwendet ein intuitives, schematisches Skriptsystem Blaupause für visuelles Scripting. Übrigens wird es für diejenigen nützlich sein, die sich im Programmieren im Allgemeinen noch nicht so sicher fühlen. Eine allgemeine Einführung in Blueprint, das leistungsstark genug ist, um ein ganzes Projekt abzuwickeln, ohne eine Codezeile schreiben zu müssen (obwohl Sie eine Reihe von Programmiertechniken verwenden werden). Im Allgemeinen verwendet Unreal C++ und Unity C#. Viele derjenigen, die in die VR-Entwicklung einsteigen möchten, verfügen über sehr wenig Programmiererfahrung, was diesen Schritt besonders schwierig macht. Wenn Sie ein Selbstentwickler sind, denken Sie daran: Es ist besser, klein anzufangen. Sobald Sie die Grundlagen beherrschen, können Sie mit größeren Ideen fortfahren. Aber es ist besser, damit anzufangen. Wenn Sie sich schrittweise weiterentwickeln und mehrere Projekte erstellen, können Sie komplexere Aufgaben viel sicherer angehen.

1. Studieren der Ausrüstung

Photogrammetrie und 3D-Scanning
Entdecken Sie die Einführung von Oculus in die räumliche Audiopositionierung und dieses Video 3D-Audio: Sounds für VR entwerfen.

4. Einführung der Interaktivität

UE4 HTC Vive – So interagieren Sie mit Menüs mithilfe von Motion Controllern.

Sie müssen eine Art Skriptsprache beherrschen. Unreal Engine 4 verwendet ein intuitives, schematisches Skriptsystem Blaupause für visuelles Scripting. Übrigens wird es für diejenigen nützlich sein, die sich im Programmieren im Allgemeinen noch nicht so sicher fühlen. Eine allgemeine Einführung in Blueprint, das leistungsstark genug ist, um ein ganzes Projekt abzuwickeln, ohne eine Codezeile schreiben zu müssen (obwohl Sie eine Reihe von Programmiertechniken verwenden werden). Im Allgemeinen verwendet Unreal C++ und Unity C#. Viele derjenigen, die in die VR-Entwicklung einsteigen möchten, verfügen über sehr wenig Programmiererfahrung, was diesen Schritt besonders schwierig macht. Wenn Sie ein Selbstentwickler sind, denken Sie daran: Es ist besser, klein anzufangen. Sobald Sie die Grundlagen beherrschen, können Sie mit größeren Ideen fortfahren. Aber es ist besser, mit dem primitivsten Projekt zu beginnen. Wenn Sie sich schrittweise weiterentwickeln und mehrere Projekte erstellen, können Sie komplexere Aufgaben viel sicherer angehen.

Einer der beliebtesten Entwicklungsbereiche der virtuellen und erweiterten Realität ist die Bildung. Da sind viele Verschiedene Optionen der Einsatz moderner Technologien in diesem Bereich – von einfachen Schulführungen durch das alte Ägypten im Geographieunterricht bis hin zur Ausbildung von Fachkräften für die Arbeit in einem Hochgeschwindigkeitszug oder auf Raumstation. Dmitry Kirillov, Leiter des VRAR-Labors und von Cerevrum Inc., äußerte sich zu den Möglichkeiten der virtuellen Realität in der Bildung.

Vorteile des Einsatzes von VR in der Bildung

Der Einsatz virtueller Realität eröffnet viele neue Möglichkeiten in der Aus- und Weiterbildung, die mit herkömmlichen Ansätzen zu komplex, zeitaufwändig oder teuer wären, wenn nicht sogar alle gleichzeitig. Der Einsatz von AR/VR-Technologien im Bildungsbereich bietet fünf Hauptvorteile.

Sichtweite. Mithilfe von 3D-Grafiken können chemische Prozesse bis auf die atomare Ebene detailliert dargestellt werden. Darüber hinaus hindert uns nichts daran, noch weiter zu gehen und zu zeigen, wie die Kernspaltung im Atom selbst vor einer Kernexplosion stattfindet. Virtuelle Realität kann nicht nur Informationen über das Phänomen selbst liefern, sondern es auch beliebig detailliert darstellen.

