發(fā)布時(shí)間:2017-06-05 11:47 | 標(biāo)簽:
VR AR MR VR教育培訓(xùn)
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AR、VR 及 MR 在這幾年越來(lái)越火紅,在開始介紹它們的應(yīng)用之前,我們先來(lái)介紹這家族三個(gè)成員之間的分別。
AR、VR 與 MR 的分別:
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) (Augmented Reality,AR):在使用者的現(xiàn)實(shí)世界疊加數(shù)字創(chuàng)建的內(nèi)容。
虛擬現(xiàn)實(shí) (Virtual Reality,VR):阻擋現(xiàn)實(shí)世界,為使用者創(chuàng)建一個(gè)全數(shù)字化、身臨其境的體驗(yàn)。
混合現(xiàn)實(shí) (Mixed Reality,MR):在使用者的現(xiàn)實(shí)世界疊加您可以與之互動(dòng)的數(shù)字創(chuàng)建內(nèi)容。
下面這張表可以幫助你更清楚了解其區(qū)分:
所以 Pokémon Go 是 MR? 因?yàn)樗梢允辗诖肢F (互動(dòng))? 別誤會(huì),上面 MR 提到 "可以與之互動(dòng)的數(shù)字創(chuàng)建內(nèi)容" 并不是單純的只是可以點(diǎn)選跳出的數(shù)字創(chuàng)建資訊以獲得更多資訊,或是,收服口袋怪獸而已。MR 產(chǎn)生的數(shù)字創(chuàng)建內(nèi)容能夠結(jié)合現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)際影像,并且可以對(duì)其數(shù)字創(chuàng)建產(chǎn)生的內(nèi)容做放大、縮小、旋轉(zhuǎn)、甚至是編輯等等的工作。下面 Microsoft 的 Hololens 廣告可以讓您比較了解什么是 MR。
有沒有注意到,在影片中,當(dāng)你觀看3D 數(shù)字陳像時(shí),這影像并不會(huì)隨著你的移動(dòng)跟著轉(zhuǎn)向,因此你可以移動(dòng)位置從后面、上面、下面,以各角度來(lái)檢視或編輯這影像,這在 AR,甚至大多數(shù)的 VR 應(yīng)用,都是做不到的。
附帶ㄧ提,連 Pokémon Go 到底算不算 AR 也有爭(zhēng)論。因?yàn)槔碚撋?AR 應(yīng)該是靠辨識(shí)某些現(xiàn)實(shí)世界影像來(lái)產(chǎn)生或帶出數(shù)字創(chuàng)建內(nèi)容,而 PokémonGo 是靠 Location 定位來(lái)帶出數(shù)字影像,因此很多人認(rèn)為 Pokémon Go 充其量只能稱為定位服務(wù)游戲 (Location-Based Gaming),不能稱為 AR。關(guān)于這點(diǎn),筆者認(rèn)為就別太吹毛求疵了,或者,你可以稱它 Location-Based AR 游戲。
近年來(lái),AR 已經(jīng)從原本只能以智慧型手機(jī)或平板電腦對(duì)著某現(xiàn)實(shí)世界實(shí)際事物,經(jīng)由辨識(shí),讓應(yīng)用程序帶出相關(guān)資訊的模式,轉(zhuǎn)變?yōu)槟芤?AR 眼鏡達(dá)到相同功能。并且由於不需手持行動(dòng)裝置來(lái)使用,因此讓使用更方便,AR 眼鏡應(yīng)該會(huì)漸漸成為 AR 應(yīng)用的新趨勢(shì)。
