فهرست مطالب

موضوع :

بکارگیری واقعیت مجازی در آموزش

بکارگیری واقعیت مجازی در آموزش ۲

چکیده ۵

فصل اول : ۱۱

۱ـ۱ـ تعریف واقعیت مجازی ۱۳

۱ـ۲ـ تاریخچه VR (واقعیت مجازی) : ۱۳

۳-۱- تاریخچه ای از گرافیک کامپیوتری و انیمیشن : ۱۴

شکل۲:نمایشگر روی سر ۱۶

دو پروژه دیگر از دهه ۸۰ شایسته ذکر هستند: ۲۳

شکل۳ : نمای داخلی دستکش داده ها ۲۶

شکل۴:دستکش داده ها ۲۷

به گزارش آکادمی ملی علوم: ۲۸

شکل۵: VRدر بیوشیمی ۲۸

شکل۷:CAVE 37

شکل۱۶:شبیه سازی برای سربازان ۵۱

۲ـ۲ـ شبیه سازی برای خلبانان، رانندگان و معدنکاران: ۵۲

شکل۱۸:شبیه ساز آموزشی ۵۴

۲ـ ۳ـ جسمها و ذهنهای مجازی (آموزش در پزشکی) ۵۵

شکل۱۸: VRدر پزشکی ۵۶

۲ـ۴ـ VR در کلاس (شبیه سازی برای اموزش در کلاس) ۵۷

۲ـ ۵ـ شبیه سازی برای آموزش دانشجویان ـ دانش آموزان ـ بیماران: ۵۹

۲ـ۶ـ تورهای مجازی (آموزش نقاط مختلف جهان): ۵۹

۲ـ۷ـ ارزیابی VR آموزشی ۶۱

فصل سوم : ۶۳

۳ـ۱ـ سیستم آموزش شبیه سازی تجهیزات بر مبنای واقعیت مجازی ۶۴

۱- مقدمه ۶۴

۲- طراحی سیستم ۶۵

۲-۲- چهارچوب ۶۷

۱-۳- مدلسازی سه بعدی ۶۸

۱-۱-۳- مدل تجهیزات مجزا ۶۹

(۱) مدلسازی بدنه بی قاعده ۶۹

(۲) پردازش بافت ۷۰

(۳) ساده سازی مدل ۷۰

۲-۱-۳- مدل تجهیزات یکپارچه ۷۱

(۱) تنظیم گره DOF 71

(2) کاربرد LOD (سطح جزئیات) ۷۱

(۳) سازماندهی ساختار داده ها ۷۲

۲-۳- قوانین بکار بردن تجهیزات ۷۲

(۲) مدلسازی گردش کاری Petri Nets 73

2-2-3- مثال : ۷۵

۳-۳- راه اندازی شبیه سازی ۷۷

۱-۴- چهار چوب نرم ۷۹

۲-۴- مثال شبیه سازی ۸۰

شکل۱۲: خارج ، عملکرد آنتن ۸۰

۵- نتیجه گیری ۸۱

۳ـ۲ـ تدوین یک سیستم آموزش طلب سوزنی و استفاده از تکنولوژی ۸۱

۲- شکل بندی سیستم ۸۳

۳- ساخت مدل نقاط طب سوزنی انسان ۸۴

شکل۳:مدل نقاط طب سوزنی بازوی انسان ۸۵

۴- آموزش موقعیت / عمق نقطه طب سوزنی ۸۶

۵- خلاصه ۸۹

پیشنهاد مشخص: ۹۰

مراجع ۹۱

 فهرست شکل ها

 عنوان                                       صفحه

شکل۱:SENSORAMA……………………….

شکل۲:نمایشگر روی سر…………………….

شکل۳:نمای داخلی دستکش داده ها……………

شکل۴: دستکش داده ها……………………

شکل۵:VRدر بیوشیمی……………………..

شکل۶: VRدر پزشکی……………………..

شکل۷:CAVE…………………………..

شکل۸:HMD……………………………

شکل۹:BOOM…………………………..

شکل۱۰:سیستم CAVE…………………….

شکل۱۱: نمای بیرونی دستکش داده ها………..

شکل۱۲:حرکت دادن فرمان اتومبیل………….

شکل۱۳:ایجاد یک تیم با VR………………

شکل۱۴:پرداخت راه پله………………….

شکل۱۵:دنیای مجازی واقعی و انتزاعی……….

شکل۱۶:شبیه سازی برای سربازان…………..

شکل۱۷: شبیه ساز پرواز…………………

شکل۱۸:شبیه ساز آموزشی…………………

شکل۱۹:VRدر جراحی……………………..

فهرست جدول ها

جدول ۱ …………………………………

جدول ۲ …………………………………

چکیده

استفاده از محیط مجازی کاربرد های واقعی و توان واقعی بالقوه فوق العاده ای دارد به طوری که کاربران می توانند مدل شبیه زندگی را تجربه کنند یا در محیطی امن قدم بزنند و در عین حال بر روی آن محیط کنترل داشته باشند .