Sicherheit. Eine Herzoperation, das Fahren eines Hochgeschwindigkeitszuges, ein Space Shuttle, Brandschutz – Sie können den Zuschauer in jede dieser Situationen eintauchen lassen, ohne dass die geringste Lebensgefahr besteht.

Beteiligung. Mit der virtuellen Realität können Sie auf spielerische und leicht verständliche Weise Szenarien verändern, den Verlauf eines Experiments beeinflussen oder ein mathematisches Problem lösen. Während einer virtuellen Lektion können Sie die Welt der Vergangenheit mit den Augen einer historischen Figur betrachten, eine Reise durch den menschlichen Körper in einer Mikrokapsel unternehmen oder auf Magellans Schiff den richtigen Kurs wählen.

Fokussieren. Die virtuelle Welt, die den Betrachter von allen Seiten in 360 Grad umgibt, ermöglicht es Ihnen, sich ganz auf die Materie zu konzentrieren und sich nicht von äußeren Reizen ablenken zu lassen.

Virtueller Unterricht. Die Sicht aus der ersten Person und das Gefühl der Anwesenheit in einer gezeichneten Welt sind eines der Hauptmerkmale der virtuellen Realität. Dadurch kann der Unterricht vollständig in der virtuellen Realität durchgeführt werden.

VR-Formate in der Bildung

Der Einsatz neuer Technologien in der Bildung erfordert eine entsprechende Umstrukturierung des Bildungsprozesses.

VOLLZEITAUSBILDUNG

Virtuelle Technologien bieten interessante Möglichkeiten zur Vermittlung von Erfahrungsstoffen. IN in diesem Fall Das klassische Unterrichtsformat wird nicht verfälscht, da jede Lektion durch eine 5-7-minütige Immersion ergänzt wird. Es kann ein Szenario verwendet werden, bei dem der virtuelle Unterricht in mehrere Szenen unterteilt wird, die zu den richtigen Zeitpunkten in den Unterricht eingebunden werden. Der Vortrag bleibt nach wie vor das strukturbildende Element des Unterrichts. Mit diesem Format können Sie den Unterricht modernisieren, die Schüler in den Lernprozess einbeziehen, den Stoff anschaulich veranschaulichen und vertiefen.

FERNSTUDIUM

Beim Fernunterricht können sowohl der Schüler als auch der Lehrer überall auf der Welt sein. Jeder von ihnen wird seinen eigenen Avatar haben und persönlich in der virtuellen Klasse anwesend sein: Vorlesungen hören, interagieren und sogar Gruppenaufgaben erledigen. Dies vermittelt ein Gefühl der Präsenz und beseitigt die Grenzen, die beim Unterricht per Videokonferenz bestehen. Außerdem kann der Lehrer nachvollziehen, wann der Schüler den Unterricht verlässt, da die Helme Oculus Rift und HTC Vive mit einem Lichtsensor ausgestattet sind, der es ihm ermöglicht, zu erkennen, ob der Helm verwendet wird dieser Moment oder nicht.

GEMISCHTE BILDUNG

Sollten Umstände vorliegen, die Sie an der Teilnahme am Unterricht hindern, kann der Studierende dies aus der Ferne tun. Dazu muss das Klassenzimmer mit einer Kamera zur Aufnahme von 360-Grad-Videos ausgestattet sein, die die Möglichkeit bietet, Videos in Echtzeit zu übertragen. Studierende, die aus der Ferne an einer Unterrichtsstunde teilnehmen, können das Geschehen im Klassenzimmer aus der Ich-Perspektive (z. B. direkt von ihrem Platz aus) beobachten, ihre Klassenkameraden sehen, mit dem Lehrer kommunizieren und am gemeinsamen Unterricht teilnehmen.

SELBSTBILDUNG

Jeder der entwickelten Bildungskurse kann für das Selbststudium angepasst werden. Die Lektionen selbst können in Online-Shops (z. B. Steam, Oculus Store, Appstore, Google Play Markt), sodass jeder die Möglichkeit hat, den Stoff selbstständig zu beherrschen oder zu wiederholen.

