Wyposażenie i zastosowania Laboratorium Zanurzonej Wizualizacji Przestrzennej

Podobne dokumenty
Laboratorium Zanurzonej Wizualizacji Przestrzennej LZWP

Mobilne Aplikacje Multimedialne

INTERACTIVE ELECTRONIC TECHNICAL MANUAL FOR MACHINERY SYSTEMS WITH THE USE OF AUGMENTED REALITY

ośrodek szkolenia i egzaminowania

ZESTAW DO NAUKI SPAWANIA ELEKTRYCZNEGO

Rzeczywistość rozszerzona w praktyce muzealnej

WIRTUALNE WIZUALIZACJE. Poznaj nowy wymiar wizualizacji dzięki wirtualnej rzeczywistości.

ZESZYTY NAUKOWE WYDZIAŁU ETI POLITECHNIKI GDAŃSKIEJ Nr 3 Seria: Wytwarzanie Gier Komputerowych 2013 LZWP, CZYLI JAK ZBUDOWAĆ CAVE

Urządzenia Elektroniki Morskiej Systemy Elektroniki Morskiej

Modelarstwo Rodzaje modelarstwa: Redukcyjne

Projektowanie i symulacja systemu pomiarowego do pomiaru temperatury

Dominik Andruszak Piotr Limanowski. 16 grudnia 2009

Rzeczywistość rozszerzona i wirtualna

Survey Simulator VR tool for ship survey dr inż. Cezary Żrodowski

Wearable interfaces. Szymon Jasina Michał Lipiński

ZASTOSOWANIE TECHNOLOGII WIRTUALNEJ RZECZYWISTOŚCI W PROJEKTOWANIU MASZYN

Centrum Nauki i Techniki w EC1 rozpocznie działalność 7 stycznia 2018 r., ale już od 12 grudnia można rezerwować bilety.

Sekcja I: Instytucja zamawiająca/podmiot zamawiający

NOWE LABORATORIA BADAWCZE NA UNIWERSYTETCIE EKONOMICZNYM W POZNANIU

Scenariusze filmowe. Scenariusze szkoleniowe 3D. Strzelanie do tarcz. scenariuszy. atmosferycznych. Statyczne i

SYMULATORY I TRENAŻERY nieodzowny element szkolenia na wszystkich poziomach

6.1 Pasek menu. Pasek menu modułu 3Dstudio zawiera następujące przyciski funkcyjne:

SYSTEMY AUDIOWIZUALNE

ReoAmbulator ROBOT DO TERAPII CHODU

SYSTEMY WBUDOWANE CZASU RZECZYWISTEGO. Specjalność magisterska Katedry Systemów Elektroniki Morskiej

ZESZYTY NAUKOWE WYDZIAŁU ETI POLITECHNIKI GDAŃSKIEJ Nr 9 Seria: Wytwarzanie Gier Komputerowych 2010 SYMULACJA CHODU I BIEGU W ŚWIECIE WIRTUALNYM

BADANIA WPŁYWU PRACY PRZY KOMPUTERZE NA ZDOLNOŚĆ PROWADZENIA POJAZDÓW CIĘŻAROWYCH

kim jesteśmy? jesteśmy członkiem IFES oraz PIPT

Mikołaj Kania Waldemar Korłub Jakub Krajewski

4 Experience Studio wirtualnych doświadczeń

ZAŁĄCZNIK NR 2 OBLICZENIA WYMAGANEGO CZASU BEZPIECZNEJ EWAKUACJI Z HALI MORIS W CHORZOWIE PRZY UL

WIZUALIZACJA I STEROWANIE ROBOTEM

VIX AUTOMATION DLA EDUKACJI

INSTRUKCJA OBSŁUGI SYSTEMU antybaza.pl/whereabouts/ DLA KLUBÓW

AUTOMATYCZNE CYFROWYCH MIAST KONSTRUKCJE. Autor: JÜRGEN DÖLLNER, Potsdam. Wykonała : Iwona Nowosad

Rzeczywistość rozszerzona i wirtualna

An OSI Systems Company. The Art of Monitoring

Katedra Systemów Elektroniki Morskiej. Specjalność Systemy elektroniki morskiej

Szybkie prototypowanie w projektowaniu mechatronicznym

OWAconsult soundvision THE VISION OF SOUND

Grafika komputerowa i wizualizacja

KATALOG NAJCZĘŚCIEJ FINANSOWANYCH WYDATKÓW W RAMACH CSM. Maksymalna cena rynkowa. kwalifikowania wydatku na etapie oceny projektów

TECHNOLOGIE LASEROWE

LIDERZY DATA SCIENCE CENTRUM TECHNOLOGII ICM CENTRUM TECHNOLOGII ICM ICM UW TO NAJNOWOCZEŚNIEJSZY OŚRODEK DATA SCIENCE W EUROPIE ŚRODKOWEJ.

