еоретически миниатюризация может происходить вплоть до молекулярного уровня. Может быть, функции ПК растворятся на фоне окружающей действительности? Вместо всезнающих, всевидящих и все слышащих очков не превратится ли он в интеллектуальную комнату, подобную пещере “Плато”, стены которой могут сами собой трансформироваться и превращаться в библиотеку, в которой можно покопаться, в книгу, которую можно почитать, в мультимедийные экраны, в галерку театра, в учебную аудиторию?

Кино и театр являются погружающими ВР-технологиями. Затемнение зала во время спектакля осуществляется, чтобы максимально исключить присутствие реальной действительности. По-видимому, создаваемая компьютером виртуальная реальность идет именно в этом направлении: свести к минимуму и, в конце концов, окончательно подменить раздражители, относящиеся к физической реальности. Это похоже на то, как если бы предыдущие технологии виртуальной реальности постепенно совмещались, становились все ближе и ближе к аппарату непосредственных чувств человека, в конечном итоге возобладали над ним и полностью подчинили себе его восприятия. В современной создаваемой компьютером ВР наиболее распространенной конфигурацией устройства является так называемый блок головного дисплея (ГД), внутри которого имеются два малоразмерных видеодисплея, расположенных прямо напротив глаз пользователя. Они предназначены для создания стереоскопического изображения и обеспечивают сектор обзора более 60 градусов, поэтому все, что человек видит в них, имеет объем и проецируется под характерным для человека углом зрения. Видимые черты реального мира, таким образом, отсекаются и подменяются образами виртуального мира. Естественно, неуправляемый ГД и низкое качество графики напоминают зрителю, что это искусственно созданная ситуация. В то же время оптическая система становится все проще и легче, и если когда-нибудь она приобретет форму очков, то люди смогут забыть, что их голову венчает сложное технологическое устройство. Развитие телевидения с высокой степенью разрешения, по всей вероятности, отразится на качестве графики и сделает изображение более правдоподобным. Существуют разработки в области сетчаточной визуализации, основанной на применении лазеров для непосредственного раздражения сетчатки глаза и сканирования изображений прямо на зрительные рецепторы нервной системы человека. В этом случае картинка будет получаться более выразительной и четкой, нежели образы реального мира, которые должны, прежде всего, пройти через хрусталик глаза и подвергнуться в нем обработке, которая имеет определенные недостатки.

Что особенно удивительно в КВР, так это способность пользователя находиться внутри виртуальной реальности и при этом смотреть по сторонам. В настоящее время эта функция системы обеспечивается при помощи ГД и системы позиционирования, которую обеспечивает информацией о положении головы пользователя специальный процессор реальности, имеющийся в компьютере. Процессор реальности сопоставляет координаты положения вашей головы с виртуальной реальностью и в соответствии с этим формирует картинку, совпадающую с расположением точки визирования ваших глаз, затем передает ее по кабелю на видеоэкраны внутри ГД. Система кибернетического реагирования на положение головы должна действовать с такой скоростью, чтобы система зрительного восприятия человека не успевала замечать отставания и пользователь воспринимал происходящие изменения как реальную действительность. Восприятие виртуальной реальности в качестве подлинного явления зависит от четкости и достоверности картинки, которые, в свою очередь, определяются объемом памяти и быстродействием компьютера.

Шаг за шагом мы вступаем в альтернативный мир КВР. Сначала мы просовываем в него голову, чтобы видеть и слышать, что там происходит. Потом мы надеваем информационную перчатку и начинаем размахивать ею внутри виртуальной реальности, как символической рукой, которая существует сама по себе и может взаимодействовать с виртуальным окружением. Эта рука может манипулировать виртуальными предметами и позволяет пользователю передвигаться внутри КВР при помощи специальных жестов. Потом мы даем руке почувствовать силу ответной реакции, и перчатка становится осязательной. Вскоре в ВР можно будет оперировать при помощи двух пар осязающих и подвижных рук и ног. Но действительно революционным скачком обещает стать информационный костюм. Тот, кто наденет его, получит возможность перенести свое тело в заманчивые миры КВР.