Nachteile des Einsatzes von VR in der Bildung

Bis jedoch der Einsatz der Technologie und der Geräte selbst maximal „verfeinert“ ist, wird es Nachteile und potenzielle Probleme beim Einsatz der virtuellen Realität in der Bildung geben.

Volumen. Jede Disziplin ist ziemlich umfangreich, was große Ressourcen erfordert, um Inhalte für jedes Unterrichtsthema zu erstellen – in der Form voller Kurs oder Dutzende oder Hunderte kleiner Anwendungen. Unternehmen, die solche Materialien erstellen, müssen bereit sein, sich über einen längeren Zeitraum mit der Entwicklung zu befassen, ohne die Möglichkeit zu haben, diese vor der Veröffentlichung vollständiger Lehrsätze wieder hereinzuholen.

Preis. Beim Fernunterricht liegt die Last des Kaufs eines Virtual-Reality-Geräts beim Benutzer, oder es könnte sich bei diesem Gerät um sein Telefon handeln. Aber Bildungsinstitutionen Für die Klassenräume, in denen der Unterricht stattfinden soll, müssen Sie Ausrüstungssätze kaufen, was ebenfalls erhebliche Investitionen erfordert.

Funktionalität. Virtuelle Realität erfordert wie jede Technologie die Verwendung einer eigenen spezifischen Sprache. Es ist wichtig, die richtigen Tools zu finden, um Ihre Inhalte visuell und ansprechend zu gestalten. Leider nutzen viele Versuche, pädagogische VR-Anwendungen zu erstellen, nicht alle Möglichkeiten der virtuellen Realität und erfüllen daher ihre Funktion nicht.

Beispiel: Physikunterricht in VR

Um die Wirksamkeit und Machbarkeit des Einsatzes virtueller Realität in der Bildung zu testen, hat das VRar-Labor eine experimentelle Physikstunde entwickelt. An der Studie nahmen 153 Personen teil: Jugendliche im Alter von 6 bis 17 Jahren, ihre Eltern und Verwandte. Nach der Betrachtung wurden die Teilnehmer gebeten, drei Fragen zu beantworten: Wie gut haben sie das auf diese Weise präsentierte Lehrmaterial verstanden? Welche Einstellung haben Kinder zum Lernen in der virtuellen Realität? welche Schulfächer (laut Schülern) für die Unterrichtsgestaltung in der virtuellen Realität vorzuziehen sind.

Die Lektion war dem Thema elektrischer Strom in einem einfachen Stromkreis gewidmet. Nachdem er die Brille aufgesetzt hatte, befand sich der Benutzer in einem Raum vor einem Tisch, auf dem ein einfacher Stromkreis visualisiert war. Als nächstes gelangte der Benutzer in das Innere des Leiters, wo er dessen Struktur untersuchen musste (Visualisierung der Struktur eines Atoms, eines Kristallgitters, bedingte Visualisierung des Stromflusses in Verbindung mit einer Stromquelle). Der Unterricht ist für sechs Schüler konzipiert, wird von einem Vortrag des Lehrers begleitet und dauert 5 bis 7 Minuten.

Nach der Vorlesung füllten die Befragten Fragebögen aus.

Beherrschung des Materials und Einstellung zum Unterricht in VR

Die Befragten wurden gebeten, im Fragebogen drei geschlossene Fragen zu beantworten: Welches der aufgeführten Teilchen ist kein Teilchen eines Atoms? Woraus besteht der Atomkern? welches Teilchen für die Übertragung verantwortlich ist elektrische Ladung. Das Ergebnis war ausgezeichnet – nur 8,5 % der Befragten beherrschten den Stoff nicht.

Was die Einstellung zu solchem Unterricht betrifft, so würden laut VRAR-Labor 148 von 153 Befragten (97,4 %) gerne weiterhin Virtual-Reality-Technologien im Schulunterricht einsetzen, und die Mehrheit gab Physik und Chemie als Disziplinen an.

Im Allgemeinen zeigte das vom VRAR-Labor durchgeführte Experiment den Erfolg des Einsatzes von VR in der Bildung. Moderne Technologien, trotz Langstrecke Entwicklung, sind noch jung, aber immer noch ist Virtual Reality der nächste große Sprung in der Entwicklung des Bildungssektors. Und in naher Zukunft werden wir in diesem Bereich viele interessante Entdeckungen sehen.