Wydział Elektryczny. Katedra Telekomunikacji i Aparatury Elektronicznej. Sieci i Aplikacje TCP/IP. Ćwiczenie nr 1

Mariusz Nowak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

Laboratorium przez Internet w modelu studiów inżynierskich

Profil dyplomowania: Systemy multimedialne.

RAPORT. Gryfów Śląski

Multimedialne Roadshow McDonald s NASZE PRODUKTY, TWOJE PYTANIA

Łukasz Sejmej Robert Lubaś. Systemy VR oparte o HMD w leczeniu PSTD i innych zaburzeń.

Laboratorium demonstrator bazowych technologii Przemysłu 4.0 przykład projektu utworzenia laboratorium przez KSSE i Politechnikę Śląską

EiT_S_I_RwM_EM Robotyka w medycynie Robotics in Medicine

Nowa metoda pomiarów parametrów konstrukcyjnych hełmów ochronnych z wykorzystaniem skanera 3D

POMIARY I MODELOWANIE

Pytanie: Odpowiedź: Pytanie: Odpowiedź: . Pytanie: Odpowiedź: Pytanie: element multimedialny lub interaktywny Odpowiedź: Pytanie:

MAR Mobile Augmented Reality Rzeczywistość Rozszerzona NA TWOIM SMARTFONIE

Automatyczne tworzenie trójwymiarowego planu pomieszczenia z zastosowaniem metod stereowizyjnych

Zastosowanie technologii poszerzonej rzeczywistości do wspomagania inspekcji obiektów mostowych

Korelacje wzrokowo-słuchowe

AUTOCOMP MANAGEMENT Sp. z o.o. ul. Władysława IV nr 1, SZCZECIN, POLAND Certificate AQAP nr 698/A/2009 Certificate ISO nr 698/S/2009 Koncesja

Nowoczesne narzędzia w relacjach z klientami

RESPONSYWNE INTERFEJSY. Klasy urządzeń klienckich Responsywne style CSS. Waldemar Korłub

First life Second life

Projektowanie systemów zrobotyzowanych

URZĄDZENIA TRENINGOWO-SYMULACYJNE DLA WOJSK PANCERNYCH

NEWSLETTER Wydanie 2. Wrzesień 2016

Grafika i Systemy Multimedialne (IGM)

ALGORYTM PROJEKTOWANIA ROZMYTYCH SYSTEMÓW EKSPERCKICH TYPU MAMDANI ZADEH OCENIAJĄCYCH EFEKTYWNOŚĆ WYKONANIA ZADANIA BOJOWEGO

SYMULACJA OPADÓW ATMOSFERYCZNYCH I POKRYWY ŚNIEŻNEJ W GENERATORZE OBRAZU JASKIER IG

Profil dyplomowania: Systemy multimedialne

TECHNOLOGIE OBIEKTOWE WYKŁAD 2. Anna Mroczek

Kinect vs VR, czyli technologie sensoryczne stosowane w konsolach do gier.

KOMPUTEROWE MEDIA DYDAKTYCZNE JAKO NARZĘDZIE PRACY NAUCZYCIELA FIZYKI SPRAWOZDANIE Z BADAŃ WŁASNYCH

Mariusz Nowak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

Komputerowe systemy pomiarowe. Dr Zbigniew Kozioł - wykład Mgr Mariusz Woźny - laboratorium

Centrum Diagnozy, Terapii I Edukacji SPECTRUM ASC-MED dr Agnieszka Rynkiewicz

komputerze, może pracować na wybranym komputerze ze studentem, a pozostali mogą w tym czasie wykonywać inne zadania na swoich komputerach.

Instrukcja obsługi programu

PROJEKT SOCJALNY UZALEŻNIENIOM. Realizatorzy: Anna Osiewicz Aleksandra Zaborska Joanna Krzemińska Alicja Kowalska Joanna Trytek

SYSTEM PREZENTACJI OBRAZU W SYMULATORZE BESKID - 3

Kompletny system multimedialny, łatwe w użyciu a jednocześnie bogate w oferowane funkcje narzędzie wspomagające oprawę liturgii i pracę duszpasterską

OGRZEWANIE BUDYNKÓW GRUNTOWĄ POMPĄ CIEPŁA MARKI DIMPLEX

Wirtualizacja zasobów IPv6 w projekcie IIP

Stypendia ministerialne dla dwojga naukowców PB

Wszystko czego potrzebujemy do wykonania powyższego znajduje się w jednym produkcie: InteriCAD T5 Pro.