Представьте себе, что информационный костюм -- это ваша вторая кожа, которая отключает раздражители внешнего мира и подменяет их раздражителями, созданными компьютером. То, что мы осязаем, соответствует теперь генерированным компьютером звукам и изображениям. У Б. Шермана и П. Юдкинса есть описание разработок, проводимых с целью создания такого костюма. В нем используются наполненные сжатым воздухом полости, вибрирующие под воздействием электрического тока кристаллы и наборы штырьков. Оптическое волокно, опутывающее весь информационный костюм наподобие нервных окончаний человека, соединяется в жгут, который связывает информационный костюм с ГД и компьютером. Развивающаяся миниатюризация в области компьютерной обработки данных в сочетании с технологией параллельной обработки означает, что компьютер, создающий виртуальную реальность, станет частью костюма. Э. Дрекслер в своей книге “Двигатели созидания” так описывает космический костюм, появление которого станет возможным в будущем благодаря развитию нанотехнологии:

“При соприкосновении костюма с кожей кажется, что он сделан из чего-то еще более нежного, чем самая мягкая резина. У него гладкая внутренняя поверхность. Он легко надевается, а места соединений наглухо застегиваются прикосновением пальцев. Костюм плотно облегает ваше тело, наподобие тонкой кожи, которая по направлению к плечам постепенно утолщается и в области груди становится равной толщине руки. За плечами подвешен едва заметный ранец. Голову закрывает почти невидимый шлем. Сзади на шее поверхность костюма облегает вашу кожу так равномерно и нежно, что вскоре вы перестаете это ощущать. Вы встаете и начинаете ходить, чтобы привыкнуть к костюму. Вы приподнимаетесь на цыпочках и почти не чувствуете веса костюма. Вы сгибаете и разгибаете конечности, но не ощущаете скованности, ограничения подвижности, давления. Когда вы сжимаете пальцы, то чувствуете, как они соприкасаются друг с другом. Создается ощущение, что на руке нет перчатки, только кисть слегка пополнела.

Все эти и некоторые другие свойства обеспечиваются за счет сложных процессов, происходящих во внутренних покровах костюма, имеющих почти такую же замысловатую организацию, как живая ткань. Материал перчаток толщиной в один миллиметр состоит из множества микронных слоев, созданных с помощью наномеханизмов и наноэлектроники. Участок размером с мелкую монету вмещает в себя миллиард механических нанокомпьютеров, при этом 99,9 % пространства костюма остается свободным для размещения других элементов.

В частности, это пространство используется для размещения активной структуры. Средний слой материала костюма содержит трехмерную ткань из волокна на алмазной основе, выполняющего в основном роль искусственных мышц, способных как сокращаться, так и растягиваться. Это волокно занимает существенную часть пространства костюма и делает его прочным как сталь. Привод от микроскопических электромоторов и управление посредством нанокомпьютеров придают материалу упругость и заставляют изменять форму в зависимости от необходимости. Ранее вы почувствовали, что костюм очень мягкий, -- это потому, что он запрограммирован на мягкое воздействие на вашу кожу. Он снабжен системой, компенсирующей давление, оказываемое массой костюма на ваше тело, и в точности имитирующей все ваши движения, не создавая ощущения запаздывания и какого-либо противодействия. Это одна из причин, по которой вы почти не ощущаете, что на вас надет костюм.

Вам кажется, что вы берете предметы голыми руками, потому что вы ощущаете их фактуру. Это происходит благодаря сенсорам давления, покрывающим костюм снаружи, и активным структурам, выстилающим его изнутри: перчатка фиксирует очертания всего, к чему вы прикасаетесь, и детальный отпечаток прикосновения в виде шаблона давления передается на ваши кожные рецепторы. Этот процесс имеет и обратную направленность: даже самое слабое усилие, возникающее в ваших мускулах, в виде силового шаблона передается на предметы, к которым вы прикасаетесь. Таким образом, создается впечатление, что на вас нет перчаток и вы действуете голыми руками.