Heutzutage unterstützt die Virtual-Reality-Technologie Museen bei der Umstellung auf Qualität Neues level Interaktion mit Besuchern. Mithilfe von Panoramavideos und 3D-Grafiken hat jeder die Möglichkeit, für die Öffentlichkeit geschlossene Museumsarchive, verlorene Exponate oder rekonstruierte historische Denkmäler zu besichtigen. Darüber hinaus ist die virtuelle Realität eine großartige Möglichkeit, abgelegene architektonische Stätten und Ausstellungshallen überall auf der Welt zu besuchen. Unser Artikel hilft Ihnen, Geräte zur Erstellung virtueller Realität zu verstehen, informiert Sie über die Geschichte dieser Technologie und den Einsatz virtueller Realität in Museen.

In Kontakt mit

Klassenkameraden

Mit der 360°-Videotechnologie können Sie Panoramafilme mit unterschiedlichem Grad an Interaktivität erstellen, bei denen der Betrachter den Blickwinkel nach Belieben steuert. Dieses Video kann in einem Virtual-Reality-Helm, mit einer speziellen Anwendung auf einem Smartphone oder auf einem PC-Display angesehen werden.

Die Erfahrung von Touristen, die einen Ausflug zu einer antiken Pyramide machten oder eine Ausstellung im Louvre besuchten, die bisher nur wenigen zugänglich war, kann jetzt durch das vollständige Eintauchen in die virtuelle Realität von allen geteilt werden.

Virtual Reality (VR) ist eine Computersimulation realer bzw fiktive Welt, in die eine Person eintaucht und interagiert. Nicht nur eine künstliche Welt, sondern ein komplexes und gut funktionierendes System von Geräten, die die Sinne synchron beeinflussen können.

Es scheint, dass die virtuelle Realität erst in den letzten Jahrzehnten erfunden und geschaffen wurde. Die Umsetzung dieser Idee begann jedoch schon vor fast 100 Jahren.

Geschichte der virtuellen Realität

Die Geschichte der virtuellen Realität begann lange vor dem Aufkommen der ersten Computer. 1929 wurde der Flugsimulator Link Trainer für die Pilotenausbildung entwickelt. Der Flugsimulator war auf einem Scharnier montiert und ähnelte einem kleinen Flugzeug mit kurzen Flügeln. Im Inneren befanden sich Flugzeuginstrumente, ein Stuhl und Kopfhörer mit Mikrofon zur Kommunikation mit dem Trainer.

Link Trainer während seines Einsatzes auf einer RAF-Station im Jahr 1943

Im Jahr 1956 machte sich der Kameramann Morton Heilig, der später als „Vater der virtuellen Realität“ bezeichnet wurde, daran, eine hochentwickelte Maschine zu entwickeln, die eine Motorradfahrt durch die Straßen von Brooklyn simulieren konnte. Er wollte ein „Kino der Zukunft“ schaffen, dessen Hauptidee darin bestand, einen Menschen mithilfe von Erschütterungen, Lärm, Wind und Gerüchen vollständig in einen speziell vorbereiteten Film einzutauchen. Das Projekt hieß „Sensorama“ und wurde patentiert. Das Prinzip dieses Geräts wurde zur Grundlage für die Schaffung moderner 4D-Kinos.

Der nächste große Durchbruch auf dem Gebiet der VR-Technologien und der Schaffung der uns bekannten virtuellen Realität erfolgte 1977. Das erste moderne VR-System war die Aspen Movie Map, die am Massachusetts Institute of Technology entwickelt wurde. Dieses Computerprogramm simulierte einen Spaziergang durch die Stadt Colorado und bot die Möglichkeit, zwischen verschiedenen Darstellungsarten der Gegend zu wählen: Sommer- und Winterversionen des virtuellen Spaziergangs durch Aspen basierten auf realen Fotos.