Misja#3. Robimy film animowany.

WIZUALNA REWOLUCJA W EKSPOZYCJI PRODUKTU NA SKALĘ ŚWIATOWĄ!

Instrukcja obsługi Systemu Sterowania Crestron UG Wydział Matematyki, Fizyki i Informatyki

ogólnopolski konkurs Zespołowego Tworzenia Gier Komputerowych 2017

BEZPIECZNY OBIEKT Zabezpiecz Kontroluj Zarządzaj Oszczędzaj

LMS 6.1 Podręcznik Użytkownika. opracowane przez Young Digital Planet SA

BIM na Wydziale Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska Politechniki Łódzkiej

System komputerowy. Sprzęt. System komputerowy. Oprogramowanie

Rozwiązania biznesowe na żądanie. IBM Workplace Services Express

LEKKI OBSERWACYJNO-OBRONNY KONTENER (LOOK) NA RYNEK AFRYKAŃSKI

Informatyka Studia II stopnia

Uniwersytet Wirtualny VU2012

Zastosowanie symulatora jazdy PKP Intercity S.A. w kontekście poprawy bezpieczeństwa ruchu kolejowego

NOWOCZESNE TECHNOLOGIE ENERGETYCZNE Rola modelowania fizycznego i numerycznego

Transkrypt:

DOI: 10.15199/13.2016.7.8 Wyposażenie i zastosowania Laboratorium Zanurzonej Wizualizacji Przestrzennej (Equipment and Applications of Immersive 3D Visualization Lab) dr inż. Jacek Lebiedź Politechnika Gdańska, Wydział Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki, Katedra Inteligentnych Systemów Interaktywnych Streszczenie Poniższy tekst przedstawia Laboratorium Zanurzonej Wizualizacji Przestrzennej powstałe niedawno przy Wydziale Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki Politechniki Gdańskiej i możliwości jego wykorzystania w różnych dziedzinach ludzkiej aktywności. Słowa kluczowe: rzeczywistość wirtualna, jaskinie rzeczywistości wirtualnej, symulatory chodu Abstract The following text presents the newly created Immersive 3D Visualization Lab at the Faculty of Electronics, Telecommunications and Informatics of Gdańsk University of Technology and the possibilities of its use in various fields of human activity. Keywords: virtual reality, VR caves, walk simulators Prezentacja LZWP Uruchomione 5 grudnia 2014 r. Laboratorium Zanurzonej Wizualizacji Przestrzennej (LZWP) [3] sfinansowano z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Infrastruktura i Środowisko (projekt Nowoczesne Audytoria Politechniki Gdańskiej, 2009 2014). Podstawowym urządzeniem Laboratorium Zanurzonej Wizualizacji Przestrzennej jest sześcienna jaskinia rzeczywistości wirtualnej, czyli instalacja typu CAVE (ang. Cave Automatic Virtual Environment). W ogólności mianem tym określa się prostopadłościenne pomieszczenie, którego ściany (nierzadko również podłoga i sufit) stanowią ekrany projekcyjne 3D. Działanie takiej jaskini polega na równoległej zewnętrznej projekcji obrazu trójwymiarowego na jej ściany, często połączonej z generacją dźwięku przestrzennego. W związku z tym że obraz i dźwięk otaczający uczestnika symulacji generowany jest z uwzględnieniem położenia jego głowy (oczu i uszu), człowiek przebywając w jaskini odnosi wrażenie znajdowania się w wykreowanym przez komputer świecie. Jaskinia rzeczywistości wirtualnej znajdująca się w Laboratorium Zanurzonej Wizualizacji Przestrzennej składa się z sześciu kwadratowych ekranów akrylowych (jedynie podłoga jest szklano-akrylowa) o rozmiarach 3,4 m 3,4 m (rys. 1). Jeden z pionowych ekranów osadzony jest na mechanizmie pozwalającym na odsuwanie i zasuwanie, umożliwiając w ten sposób wejście do jaskini. Na każdy ekran wyświetlane są obrazy z 2 projektorów Barco Galaxy NW-7 o rozdzielczości 1920 1200, co po zastosowaniu techniki blendingu daje łączną rozdzielczość wizualizacji na jednym ekranie 1920 1920. Wrażenie trójwymiarowości uzyskuje się dwiema alternatywnymi technologiami stereoskopii: aktywną Nvidia 3D Vision Pro i pasywną z selekcją widma Active Infitec+. Każdym projektorem steruje osobny komputer PC wyposażony w kartę graficzną Nvidia Quadro K5000. Dodatkowe komputery synchronizują ich działanie, a także nadzorują śledzenie uczestnika symulacji (obraz dostosowywany jest do pozycji jego głowy), odpowiadają za generację dźwięku przestrzennego i obsługują omówiony dalej sferyczny symulator chodu. Wszystkie komputery połączone są dwiema alternatywnymi sieciami: Ethernet 1 Gb/s i Infini- Rys. 1. Duża jaskinia rzeczywistości wirtualnej w LZWP Fig. 1. The Big CAVE Band 40 Gb/s. Dźwięk generowany jest przez 8 głośników Bose umieszczonych w górnych narożnikach jaskini i jeden głośnik superniskotonowy (ang. subwoofer) na zewnątrz. Użytkownika w jaskini śledzą cztery kamery Art na podczerwień umieszczone w jej górnych narożnikach. Uczestnik symulacji w jaskini rzeczywistości wirtualnej może chodzić po jej wnętrzu, a więc i w kreowanym w niej świecie, ale jedynie w obrębie jej ścian. Może też przemierzać świat wirtualny w sposób mniej naturalny, choć nieograniczony, sterując trzymanym w dłoni kontrolerem ruchu (ang. flystick, wand). Laboratorium Zanurzonej Wizualizacji Przestrzennej dysponuje jednak unikatowym w skali światowej rozwiązaniem pozwalającym na naturalny i jednocześnie nieograniczony marsz przez świat wirtualny. Możliwości tej dostarcza sferyczny symulator chodu (ang. Spherical Walk Simulator) i specjalnie opracowany na potrzeby laboratorium mechanizm wprowadzania go do wnętrza jaskini. Sferyczny symulator chodu ma postać przezroczystej sfery obracanej krokami człowieka znajdującego się w jej wnętrzu. Po wstawieniu go do wnętrza jaskini użytkownik obracający sferę własnymi krokami może wędrować przez świat wirtualny obser- 28