Костюм обладает прочностью стали и гибкостью вашего собственного тела. Система управления костюмом предусматривает различные варианты взаимодействия между вами. Например, она может передавать прикладываемые вами или воздействующие на вас усилия с коэффициентом 1:10. В таком костюме вам не страшен поединок с гориллой”.

Идеи, содержащиеся в данной главе, многим педагогам могут показаться крайне странными. Тем не менее, если мы действительно стремимся сократить разрыв между миром науки и техники и учебными аудиториями, то нам нужно принимать во внимание такие радикальные посылки, как применение космического костюма Дрекслера в качестве школьной формы будущего.

Если мы допускаем возможность технологической состоятельности костюма Дрекслера как средства независимого существования человека в космосе, основанного на передаче раздражителей с поверхности костюма, то у нас появляется прекрасное средство для погружения в виртуальную реальность, поскольку описанный костюм почти полностью исключает воздействие раздражителей из внешнего мира и силы гравитации, напоминающих нам о реальной действительности. И хотя костюм Дрекслера предназначен для того, чтобы передавать человеку, находящемуся внутри, информацию о внешнем мире, он легко может послужить в качестве средства передачи информации, поступающей через системы телекоммуникаций из любого места.

2.5 Телеприсутствие в телевиртуальной реальности

КВР может использоваться одновременно двумя и более пользователями, которые в рамках этой технологии имеют возможность общаться друг с другом посредством телекоммуникаций. На развитие КВР оказывают влияние не только успехи компьютерных и нанотехнологий, но и развитие телекоммуникационных систем. Разрабатываются телевизионные системы конференцсвязи с использованием виртуальной реальности. Прототип такой системы дает возможность пользователю, сидящему за столом перед выпуклым экраном и экипированному специальными очками и перчаткой, ощущать себя на виртуальной конференции вместе с другими участниками, с которыми он может разговаривать, обмениваться рукопожатиями и взаимодействовать. Его собеседники не присутствуют физически, так, как это было бы на обычной конференции. Они -- телеприсутствующие. И так же как голос вашего телефонного собеседника есть не что иное, как модифицированная версия его реального голоса, так и телеприсутствие является компьютерным графическим представлением того, как они в действительности говорят, двигаются, жестикулируют. Это все равно, что говорить с движущейся восковой фигурой. “Декорации” телеконференции можно легко поменять, как место в театре. Для этого требуется только сделать жест рукой в перчатке. Предмет обсуждения -- устав предприятия, или новый космический корабль, или модель автомобиля -- помещается в пространстве между участниками таким образом, чтобы до него можно было дотянуться рукой и произвести с ним необходимые манипуляции.

Эффект, производимый виртуальной реальностью и телекоммуникациями, называется телеощущениями и объясняет принципы применения систем телекоммуникации следующим образом:

“Телевизионные системы конференц-связи, вызывающие чувство реальности, -- это системы, предложенные Лабораторией по исследованию передовых телекоммуникационных технологий (ATR). Система передает изображения участников встречи, находящихся на удалении друг от друга, в конференц-зал через быстродействующие телекоммуникационные линии. Впоследствии изображения в виде трехмерной информации выводятся на экран, изменяются в соответствии с углом зрения каждого из участников и позволяют им вступать в зрительный контакт друг с другом и оперировать виртуальными предметами посредством жестов и манипуляций”.

Коллаборативные возможности телеощущения:

“Например, разработчики и заказчик могут встретиться в виртуальном зале заседаний для выработки концепции индивидуального дизайна, выбора цвета и формы будущего автомобиля, которые бы удовлетворяли заказчика. Таким образом, телеощущение ведет к индивидуализации производства”.

В настоящее время для данной цели используются экран, проектор, ГД, перчатка, персональный компьютер, специальное программное обеспечение и видеокамера.

