Сучасна реальність: реально-віртуальний поділ

Размещено на http://www.allbest.ru/

MIXED REALITY: REALES-VIRTUELLES KONTINUUM

O.V. Balaniuk, Vinnitsia, Ukraine,

Abstrakt

СУЧАСНА РЕАЛЬНІСТЬ: РЕАЛЬНО-ВІРТУАЛЬНИЙ ПОДІЛ

Анотація. Помітно, віртуальні світи все більше зливаються з реальним світом. Сучасне суспільство останнім часом характеризується постійно доступними цифровими ЗМІ та знаннями, які постійно доступні як інформаційне суспільство. Незалежно від вікової групи та сфери діяльності, цифрові медіа зараз є частиною повсякденного життя багатьох людей. Цифрові ЗМІ вже відіграли значну роль у навчально-виховному процесі, в тому числі і в навчанні іноземної мови. Хоча розробка інструментів AR/VR вимагає великих зусиль, експерти, вчені та компанії з різних галузей технології AR прогнозують чудові перспективи на майбутнє.

При розробці нових освітніх концепцій, заснованих на сучасних технологіях, у центрі уваги стає питання прийняття та диференціації індивідуальних стилів навчання та звичок користування.

У цій статті пропонується огляд останніх тенденцій процесів оцифрування освіти. Метою цієї статті є узагальнення існуючих досліджень віртуальної та доповненої реальності та виявлення дослідницьких прогалин, які в майбутньому будуть усунені науковими дослідженнями.

Ключові слова: віртуальна реальність, доповнена реальність, мультимедійні технології, засіб навчання, метод навчання, дистанційне навчання.

віртуальна реальність оцифрування освіта

Digitale Medien und Tools dringen enorm in alle Bereiche der Gesellschaft vor. Verдnderungen in der Vermittlung des Wissens sind irreversibel. Der Einsatz der digitalen Medien und Tools nimmt einen immer grцЯeren Bereich im Bildungssektor ein und erweitert bzw. ersetzt sogar teilweise den „klassischen" Prдsenzunterricht. Daraus resultiert erhebliches Wachstum an E-Learning. Diese modernen Tendenzen im Zusammenhang mit dem Lernkonzept des lebenslangen Lernens hat eine zweitausendjдhrige Lehrtradition verдndert und sie auf ein neues, hцheres Niveau angehoben. Um den modernen Entwicklungstendenzen und Anforderungen zu entsprechen, begannen die Lehrbuchverlage mit der Entwicklung von digitalen Erweiterungen, insbesondere durch AR/VR.

Die Fachliteratur betrachtet erweiterte und virtuelle Realitдt (AR/VR) meistens nebeneinander in einem Kontext [vgl. Dцrner et al., 2013, online]. Diese Tendenz lдsst sich anhand der Funktionsweise und Besonderheiten der technischen Gestaltung der AR/VR-Erweiterungen begrьnden. An dieser Stelle ist es wichtig, den Unterschied zwischen beiden Begriffen zu klдren und auch die historischen Meilensteine der Entwicklung der Augmented Reality darzustellen.

Laut den letzten Forschungen von Wissenschaftlern sind nicht nur Computertechnologien als „virtuell" zu bezeichnen, sondern auch schon lдnger bekannte Elemente aus Kunst, Kultur, Religion, Mythologie, Politik, Wissenschaft usw. Afanasyeva (2010) behauptet, die Vorstellung virtueller Objekte fьr das menschliche Gehirn sei schon immer charakteristisch gewesen. Heutzutage ist aber die Rede von der Entstehung einer neuen Existenzform des Menschen „Homo Virtualis":

Menschen, die virtuelle Phдnomene produzieren oder sie selbst konsumieren; Menschen, die die Informationen bekommen, lernen, arbeiten, sich erholen und in virtuellen Welten miteinander kommunizieren ..." [Afanasyeva 2010: 1, online].

Homo Virtualis erwerben bestimmte neue spezifische psychologische Charakteristika, die in der aktuellen wissenschaftlichen Forschung neue Fragen und Herausforderungen aufwerfen. Die Wissenschaftler sind der Meinung, dass die Anziehungskraft und Attraktivitдt der virtuellen und erweiterten Realitдt durch den niedrigen Energieaufwand bei gleichzeitig hohen emotionalen Empfindungen liegen. Das Lesen eines Buches erfordert heutzutage nicht unbedingt den Besuch einer Bibliothek; eine Unterhaltung mit dem Freund bedingt nicht zwangslдufig das Verlassen der Wohnung; um zu studieren und um neue Orte zu entdecken, reicht es aus, zu Hause den Computer zu nutzen. Das entspricht dem angeborenen menschlichen Instinkt, Energie zu sparen [vgl. Afanasyeva 2010, S. 3, online].