Rys. 2. Sferyczny symulator chodu wewnątrz dużej jaskini w LZWP (fot. D. Patschull) Fig. 2. The spherical walk simulator inside the Big CAVE in I3DVLab chodu, czyli w sposób typowy (chodzenie między ścianami, sterowanie nawigacją za pomocą kontrolerów ruchu trzymanych w dłoni). Pozwala na to specjalnie zaprojektowany i opracowany mechanizm wprowadzania i wyprowadzania sferycznego symulatora chodu do i z jaskini rzeczywistości wirtualnej [2]. Dla LZWP zaprojektowano i wykonano specjalny budynek z sześciennym pomieszczeniem o boku 12,5 m (rys. 3), w którym zamontowano jaskinię wraz z projektorami z wszystkich jej stron. Do jaskini prowadzi z wysokości pierwszego piętra podest, na którym można przechowywać i niezależnie użytkować sferyczny symulator chodu (z kaskiem rzeczywistości wirtualnej). W Laboratorium Zanurzonej Wizualizacji Przestrzennej znajduje się ponadto mniejsza jaskinia rzeczywistości wirtualnej o trzech ścianach i podłodze (rys. 4), wyposażona w systemy śledzenia ciała. Dodatkowo LZWP dysponuje minijaskinią zbudowaną z czterech monitorów (rys. 5) oraz pojedynczymi stanowiskami do celów deweloperskich. Wykorzystanie analogicznych rozwiązań konstrukcyjnych umożliwia stosowanie zasady skalowalności i pozwala na łatwą migrację aplikacji od prostych stanowisk do złożonych systemów rzeczywistości wirtualnej. Usprawnia to znacznie proces przygotowywania symulacji dla potrzeb LZWP. Rys. 3. Hala LZWP przed montażem dużej jaskini rzeczywistości wirtualnej (fot. K. Krzempek) Fig. 3. Hall of I3DVLab prior to assembly of the Big CAVE wowany na ścianach jaskini (rys. 2). W ten sposób sferyczny symulator chodu zaprojektowany do korzystania z kasku rzeczywistości wirtualnej HMD (ang. Head Mounted Display) stanowi także kontroler ruchu w jaskini rzeczywistości wirtualnej, pozwalając na uzyskanie głębszego zanurzenia w środowisku wirtualnym. Jako sferyczny symulator chodu używane jest urządzenie Virtusphere [7]. Mechanizm wprowadzania do jaskini i wyprowadzania z niej sferycznego symulatora chodu został specjalnie opracowany na potrzeby LZWP. Chroni on ściany jaskini o boku 3,4 m przed uderzeniem sferycznego symulatora chodu o średnicy 3,05 m. Dzięki wyśrubowanym parametrom Laboratorium Zanurzonej Wizualizacji Przestrzennej nie ma sobie równych w Polsce, a i niewiele instalacji na świecie może się z nim równać. LZWP zawiera jedyną w Polsce pełną jaskinię rzeczywistości wirtualnej, dzięki sześciu ścianom-ekranom zapewniającym obraz ze wszystkich stron. Jest to również jedyna w Polsce jaskinia wykonana ze sztywnych (nieelastycznych) ekranów. Co więcej, pozwala na zastosowanie dwóch alternatywnych metod stereoskopii [6]. Wyjątkowość LZWP wzmaga dodatkowo unikatowa w skali światowej (nie ma na świecie takiego drugiego rozwiązania) dostępność nawigacji w jaskini rzeczywistości wirtualnej za pomocą sferycznego symulatora chodu. Nie wyklucza to jednak możliwości używania jaskini rzeczywistości wirtualnej również bez sferycznego symulatora Rys. 4. Średnia jaskinia rzeczywistości wirtualnej w LZWP Fig. 4. The Midi CAVE Rys. 5. Mała jaskinia rzeczywistości wirtualnej w LZWP Fig. 5. The Mini CAVE 29