Vorführung der Arbeit „Aspen Film Maps“

Bis Ende der Achtzigerjahre galt die Virtual-Reality-Technologie als vielversprechend, doch aufgrund der Komplexität der Umsetzung und der hohen Gerätekosten ließ das Interesse daran bald nach. Erst im Jahr 2012 begann man wieder über virtuelle Realität zu sprechen, als Geräte zum Eintauchen in die virtuelle Realität auf den Markt kamen, die einem breiten Spektrum von Menschen zur Verfügung standen.

Virtual-Reality-Technologien

Die größten Unternehmen (Facebook, Nokia, Samsung, Google usw.) entwickeln derzeit Kameras für die Aufnahme von Videos im 360°-Format, Virtual-Reality-Headsets für verschiedene Smartphones usw Desktop-Computer sowie verschiedene Tonaufnahmegeräte, die die Erzeugung von Surround-Sound ermöglichen und die Umsetzung einer ganzen Reihe von „360°-Multimedia“-Technologien ermöglichen.

Kameras zum Aufnehmen von 360°-Videos

Kameras zum Aufnehmen von Panoramavideos werden als sphärische Kameras bezeichnet und bestehen aus mehreren Videokameras, die synchrone Aufnahmen erzeugen. Die Anzahl der Objektive reicht von 2 bis 16 und die Videoverarbeitung erfolgt sowohl in der Kamera selbst als auch in spezielle Programme. Neben Kameras bekannter Marken (Google, Samsung, LG, Nokia, GoPro, Nikon, Kodak, Ricoh) gibt es viele andere – Girooptic, Bublcam, Vuze usw.

Kameras zum Aufnehmen von 360°-Videos

Binauraler Klang

Eine besondere Herausforderung bei der Erstellung von Inhalten für die virtuelle Realität ist die Aufnahme und Wiedergabe von Surround-Sound – schließlich soll der Nutzer in der virtuellen Realität je nach Kopfposition unterschiedliche Geräusche hören.

IN Computerspiele Dieses Problem wird mithilfe einer speziellen Software gelöst, die die Position von Schallquellen im virtuellen Raum angibt. Mit dem Aufkommen des 360°-Videoformats entstand jedoch die Notwendigkeit, den Ton äußerst genau aufzuzeichnen – so wie eine Person, die an einem bestimmten Punkt steht, ihn hört.

Hierzu kommt sogenannter binauraler Schall zum Einsatz – er wird mit speziellen Mikrofonen aufgenommen, die der Form des menschlichen Ohrs nachempfunden sind.

Geräte zur Aufnahme von binauralem Ton

Virtual-Reality-Helme

Mit einem Virtual-Reality-Helm können Sie teilweise in die Realität eintauchen Scheinwelt, wodurch ein visueller und akustischer Präsenzeffekt entsteht. Der Name „Helm“ ist ziemlich willkürlich: moderne Modelleähnelt eher einer Schutzbrille als einem Helm.

Gear VR – Virtual-Reality-Headset von Samsung

Es gibt zwei Arten von Virtual-Reality-Helmen: vollwertige Helme, die über einen eigenen Prozessor verfügen und an einen Computer angeschlossen werden, und mobile Helme, in die ein Smartphone mit einer speziellen Anwendung eingesetzt wird.

In vollwertigen Helmen (z. B. Oculus Rift, HTC Vive usw.) Sony PlayStation VR) verfügt über zwei eingebaute Displays – wenn Sie das Gerät aufsetzen, sind diese einige Zentimeter von Ihren Augen entfernt. Auf den Displays wird das gleiche Bild übertragen, allerdings mit einem leichten Versatz. Vor den Displays befinden sich zwei bildverzerrende Linsen, die einen dreidimensionalen Bildeffekt erzeugen. Zu virtuelle Welt man konnte sich umschauen, wenn man den Kopf drehte; der Helm hatte mehrere Sensoren: ein Magnetometer, ein Gyroskop und einen Beschleunigungsmesser. Ein anderer – ein Tracker mit Infrarot-LEDs – soll auf dem Tisch stehen, die Person anschauen und ihre Position im Raum aufzeichnen. Es ist für Spiele erforderlich, bei denen Bewegungsfreiheit erlaubt ist. Zur Datenübertragung und Stromversorgung ist außerdem ein USB-Kabel an das Gerät angeschlossen.