Der Filmemacher Morton Heilig war ein Pionier in der Entwicklung der erweiterten und virtuellen Realitдt mit seiner Erfindung „Sensorama" aus dem Jahr 1957. Seine Maschine bot den Besuchern eine Motorradfahrt in totaler Illusion entlang New Yorker StraЯen mit emotionalen Gefьhlen durch entsprechende haptische, kinдsthetische, olfaktorische Impulse (durch Wind, Dьfte, Bewegungen). Aus technischer Sicht war „Sensorama" nicht kompliziert gebaut und bestand lediglich aus vier Teilen: stereoskopischer Bildschirm, Ventilatoren, Lautsprecher und Geruchserzeuger [vgl. Heilig 1961, online].

Der nдchste Schritt im Entwicklungsprozess der AR/VR-Technologien war ein HMD-Gerдt (engl. head-mounted display), 1968 konstruiert von Ivan Sutherland. Durch die Verwendung eines Steuerungssystems war es ein Vorfahre moderner 3-D-Brillen [vgl. Sutherland 1968, online]. Das HMD-System bestand aus einem Helm mit Brillen, der die Augen halb verdeckte.

Aber zum ersten Mal wurde der Begriff „virtual reality" im Jahr 1982, ein Jahr nach der Vorstellung des ersten Computers von IBM, vom Schriftsteller Damien Broderick in seinem ersten Science-Fiction Roman verwendet. Seitdem entwickelten sich AR/VR und die Interaktion zwischen Menschen und Maschine enorm und unwiderruflich [vgl. Buchner bei GDM 2017, online]. Einen groЯen Durchbruch hat die Technologie der erweiterten Realitдt (weiter als AR bezeichnet, engl. - Augmented Reality) dem im Jahr 2016 sehr populдren AR-Spiel „Pokemon Go" zu verdanken.

Bei der Tagung zu „Mixed Reality und die Zukunft des Lernens - Zukunftstechnologie fьr Bildungskontexte" hat Josef Buchner in seinem Vortrag unter Augmented Reality die computergestьtzte Erweiterung der Realitдt mit digitalen Zusatzinformationen verstanden. Er betrachtet ein Kontinuum mit zwei Endpunkten: Real Environment (Realitдt) - Virtual Environment (Virtualitдt). Erweiterte Realitдt (AR) ist bei Mixed Reality einzuordnen, weil bei der erweiterten Realitдt im Gegensatz zu der virtuellen Realitдt die reale Umgebung noch stдrker eingebunden ist. Dieses Modell (Abb. 1) hat zum ersten Mal im Jahr 1994 Paul Milgram von der Universitдt Toronto erstellt. Solche technischen Erweiterungen sind nur durch den Einsatz digitaler Elemente mцglich [vgl. Buchner bei GDM 2017, online].

Das Modell gibt das Verhдltnis zwischen Realem und Virtuellem Kontinuum schematisch wieder. Zwischen den Endpolen liegt das Feld Mixed Reality, worunter auch die erweiterte Realitдt einzuordnen ist. Wissenschaftliche Quellen fassen Virtual Reality, Augmented Reality, 360°-Video und Mixed Reality unter dem Begriff „Immersive Media" zusammen [vgl. Popov, Joerges, Forstman: 2017].

Das grцЯte Wцrterbuch der deutschen Sprache erklдrt Virtual Reality folgendermaЯen: "... durch

Computertechnik simulierte Realitдt, in die jemand mithilfe von technischen Gerдten interaktiv eingebunden werden kann." (Wцrterbuch Wahrig 2008: 1601).

Popov et al. [2017, online] gibt eine detailliertere Begriffserklдrung, in der die Virtuelle Realitдt als eine Technologie bezeichnet wird, die den Rezipienten in eine computergenerierte, benutzerzentrierte, dreidimensionale Immersion einbezieht und ihm die Mцglichkeit einer interaktiven Handlung in Echtzeit bietet. Zur Verdeutlichung folgt hier eine Erklдrung des Begriffes Immersion. Immersion (eng. being there) ist die Illusion des Eintauchens in eine virtuelle Umgebung, mцglichst realitдtsnahes Ansprechen der menschlichen Sinne (visuell, akustisch, haptisch, olfaktorisch), demzufolge intensive Beteiligung am Geschehen durch Interaktion. Die Interaktion ist dann als wechselseitiges Handeln in einer virtuellen Umgebung mit der Mцglichkeit, virtuelle Objekte zu bewegen, zu verдndern oder zu nutzen, zu verstehen.

Abbildung 1: Reality-Virtuality (RV) Kontinuum von Paul Milgram, Haruo Takemura, Akira Utsumi, und FumioKishino, 1994

Unter dem Begriff Erweiterte Realitдt versteht Dцrner (2013) die Anreicherung der Realitдt durch kьnstliche virtuelle Inhalte. Im Gegensatz zur Virtuellen Realitдt, mit einer kompletten Ausblendung der realen Umgebung mithilfe von geschlossenen Systemen (wie VR-Brille und Kopfhцrer), geht es bei der Erweiterten Realitдt um eine Ergдnzung der Umgebung durch programmierte Tools, die virtuelle Zusatzinformationen in die reale Welt einbetten.