Możliwości LZWP Laboratorium Zanurzonej Wizualizacji Przestrzennej dostarcza mechanizmów pozwalających na głębokie zanurzenie człowieka w dowolnie wykreowanym świecie wirtualnym. W związku z tym możliwe jest wykorzystanie LZWP w przeróżnych dziedzinach ludzkiej działalności, zwłaszcza tam gdzie korzystanie ze środowiska rzeczywistego jest kosztowne lub niebezpieczne, czy też wiąże się z jakimiś innymi istotnymi trudnościami. Potencjał LZWP pozwala zatem na efektywne szkolenie inspektora okrętowego bez nadmiernego wizytowania rzeczywistych kadłubów okrętowych, wydajny trening żołnierza piechoty bez częstego organizowania dla niego wyjazdów na poligon, wreszcie skuteczną terapię fobii bez wystawiania pacjenta na oddziaływanie realnego, często niesterowalnego bodźca. Najbardziej oczywistym zastosowaniem jaskiń rzeczywistości wirtualnej wydaje się wizualizacja jakiegoś obiektu lub zespołu obiektów z możliwością nawigacji i obserwacji z różnych stron. Dotyczy to zarówno obiektów planowanych (wirtualne prototypowanie), jak i odległych w czasie lub przestrzeni (wirtualna turystyka), czy też będących w jakiejś mierze abstrakcją (wizualizacja naukowa). W ten sposób można więc wizytować projektowany budynek (rys. 6), a nawet badać, jak się wkomponowuje w otoczenie (rys. 7) [5]. Można też analizować wygląd nowo opracowywanego pojazdu, zarówno z zewnątrz, jak i wnikając do jego wnętrza, by Rys. 8. Bursztynowa Komnata z pająkiem (u góry z lewej) w dużej jaskini w LZWP Fig. 8. The Amber Room with the spider (in the top left corner) in the Big CAVE Rys. 9. Eksperymenty z białkiem w dużej jaskini w LZWP Fig. 9. Experiments with the protein in the Big CAVE Rys. 6. Zwiedzanie wnętrza budynku w dużej jaskini w LZWP Fig. 6. Exploration of the interior of the building in the Big CAVE Rys. 7. Spacer pośród planowanych budynków w dużej jaskini w LZWP Fig. 7. Walk among the planned buildings in the Big CAVE 30 ocenić przyjazność jego deski rozdzielczej. Można ponadto zwiedzić zabytki starożytnej Palmyry zarówno w pełnej krasie w stanie pierwotnym, jak i tym zachowanym jeszcze do niedawna jako pozostałości minionej świetności. Można także podziwiać piękno zaginionej podczas II Wojny Światowej Komnaty Bursztynowej bez konieczności pieczołowitego jej odtwarzania w bursztynie (rys. 8). Można również spojrzeć na Układ Słoneczny z perspektywy dowolnej jego planety lub na cząsteczkę chemiczną z pozycji jej elektronu (rys. 9). Można w końcu podejrzeć przedstawione za pomocą kolorowych wstęg zachowanie strumienia powietrza opływającego pojazd podczas jego ruchu i w ten sposób ocenić jego opływowość (rys. 10). Poza wymienionymi zastosowaniami wizualizacja w jaskini rzeczywistości wirtualnej pozwala też na analizę wpływu wyglądu otoczenia na zachowania i emocje ludzi. Można więc na przykład zaprosić grupę potencjalnych nabywców jakiegoś dobra do wizyty w wirtualnym sklepie, gdzie prezentuje się im na półkach różne postaci opakowań produktu. Ankieta wykonana po takiej wizycie pozwala ustalić ich atrakcyjność. Wizualizację można ponadto wykorzystać do zmniejszania wrażliwości człowieka na otaczający go świat, zwłaszcza w przypadkach patologicznych lęków. Można zatem oswajać z pająkami (rys. 7) pacjentów cierpiących na arachnofobię, czy z wysokością (rys. 11) osoby skarżące się na akrofobię [1]. Udział w wizualizacjach przygotowanych zgodnie z zale-