VR 穿戴裝置 (例如 HTC VIVE、Playstation VR ...) 則使游戲玩家不再只能看著螢?zāi)煌骐娡嬗螒颍苓M(jìn)入 3D 立體的實(shí)戰(zhàn)環(huán)境。然而其缺點(diǎn)則是因?yàn)樗帘维F(xiàn)實(shí)世界的影像,因此除非有設(shè)計(jì)精良搭配使用的感測(cè)裝置,否則在教育訓(xùn)練上的應(yīng)用大多會(huì)僅僅局限在觀看 3D 立體數(shù)字內(nèi)容而已。
MR 將 AR 與 VR 混合為一,因此 Microsoft 的 Hololens 等裝置的推出,不僅讓 AR 的運(yùn)用更上ㄧ層樓 (互動(dòng)),也讓 VR 的應(yīng)用能更融入日常工作及生活中。
AR、VR、MR 在教育訓(xùn)練上的應(yīng)用
我們把這些新興科技在教育訓(xùn)練上的應(yīng)用分成三大塊:
- 教育 (Education):指?jìng)魇谥R(shí),包含學(xué)校教育及職場(chǎng)教育。
- 訓(xùn)練 (Training):指職能或技能訓(xùn)練,包含學(xué)校及職場(chǎng)。
- 效能支持 (Performance Support):指在需要的時(shí)刻提供相關(guān)重要資訊,以協(xié)助完成工作,通常可以與前項(xiàng)搭配運(yùn)用。
本篇介紹將不局限在學(xué)校教育端,我們也會(huì)舉出ㄧ些學(xué)校以外不同領(lǐng)域的應(yīng)用,來(lái)協(xié)助大家了解這些新興科技的無(wú)窮潛力及魅力,這也有助于大家去思考要如何運(yùn)用這些科技。AR/VR/MR 的應(yīng)用是無(wú)限寬廣的,接下來(lái)就看大家的想像力及實(shí)踐了。
為了方便我們將會(huì)標(biāo)示各應(yīng)用是屬于教育 (E)、訓(xùn)練 (T) 還是效能支持 (PS)。不在此三類范圍內(nèi)的應(yīng)用例子 (例如娛樂、消費(fèi)、營(yíng)銷、治療等),本文就略過(guò)不提。
醫(yī)療
AR/VR/MR 在醫(yī)界 (醫(yī)院及醫(yī)學(xué)院) 越來(lái)越受到重視,其最大的兩個(gè)原因是:
1. 節(jié)省時(shí)間/降低成本 (E/T/PS):
目前已經(jīng)有很多醫(yī)學(xué)院/醫(yī)院使用 AR/VR/MR 來(lái)進(jìn)行教學(xué)或外科手術(shù)訓(xùn)練。在教學(xué)上,學(xué)生戴上 AR/VR 眼鏡觀看 3D 立體的人體結(jié)構(gòu)及器官,甚至可以 "取出" 某一器官來(lái)做更仔細(xì)的觀察。在外科手術(shù)訓(xùn)練上,學(xué)生或?qū)嵙?xí)醫(yī)生戴上 AR/VR 眼鏡,通過(guò) 3D 全息解剖 (Holographic Anatomy) 程序來(lái)對(duì)著虛擬尸體進(jìn)行手術(shù)練習(xí)。這可以讓學(xué)生節(jié)省十個(gè)小時(shí)在傳統(tǒng)尸體實(shí)驗(yàn)室內(nèi),更實(shí)際的ㄧ點(diǎn)是,大體并不容易取得,因此手術(shù)仿真可以減輕醫(yī)院或?qū)W校在這方面的負(fù)擔(dān)。
2. 協(xié)作 (T/PS)
不管是手術(shù)仿真還是實(shí)際手術(shù),或是其他醫(yī)療診斷,教授、資深醫(yī)生 (主任),甚至是遠(yuǎn)端的醫(yī)生或?qū)<?,也能透過(guò)執(zhí)行手術(shù)或診斷的醫(yī)生配戴之 AR/MR 眼鏡所傳出的影像 (我們稱之為 POV,Point-of-View) 對(duì)該醫(yī)生提供建議或下達(dá)指示,而醫(yī)生可以從其眼鏡上的顯示器看到這些建議或指示。