واقعیت مجازی،یک محیط سه بعدی شبیه سازی شده است که کاربر میتواند به گونه ای با آن ارتباط برقرار کند که گویی یک محیط فیزیکی است. کاربر،محیط را در صفحه های نمایشی می بیند که احتمالا بر روی یک جفت عینک های ویژه سوار شده است .

وسایل ورودی خاص ،همچون دستکش هایا لباسهای مجهز به سنسورهای حرکت یاب،عملیات کاربر را تشخیص می دهد.

در این پایان نامه بکار گیری واقعیت مجازی در آموزش مورد بررسی قرار گرفته که شامل به کارگیری واقعیت مجازی در آموزش سربازان و هم چنین به عنوان ابزار آموزشی برای خلبانان، رانندگان، معدنکاران و به کارگیری آن در تحصیل و کلاس مجازی و در آموزش پزشکی و گرافیک وانیمیشن کامپیوتری است .

بنا براین نتیجه می شود که واقعیت مجازی می تواند هزینه های بالای آموزش با استفاده از تجهیزات آموزشی که ناشی ازکمبود در تعدادوقیمت گران آنها می باشد راکاهش دهد و با خلق یک محیط واقعی برای آموزش، کارایی سیستم های آموزشی و روند یادگیری را بهبود بخشد.

 واژه های کلیدی :

واقعیت مجازی ،  نمایشگر متصل به سر ،    CAVE،  HMD 5- BOOM ،  شبیه سازی آموزشی ، VRML .

 فصل اول :

تعریف واقعیت مجازی و کاربردها

۱ـ۱ـ تعریف واقعیت مجازی

۱ـ واقعیت مجازی یک محیط سه بعدی شبیه سازی شده است که کاربر می تواند به گونه ای با آن کار کند که گویی یک محیط فیزیکی است.

۲ـ واقعیت مجازی، تولید نرم افزاری ـ رایانه ای از یک پنداره یا محیط است که برای حواس (بیشتر بصری) معادل واقعیت، وانمود گردد و به فضای سه بعدی که توسط کامپیوتر ایجاد می شود، اطلاق می گردد.

در حقیقت مجازی استفاده از فناوری پیشرفته از جمله کامپیوتر و لوازم جانبی آن و ابزارهای چند رسانه ای مختلف برای ایجاد یک محیط مجازی شبیه سازی شده است.

در این محیط کاربر اشیاء، حوادث و رخدادهای مجازی قابل مقایسه با دنیای واقعی را با استفاده از مبدلهای طراحی شده و حسگرهای خاص به طور تعاملی در دست می گیرد و تصاویر نمایشی و حرکتی را مشاهده می کند طوری که فرد گمان کند در محیط واقعی قرار گرفته است.

۱ـ۲ـ تاریخچه VR (واقعیت مجازی) :

۱۹۱۰ـ پنوماتیک و حرکت هواپیما و آموزش خلبانان (شبیه سازهای مکانیکی)

۱۹۲۹ـ مفهوم شبیه سازهای الکترونیکی

۱۹۵۵ـ سیستمهای Video based ، سینمای سه بعدی

اواخر دهه ۶۰ ـ طرح دنیای مجازی تحت کنترل کامپیوتر

تولید دستگاه واقعیت مجازی توسط میرون کودگر

دهه ۷۰ ـ تولید گرافیک های سه بعدی شبکه سیمی و استفاده از آن در اولین شبیه سازی های کامپیوتری ـ ایوان ساترلند

۱۹۷۰ـ اضافه کردن هوش مصنوعی به این سیستم ـ میرون کروگر

۱۹۸۳ـ (Head Mounted Display) HMD

1989ـ اصلاح واقعیت مجازی توسط یارون لانیر

۱۹۸۹ـ ساخت HMD های تجاری ـ شرکت VPL

3-1- تاریخچه ای از گرافیک کامپیوتری و انیمیشن :

در طول اواخر دهد ۱۹۸۰ و ۱۹۹۰، واقعیت مجازی به عنوان یک برنامه کاربردی جدید و در حال ظهور منتشر شد که قول داد انقلابی ایجاد کند و واسطه های انسان ـ کامپیوتر را متحول کند. در واقع ، VR بسیار قدیمی تر از دهه ۱۹۸۰، قدیمی تر یا تقریباً به عمر کل خود رشته گرافیک کامپیوتر است.

در سال ۱۹۵۶، مورتون میلگا شروع به طراحی اولین تجربیات مجازی چند حسی کرد . Sensorama که شبیه یکی از ماشینهای دالانی امروزه است، فیلم تصویری، صوتی، لرزش، باد و بوها و همه چیزهایی که طراحی شدند تا کاربر احساس کند انگار او واقعا در فیلم است تا اینکه فقط آنرا تماشا کند،  را ترکیب کرد. Sensorama که در ۱۹۶۱ به ثبت رسید، بیننده را در یک تئاتر یک نفره قرار داد و به مدت یک ربع ساعت، بیننده توانست یکی از پنج فیلم تمام رنگی سه بعدی دو دقیقه ای را با احساس کمک حرکت، صدا، باد در صورت و بوها تجربه کند.