Oculus Rift Virtual-Reality-Helm

Das derzeit fortschrittlichste Virtual-Reality-Headset ist das Oculus Rift. Besonderheit Oculus Rift ist eine linsenbasierte Methode zur Bildkonstruktion – der Betrachter, der einen Helm trägt, blickt nicht direkt, sondern durch spezielle asphärische Linsen auf das Stereobild. Mit Hilfe von Linsen konnte der Blickwinkel deutlich erweitert werden, sodass er dem menschlichen biologischen Sehen nahe kommt, wodurch der Helm ein ungewöhnlich tiefes Eintauchen in die virtuelle Realität ermöglicht. Diese Funktion bestimmt zukünftiges Schicksal Brillen – das Projekt entwickelte sich zu einem der sich am dynamischsten entwickelnden Projekte in der Branche, auf der ganzen Welt wurden experimentelle Anwendungen für Oculus Rift entwickelt und 2014 fand eine der Rekordtransaktionen in der Branche statt – Facebook kaufte Oculus für 2 Milliarden US-Dollar.

Obwohl die Oculus Rift nicht im Einzelhandel erhältlich ist, können sie auf der Website des Entwicklers für 599 US-Dollar bestellt werden.

Die einfachsten mobilen Virtual-Reality-Headsets bestehen aus einem Stück Pappe, einem Paar Kunststofflinsen und einem Smartphone als Bildschirm.

Google Cardboard ( aus dem Englischen übersetzt - Pappe) ist ein Experiment von Google im Bereich Virtual Reality, das auf einem Papphelm basiert, in den ein Android-Smartphone eingesetzt wird. Das Smartphone teilt das Bild in ein Stereopaar auf und verfolgt sogar die Position des Kopfes.

Google Cardboard

Sie können den Helm selbst zusammenbauen oder ihn für 15 $ kaufen. Heute ist er der am weitesten verbreitete Helm der Welt, der in etwa fünf Millionen Exemplaren hergestellt wurde.

Andere mobile Helme aus Pappe bestehen meist aus Pappe und Metall, um eine möglichst lange Lebensdauer des Geräts zu gewährleisten.

Darüber hinaus gibt es mobile Virtual-Reality-Helme aus Kunststoff mit der Möglichkeit, die Position der Linsen anzupassen, einem eingebauten Lüfter, einer Lautstärketaste und einem Akku zum Aufladen eines Smartphones (z. B. Homido, Durovis Dive, Gear VR). und andere).

Fernglas

Diese Erfindung ist besser bekannt als Beobachtungsfernglas. Im Gegensatz zu Standarddesigns enthält das Fernglas anstelle eines optischen Teils einen Virtual-Reality-Mechanismus, der es ermöglicht, Panoramavideos von jeder Seite aus anzusehen, indem man das Gerät einfach dreht. Der Betrachtungswinkel beträgt 360 Grad entlang der vertikalen Achse und 180 Grad entlang der horizontalen Achse. Das räumliche Klangbild verändert sich je nach Drehung des Gerätes, das sowohl in Innenräumen als auch auf Stadtstraßen installiert werden kann.

Vom Multimedia Solutions Laboratory entwickeltes Virtual-Reality-Fernglas

Mit Hilfe eines Fernglases können Sie Hunderte von Jahren zurückreisen und Rekonstruktionen historischer Objekte und Ereignisse mit eigenen Augen betrachten, mit dem Effekt eines völligen Eintauchens.

Interaktivität in der virtuellen Realität

Obwohl die Betrachtung von 360°-Volumenvideos auf verschiedenen Virtual-Reality-Geräten ein qualitativ hochwertiges Eintauchen in Videoinhalte ermöglicht, besteht der nächste Schritt in der Möglichkeit, verschiedene interaktive Elemente in das Videomaterial im 360°-Videoformat einzuführen.

3D-Grafiken in der virtuellen Realität

Solche Elemente können sein:

Aktive Marker im virtuellen Raum für Bewegungen entlang verschiedener Trajektorien, zuvor mit 360°-Videotechnik erfasst

Einbindung diverser Zusatzinhalte in 360°-Videos (Bilder, Videos, Hyperlinks etc.) – „Bild-in-Bild“-Funktion

Übergang von einem 360°-Videobild in einen simulierten 3D-rekonstruierten Realitätsraum.