Rys. 10. Wizualizacja przepływu powietrza wokół żaglówki w dużej jaskini w LZWP Fig. 10. Visualization of airflow streamlines around the sailboat in the Big CAVE Rys. 11. Terapia akrofobii (lęku wysokości) w dużej jaskini w LZWP Fig. 11. Treatment of acrophobia (fear of heights) in the Big CAVE ceniami terapeuty pozwala w wielu przypadkach na znaczne wygaszenie lęku. Dotyczy to również syndromu stresu pourazowego PTSD (ang. Posttraumatic Stress Disorder), bardzo częstego u weteranów wojennych. Doświadczenie pokazuje, że odtworzenie w środowisku wirtualnym traumatycznych dla weterana wydarzeń przynosi mu ukojenie i ułatwia radzenie sobie z przeżyciami, będącymi źródłem urazu psychicznego. Przedstawione powyżej przykłady wykorzystania rzeczywistości wirtualnej oferowanej przez LZWP zakładają niewielką aktywność uczestnika symulacji sprowadzającą się głównie do nawigacji przez wizualizowany świat wirtualny, postrzegany w dużej mierze jako statyczny, a przynajmniej jako niezależny od użytkownika. Możliwe są jednak symulacje, podczas których użytkownik będzie aktywnie wpływać na ich przebieg. Odwołując się do przykładu ukazującego wspomaganie terapii fobii, można tak oprogramować wirtualny bodziec lękowy (dajmy na to pająka), by reagował odpowiednio na stany emocjonalne człowieka wycofywał się, gdy pacjent sygnalizuje strach, i zbliżał się, gdy okazuje on akceptację [8]. Interakcja wychodząca poza nawigację daje więc nowe możliwości. Jaskinie rzeczywistości wirtualnej służą często jako poligony wirtualne. Żołnierz wyposażony w sprzęt imitujący broń ręczną uczestniczy wówczas w odbywającej się w przestrzeni wirtualnej walce z wirtualnym wrogiem. Wspomagać go mogą inni żołnierze obecni w jaskini, a także wirtualni sojusz- nicy. Co więcej, wspomagać (ewentualnie zwalczać) go mogą uczestnicy symulacji korzystający z innych, połączonych siecią urządzeń rzeczywistości wirtualnej jaskiń, kasków HMD, symulatorów pojazdów (samolotów, czołgów), symulatorów stanowisk ogniowych, uczestnicząc w ten sposób we wspólnej symulacji rozproszonej na wszystkie te urządzenia. Obecny w jaskini żołnierz postrzega więc awatary swoich kolegów ćwiczących w innych jaskiniach, czy też z użyciem kasków HMD, oprócz tego wirtualne pojazdy i stanowiska ogniowe sterowane (ruch i ogień) przez ich załogi znajdujące się w odpowiednich symulatorach. Oczywiście reszta uczestników symulacji również obserwuje na wyświetlaczach swoich stanowisk ćwiczebnych wirtualne odpowiedniki pozostałych ćwiczących. Przemieszczanie się jest nieodzownym elementem walki zwłaszcza piechura. Chodzenie w jaskini rzeczywistości wirtualnej jest jednak ograniczone jej ścianami, natomiast nawigacja z użyciem kontrolera trzymanego w dłoni wydaje się nieakceptowalna z powodu jej nienaturalności. Laboratorium Zanurzonej Wizualizacji Przestrzennej dysponuje jednak rozwiązaniem, którego pozbawione są inne jaskinie, pozwalającym na nieograniczony marsz, a nawet bieg w świecie wirtualnym. Jest to opisany wyżej sferyczny symulator chodu, który może zostać wstawiony do wnętrza jaskini. Ćwiczący w jaskini ze sferycznym symulatorem chodu żołnierz może więc przemieszczać się przez wirtualny poligon swoimi nogami w różnym tempie zależnie od sytuacji bojowej. Pozwala to na prowadzenie naturalnego szkolenia bojowego (również kondycyjnego) z wykorzystaniem jedynie rzeczywistości wirtualnej. Warto zaznaczyć, że wirtualny poligon realizowany na bazie Laboratorium Zanurzonej Wizualizacji Przestrzennej może łatwo być dostosowywany (przynajmniej wizualnie) do różnych warunków geograficznych, klimatycznych i kulturowych. Można więc w ramach tego samego urządzenia, zmieniając jedynie oprogramowanie, zaplanować działania w dowolnej przestrzeni, czy to w obszarze wiecznego śniegu, czy to na terenie syryjskiego miasta, czy to w afrykańskiej dżungli, czy też w krajobrazie górskim przypominającym Hindukusz (rys. 12) z typową dla Afganistanu roślinnością i zabudową. Zarysowane powyżej możliwości wykorzystania LZWP dla szkolenia służb publicznych do realizacji zadań bezpieczeństwa narodowego (ang. homeland security) wydają się więc trudne do przecenienia. Wirtualne pole walki jest przede wszystkim o wiele tańsze i bezpieczniejsze niż rzeczywisty Rys. 12. Wizyta w wysokich górach w dużej jaskini w LZWP Fig. 12. Visit to the high mountains in the Big CAVE 31