In einer viel zitierten Studie zu Augmented Reality „A Survey of Augmented Reality" hat Ronald Azuma folgendes determiniert:

„... Augmented Reality (AR) is a variation of Virtual Environments (VE), or Virtual Reality as it is more commonly called. VE technologies completely immerse a user inside a synthetic environment. While immersed, the user cannot see the real world around him. In contrast, AR allows the user to see the real world, with virtual objects superimposed upon or composited with the real world..." [Azuma 1997:2, online].

Dabei sind zwei Darstellungsformen zu betrachten: Optical-See-Through-Verfahren und Video-See-Through- Verfahren [Azuma 1997: 3, online]. Die beiden unterscheiden sich in der Art und Weise des Vorspielens der Inhalte: Kommt es zu einer Erweiterung der Realitдt mittels eines Videostreams oder zum Erfahren der Realitдt direkt durch den semitransparenten Bildschirm? Fьr die vorliegende Arbeit ist nur das Video-See-Through-Verfahren relevant, da die AR- Lernerweiterungen zu Printlehrwerken fast ausschlieЯlich auf Basis von Lernvideos aufgebaut sind.

Gleichzeitig mit steigender Akzeptanz von Digitalisierungstechniken in der Gesellschaft vergrцЯert sich auch die Anzahl der Unternehmen, die AR/VR-Tools entwickeln. HP Reveal und Eureka Virtual Reality z. B. spezialisieren sich auf die Entwicklung technisch hochentwickelter AR/VR-Tools fьr Wirtschaft und Marketing. Im Bildungssektor sind es hauptsдchlich Buchverlage, die in Kooperation mit IT-Unternehmen die AR-Lernapplikationen als Erweiterungen zu Printlehrwerken entwickeln.

Der Einsatz der Tools der erweiterten Realitдt im Bildungsbereich ermцglicht die Schaffung neuer Lernerlebnisse und die Entwicklung digitaler Kompetenzen bei den Schьlern, was eine der grundlegenden Voraussetzungen auf dem modernen Arbeitsmarkt ist. Fьr die Aktualitдt des ausgewдhlten Themas sprechen moderne Tendenzen in allen Bereichen der Gesellschaft, sowohl in der Wirtschaft und Politik als auch in Medizin und Bildung.

Quellenangaben

1. Afanasyeva, Vera (2010): Homo Virtualis: Psychologische Charakteristika. In: Nachrichten aus der Universitдt Saratow, Serie: Philosophie, Psychologie, Pдdagogik, 2. Ausgabe, Saratow 2010, S. 59-64, [online] https:// cyberleninka.ru /article/ v/homo-virtualis- psihologicheskie-harakteristiki [12.10.2019]

2. Azuma, Robert, (1997): A Survey of Augmented Reality, In Presence: Teleoperators and Virtual Environments 6, 4 (August 1997), S. 355-385, [online] https://www.cs.unc.edu/~azuma/ARpresence.pdf [10.10.2019]

3. Buchner, Josef: GDM 2017 - Augmented Reality in der Schule? Aber sicher doch!, [online] https://www.youtube.com /watch?v=E1FulCQzI9Q [12.10.2019]

4. Dцrner, Ralf / Broll, Wolfgang / Grimm, Paul / Jung, Bernhard (2013): Virtual und Augmented Reality (VR / AR): Grundlagen und Methoden der Virtuellen und Augmentierten Realitдt, Berlin: Springer, 2013, [online] https://link.springer.com/ book/10.1007%2F978-3-642-28903-3 [09.10.2019]

5. Heilig, Morton (1961): Sensorama Simulator, Filed Jan.10, 1961, Ser. No.81, 864, 13 Claims. United States Patent Office, [online] https://patentimages.storage.googleapis.com/90/34/2f/24615bb97ad68e/US3050870.pdf [11.10.2019]

6. Popov, Dmitri / Joerges, Richard / Forstman, Marc (2017): Laureats 2017, Ist die Virtuelle Realitдt die neue Wirklichkeit?, Hochschule Fresenius, [online] https://www.ewif.de /fileadmin/user_upload/bilder /Bildergalerien/Laureates_2017/ 11_Vortraege /Prof._Popov_Virtuell_Reality_bei_den_Laureates.pdf [14.10.2019]

7. Sutherland, Ivan (1968): A head-mounted three-dimensional display, AFIPS '68 (Fall, part I) Proceedings of the December 911, 1968, fall joint computer conference, part I, Pages 757-764, [online] https://www. cise.ufl.edu/research/lok/teaching/ve-s07/papers/sutherland-headmount.pdf [08.10.2019]

Размещено на Allbest.ru