Die interaktive Interaktion ermöglicht die Wahl der Route: Der Benutzer kann an bestimmten Punkten im Video (Gabelungen) die gewünschte Fortsetzung der Exkursion wählen oder zurückgehen. Das Zeigen auf ein Element erfolgt durch Drehen des Kopfes, das mithilfe eines Virtual-Reality-Helms verfolgt wird. Indem Sie das Fadenkreuz einige Sekunden lang über das ausgewählte Element halten, wird das Element aktiviert und der nächste Abschnitt des 360°-Videos gestartet, beispielsweise erscheint ein Video der nächsten Messehalle.

Auf den „vorderen“ Passagen kann es einen Leitfaden in Form einer dreidimensionalen Animation geben, der über die Exponate spricht. Auf Wunsch kann der Benutzer die Anzeige eines Teils des Videos überspringen, indem er eine Taste auf der Tastatur drückt oder ein interaktives Element verwendet.

Die zweite Form der interaktiven Interaktion ist die Möglichkeit, vom 360°-Video zu einer virtuellen 3D-Rekonstruktion überzugehen. An bestimmten Stellen im Videorundgang erscheint ein Element, durch dessen Aktivierung sich der Benutzer in eine 3D-Rekonstruktion begibt, mit der Möglichkeit, sich frei im virtuellen Raum zu bewegen und zum Originalvideo zurückzukehren.

Beispiele für den Einsatz von Virtual-Reality-Technologien in Museen

Das Salvador Dali Museum in der amerikanischen Stadt St. Petersburg bietet seinen Besuchern buchstäblich Finden Sie sich im Gemälde „Archäologisches Echo von Angelus Millet“ wieder, das vom großen spanischen Künstler gemalt wurde.

Die Agentur Goodby Silverstein & Partners wurde mit der Erstellung einer VR-Version des Films beauftragt. Die Künstler haben die Leinwand sorgfältig untersucht und ihre 3D-Version sehr detailliert nachgebildet. An dem Projekt waren auch Künstler des Disney-Studios aktiv beteiligt, die zuvor mit dem Museum zusammengearbeitet hatten, um den Animationsfilm Destino zu erstellen. Das Ergebnis ihrer Zusammenarbeit war ein Projekt für den virtuellen Helm Oculus Rift, mit dessen Hilfe sich jeder in der berühmten Leinwand wiederfinden kann.

Virtuelle Realität im Salvador Dali Museum

Mit der WoofbertVR-App für Samsung Gear VR können Sie die berühmtesten Kunstmuseen der Welt bequem von zu Hause aus besuchen. Eine Tour durch die Londoner Courtauld Gallery ist jetzt verfügbar. Der virtuelle Spaziergang wird von Kommentaren des berühmten britischen Schriftstellers und Autors von Graphic Novels Neil Gaiman begleitet. Mir kam die Idee, eine solche Anwendung zu erstellen geschäftsführender Direktor Woofbert begleitete Robert Humvee, der während seines Besuchs in Washington keinen Zutritt zur National Gallery hatte.

WoofbertVR-App für die Virtual-Reality-Brille Samsung Gear VR

Im Jahr 2016 erstellte das Labor für Multimedia-Lösungen einen Panoramarundgang für Besucher des Museums der Geschichte der Stadt Montschegorsk. Museumsgäste können einen virtuellen Rundgang durch die Werkstätten der Kola Mining and Metallurgical Company machen und den gesamten Produktionszyklus von Nichteisenmetallen sehen, indem sie einen Virtual-Reality-Helm tragen und eine spezielle Anwendung auf ihrem Smartphone starten.

Dreharbeiten zu einem virtuellen Rundgang durch die Werkstätten von Kola MMC

Es gibt viele Möglichkeiten, virtuelle Realität im Ausstellungsgeschehen einzusetzen. Unser Spezialistenteam hilft Ihnen bei der Auswahl der besten Lösung
speziell für Ihr Museum und hilft Ihnen, das Projekt auf höchstem Niveau umzusetzen.

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