Эта технология не должна быть дорогостоящей, поскольку она предназначена для массового потребления. Она призвана стать основой для разработки многоцелевой домашней системы ВР. Она сможет служить в качестве виртуального заменителя телефона, который позволит людям общаться на уровне телеприсутствий как вдвоем, так и в составе группы в условиях виртуальной реальности, которая может иметь целью общение, развлечение или информирование. В то же время экран может быть использован для чтения с него текста, просмотра видео или для погружения в частную виртуальную реальность. Передача по системам телекоммуникаций координат, определяющих положение головы, движения руки и пальца, а также перемещения, осуществляемые любыми виртуальными объектами, необходимыми для работы системы, разработанной ATR. требует такой ширины диапазона, которая будет возможна только с широкодиапазонными ISDN. Тем не менее, это ничто в сравнении с тем, что потребуется в будущем, когда тот тип телеощущения станет полноразмерным, наполнится подробностями виртуальной реальности, а также информацией о тактильных ощущениях и отношениях с виртуальными предметами общего назначения, которые имеют вес, фактуру и издают звуки. Ранец в будущем информационном костюме станет местом размещения телекоммуникационного приемопередатчика, который обеспечит людям возможность общения друг с другом в условиях КВР, независимо от их местонахождения. С течением времени можно ожидать, что четкость изображения и скоординированность движений объектов будут обладать такой степенью достоверности, что виртуальная встреча сможет соперничать по этим параметрам со встречей в реальном мире. Она может стать даже более контрастной и впечатляющей.

Встреча в действительной реальности:

Рукопожатие в процессе непосредственного общения.

Встреча в современной КВР:

Информационные перчатки передают периферические раздражители в компьютер. Он формирует изображение, на котором положения рук скоординированы таким образом, что кажется, будто они вступают в контакт. Это изображение передается на ГД обоих пользователей и оттуда -- на рецепторы глаз. Мозг воспринимает рукопожатие как непосредственный контакт.

Встреча в будущей телевизионной КВР:

Периферические раздражители передаются посредством спутниковой связи. Благодаря информационным костюмам, способным имитировать передачу усилия, пользователи не только видят рукопожатие, но и чувствуют его, что создает ощущение непосредственного контакта.

4. Виды телекоммуникаций в образовании

4.1 Синхронная дальняя конференц-связь

Синхронная дальняя конференц-связь, или телеконференция, в настоящее время существует в трех формах: конференц-связь по телефонному каналу, аудиографическая конференц-связь и телевизионная конференц-связь. Любая форма телеконференции представляет собой попытку использования системы телекоммуникаций для воспроизведения определенных видов синхронного общения, происходящего в учебной аудитории. Таким образом, в идеальном варианте, даже если участники телеконференции будут находиться в разных местах, они получат возможность:

· слышать и говорить друг с другом:

· видеть человека, с которым разговаривают;

· видеть то, что написано на доске, а также писать и рисовать на ней так, чтобы все остальные могли это рассмотреть;

· видеть любые используемые аудиовизуальные материалы, такие, как видеосюжеты, слайды или мультимедийные демонстрации;

· манипулировать и взаимодействовать с любым объектом, механизмом или оборудованием, имеющим отношение к процессу обучения;

· получить копию или запись того, что изучалось в течение урока.

Все перечисленные выше функции осуществляются на базе традиционного класса при условии присутствия в нем обучаемого в установленное время. Заметьте, однако, что здесь существуют некоторые ограничения: в классе можно изучать ветки, но не целые деревья. Несмотря на то, что в лекционных аудиториях стали использоваться аудиозапись и переносные компьютеры, всё же еще очень редко учащиеся фиксируют то, что изучается в классе, в форме, отличной от рукописных заметок. Исходя из этих ограничений, можно определить пути улучшения аудиторной работы за счет внедрения телеконференции. Тем не менее, несмотря на то, что современные технические средства связи способны решить транспортную проблему, они всё же не могут обеспечить наличие полного набора средств коммуникации в учебной аудитории. Более того, приобретение каждого нового элемента для осуществления телеконференции будет означать дополнительные затраты на обучение.