poligon. Żołnierz piechoty może tu trenować nie tylko swoją skuteczność strzelecką, ale również współdziałanie zarówno z kolegami ze służby (kilka sferycznych symulatorów chodu w kilku jaskiniach lub z kaskami HMD), jak i również z pojazdami bojowymi i stanowiskami ogniowymi sterowanymi przez innych uczestników ćwiczeń na innego rodzaju symulatorach. Możliwości szkoleniowe LZWP dotyczą nie tylko wojska, ale również innych służb publicznych. Używając jaskini rzeczywistości wirtualnej wyposażonej w sferyczny symulator chodu można analogicznie prowadzić szkolenia funkcjonariuszy straży pożarnej. Dysponując wirtualną formą zadanego budynku i modelując rozprzestrzeniający się w nim ogień wirtualny możemy przećwiczyć, a następnie skontrolować zachowania strażaka podczas akcji gaśniczej. Zwróćmy uwagę, że szkolenie takie może dotyczyć praktycznie dowolnego ale konkretnego budynku i dowolnych warunków zewnętrznych. Co więcej, błędy w zachowaniu trenującego strażaka nie grożą jego poparzeniem czy inną kontuzją. Warto dodać, że może on też uczestniczyć w rozproszonej symulacji z większą liczbą biorących udział w wirtualnej akcji gaśniczej (inne jaskinie, kaski HMD, symulatory pojazdów itp.). Dzięki rejestracji szkolenia można na jego zakończenie omówić i obejrzeć błędne zachowania uczestników ćwiczeń, powtarzając w skrajnych przypadkach wybrane fragmenty treningu. Podobnego rodzaju trening można także realizować dla specjalistów przemysłowych, w których szkoleniu istotną rolę odgrywa ogólnie rozumiany poligon. Trening taki nie wymaga zwykle takiej dynamiki działania, jak w powyższych przypadkach, nie wiąże się też z takimi niebezpieczeństwami, jak powyżej, ale pozwala na redukcję kosztów i większe zróżnicowanie sytuacji napotykanych przez ćwiczącego [4]. Pozwala to na prowadzenie wirtualnych inspekcji różnych okrętów i budynków, bez czego nie można wyszkolić inspektora okrętowego lub budowlanego. Poza redukcją kosztów i wzrostem bezpieczeństwa ćwiczącego dodatkową korzyścią jest to, że rzeczywistość wirtualna pozwala na realizację większej liczby zróżnicowanych scenariuszy, a w przyszłości bardziej niezawodne orzekanie przez wyszkolonego inspektora o stanie bezpieczeństwa ocenianego rzeczywistego statku czy budynku. Grupa naukowców z Wydziału Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki Politechniki Gdańskiej, współpracując z firmami IT, przymierza się do rozwoju możliwości oferowanych przez Laboratorium Zanurzonej Wizualizacji Przestrzennej. Nie chodzi tu tylko o nowe kontrolery symulujące różne sprzęty trzymane w ręku przez uczestnika szkolenia (karabin, wąż strażacki), ale również o sferyczny symulator chodu. Obecnie napędzany jest on jedynie siłą nóg. Dodanie napędu przyspieszającego lub spowalaniającego jego obroty pozwoli symulować schodzenie z góry lub wchodzenie pod górę, co doda nowe możliwości szkoleniowe. Podsumowanie Opisane powyżej możliwości LZWP ukazują jego ogromny potencjał. Rozwiązanie, które na pierwszy rzut oka może się wydawać drogim gadżetem do gier komputerowych, okazuje się bardzo praktycznym urządzeniem, nie tylko dla wirtualnego prototypowania, wirtualnej turystyki i wizualizacji naukowej. Tak jak może ono uatrakcyjnić rozgrywkę, zwłaszcza w przypadku gier polegających na wędrówce w terenie (np. strzelanina z perspektywy pierwszej osoby, ang. first-person shooter), tak może uczynić bardziej przekonującymi zaprezentowane tu szkolenia wirtualne. Co więcej, znany z gier wieloosobowych (ang. multiplayer) mechanizm synchronizacji symulacji na