4.2 Конференц-связь по телефонному каналу

Наиболее простым способом использования средств телекоммуникации на пути к виртуальному классу является организация урока на основе конференц-связи по телефонному каналу, или аудиоконференция. Идея состоит в том, чтобы преподаватели и ученики, находящиеся в двух и более разных местах, могли говорить и слышать друг друга.

Изначальное предназначение телефонных систем -- осуществление связи между двумя телефонными аппаратами, обеспечивающей общение двух людей. Необходимость коммутации большего числа абонентов требует уже создания телефонного моста. Конференц-вызовы, осуществляемые на несколько аппаратов одновременно, являются стандартной услугой телефонной сети. Для их обеспечения в местах организации конференц-связи устанавливают дорогостоящие телефонные мосты, способные связать между собой пять или шесть абонентов. Эти мосты, в свою очередь, могут соединяться друг с другом, создавая управляемую пользователем и теоретически безграничную мозаику взаимосвязей.

Участники аудиоконференции пересылают по почте в свои центры те графические материалы, которые будут использоваться в ходе занятий. Таким образом, в качестве иллюстрации к какому-либо выступлению можно демонстрировать слайды или пользоваться проектором.

Пересылаемые по почте материалы могут также содержать упражнения и задания для домашней работы. Системы аудиоконференции иногда интегрируются с системами обучения по переписке, что является логическим объединением синхронного и асинхронного режимов обучения. Другим шагом интеграционного развития является объединение аудиоконференции и образовательного телевидения. За узконаправленной трансляцией программы образовательного телевидения через спутник следует аудиоконференция. Такая практика приобрела популярность в Соединенных Штатах в рамках бизнес-тренинга. Это иногда еще называют бизнес-телевидением.

Аудиоконференции являются как бы прототипом виртуального класса, в котором объект, непосредственный контакт с которым невозможен, обозначает свое присутствие исключительно посредством устного общения. Но, несмотря на то что эти системы, будучи разработанными в определенный момент времени, до сих пор функционируют и являются экономичными, обучаемые всё же стремятся к визуальному контакту.

4.3 Видеоконференция

Оправдывая свое название, этот вид конференц-связи использует видеокамеры и мониторы, установленные в каждом центре, с тем, чтобы дать учащимся возможность не только слышать, но и видеть друг друга. Обеспечивается также просмотр любых иллюстрирующих тему обсуждения материалов. Проблема состоит в том, что передача видеоизображения требует использования достаточно широкого диапазона сигнала, а обладающие такой способностью магистральные каналы не всегда имеются в наличии. Конференц-связь по телевизионному каналу, или видеоконференция, всегда была дорогостоящей системой. Телевизионная конференц-связь в большинстве случаев применяется, когда людям нужно видеть тех, с кем они общаются. В случаях, когда видеоконференция используется в целях обучения, в основном показывают учащихся и их преподавателей в процессе общения, а не материалы, иллюстрирующие то, о чем идет речь. Поскольку качество изображения низкое, то картинка нуждается в постоянных устных разъяснениях. В режиме взаимного обсуждения на телеконференции особый интерес представляет возможность наблюдения за реакцией тех, к кому обращены ваши слова. Мы уже говорили о необходимости четко продуманного составления видеоматериала и о том, что одновременное использование видео- и аудиорежимов ведет к перегрузке центров восприятия и к неспособности критически истолковывать получаемую информацию (за исключением тех случаев, когда эти режимы дополняют друг друга). Изображение говорящего человека может отвлечь слушателя от восприятия познавательного содержания его речи, поступающей по аудиоканалу. В обосновании эффективности использования видеоконференции в процессе обучения важное место занимает представление, как это было в случае с образовательным телевидением, что объяснение, подкрепленное движущейся картинкой, неважно, какого качества, все равно лучше, чем без нее.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14

Голосование

Как вы оцениваете работу нашего сайта? Отлично Хорошо Нормально Плохо Результаты