wielu komputerach w jedną symulację rozproszoną pozwala poprzez sieć komputerową prowadzić szkolenia nie tylko pojedynczego człowieka, ale również współdziałania grupowego całego zespołu (drużyny wojskowej, zastępu strażackiego itd.). Laboratorium Zanurzonej Wizualizacji Przestrzennej jako zaawansowane środowisko rzeczywistości wirtualnej dostarcza nie tylko nieosiągalnych innymi technikami możliwości wizualnych (zanurzenie w świecie wykreowanym komputerowo), ale pozwala również na szkolenia, w których jego uczestnik trenuje pożądane zachowania. Szkolenie takie realizowane jest więc w bezpiecznych warunkach, których nie gwarantuje żaden prawdziwy poligon. Pozwala też na przećwiczenie większej liczby przypadków, co zwiększa przygotowanie szkolonego specjalisty do działania w rzeczywistych warunkach. Gwarantuje to więc większe bezpieczeństwo tych działań w przyszłości. Jeśli strażak doprowadzi podczas ćwiczeń na rzeczywistym poligonie do ognistego podmuchu, czyli tzw. wstecznego ciągu (ang. backdraft) otwierając nierozważnie drzwi w płonącym budynku, to taki eksperyment może się skończyć tragicznie dla niego. Zapewne będzie też ostrożniejszy w przyszłości. Jednak to samo zdarzenie podczas treningu wirtualnego zakończy się dla niego bez szwanku, ale odpowiednia wizualizacja działająca na wyobraźnię i późniejsza reprymenda przełożonego zmniejszy szansę, że w przyszłości powtórzy on takie zachowanie podczas prawdziwego pożaru. Laboratorium Zanurzonej Wizualizacji Przestrzennej dysponuje sprzętem i specjalistami gotowymi przygotować odpowiednie symulacje. Zaprasza do współpracy ekspertów różnych dziedzin gotowych współtworzyć dla LZWP scenariusze w ramach wspólnych projektów naukowych i komercyjnych. Literatura [1] Lebiedź Jacek. 2015. Człowiek zanurzony w rzeczywistości wirtualnej na przykładzie Laboratorium Zanurzonej Wizualizacji Przestrzennej. Człowiek zalogowany 4, Człowiek społeczny w przestrzeni Internetu (mat. konf.), Biblioteka Jagiellońska, Kraków 2015, str. 108 115. [2] Lebiedź Jacek, Mazikowski Adam. 2014. Innovative Solutions for Immersive 3D Visualization Laboratory. 22nd International Conference on Computer Graphics, Visualization and Computer Vision WSCG 2014 Communication Papers Proceedings, Plzeň 2014, p. 315 319. [3] Lebiedź Jacek, Mazikowski Adam. 2014. Uruchomienie Laboratorium Zanurzonej Wizualizacji Przestrzennej. Szybkobieżne Pojazdy Gąsienicowe, vol. 34, nr 1, 2014, str. 41 48. [4] Lebiedź Jacek, Redlarski Jerzy. 2016. Applications of Immersive 3D Visualization Lab. 24th International Conference on Computer Graphics, Visualization and Computer Vision WSCG 2016 Poster Papers Proceedings, Plzeň 2016, p. 69 74. [5] Lebiedź Jacek, Szwoch Mariusz. 2016. Virtual Sightseeing in Immersive 3D Visualization Lab. 4th Conference on Multimedia, Interaction, Design and Innovation MIDI 16, Gdańsk 2016 (w druku). [6] Mazikowski Adam, Lebiedź Jacek. 2014. Image projection in Immersive 3D Visualization Laboratory. 18th International Conference in Knowledge Based and Intelligent Information and Engineering Systems KES 2014, Gdynia 2014, Procedia Computer Science 35, 2014, p. 842 850. [7] Medina Eliana, Fruland Ruth, Weghorst Suzanne. 2008. Virtusphere: Walking in a Human Size VR Hamster Ball. Proc. of the Human Factors and Ergonomics Society Annual Meeting 52, No. 27, 2008, p. 2102 2106. [8] Żołnowski Michał, Lebiedź Jacek. 2014. Wspomaganie leczenia fobii za pomocą zanurzenia w rzeczywistość wirtualną. ICT Young 2014, Wydział ETI Politechniki Gdańskiej, Gdańsk 2014. 32