應(yīng)用當(dāng)然不只有這些,下面是ㄧ些其他的應(yīng)用例子:
藥物使用:協(xié)助醫(yī)護(hù)人員確認(rèn)正確的藥物即使他們沒受過(guò)訓(xùn)練。這簡(jiǎn)化了藥劑師和醫(yī)生的需求,減少錯(cuò)用藥物的機(jī)會(huì)。(PS)
靜脈注射:協(xié)助護(hù)理人員尋找靜脈來(lái)進(jìn)行靜脈注射。別懷疑,AR 眼鏡可以幫你看到那些肉眼看不到的靜脈,這減少了醫(yī)護(hù)人員的時(shí)間及病患的痛苦。(PS)
先期處置:醫(yī)院的急診室值班醫(yī)生可以透過(guò)救護(hù)車上,或是,意外事故現(xiàn)場(chǎng)醫(yī)護(hù)人員的 POV 及檢測(cè)儀器所傳回的數(shù)據(jù),對(duì)病患做初期診斷,并下達(dá)指示給該醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行初步醫(yī)療處置,以增加及減少病患存活機(jī)會(huì)及傷害擴(kuò)大。所以,或許未來(lái)公共場(chǎng)所的滅火器或 AED (自動(dòng)體外心臟去顫器) 旁邊會(huì)同時(shí)放置ㄧ付 AR 眼鏡,ㄧ但取出會(huì)自動(dòng)通過(guò) Wifi 連線呼叫 119/120 勤務(wù)中心,讓使用者可以從遠(yuǎn)端消防或醫(yī)護(hù)人員即時(shí)提供協(xié)助或下達(dá)指令,指導(dǎo)如使用滅火器撲滅火源,或是,如何使用 AED 來(lái)急救需要緊急醫(yī)療協(xié)助的病人。(PS)
軍警消訓(xùn)練
在美國(guó),美國(guó)軍方是教育科技的主要推動(dòng)者,因?yàn)樗麄兿M芸焖儆行实挠?xùn)練他們的軍隊(duì)。美國(guó)軍方幾年前就開始使用 AR/VR 等科技來(lái)訓(xùn)練士兵作戰(zhàn)、武器操作,或是維修武器、車輛等裝備。
戴上 AR 眼鏡,運(yùn)用 AR 來(lái)進(jìn)行武器操作訓(xùn)練或是裝備維修可以避免錯(cuò)誤,同時(shí)可以提升訓(xùn)練及維修速度,新進(jìn)士兵也可以很快上手。(T/PS)
AR 當(dāng)然也可以運(yùn)用到作戰(zhàn)上,舉個(gè)大家最熟悉的例子。幾年前臺(tái)灣鬧得沸沸揚(yáng)揚(yáng)的阿帕奇直升機(jī)事件,如果大家不是只有關(guān)注那位女星的話,應(yīng)該會(huì)注意到那頂價(jià)值 6 萬(wàn)多美元的頭盔。那頭盔為什么那么貴? 就是因?yàn)檫@頂戰(zhàn)術(shù)頭盔可以把 12 項(xiàng)座艙資訊 (例如武器瞄準(zhǔn)或夜視鏡),顯示投影在右眼的單眼式螢?zāi)簧希奖泔w行員能迅速讀取所有重要的資訊。其他的戰(zhàn)機(jī)飛行員、坦克駕駛的頭盔也ㄧ樣可使用 AR 來(lái)讓他們可以快速掌握重要資訊或進(jìn)行攻擊。(T/PS)
使用 VR 來(lái)進(jìn)行作戰(zhàn)訓(xùn)練最大優(yōu)點(diǎn)就是可以設(shè)計(jì)出各式各樣的情境。當(dāng)過(guò)兵的應(yīng)該也很清楚,部隊(duì)野戰(zhàn)訓(xùn)練場(chǎng)上的地形地物就那么ㄧ些,但使用 VR 就可以依需求設(shè)計(jì)所需的情境及地形地物,假想敵也不再只是ㄧ些人形立牌。(T)
使用 AR/VR 等科技來(lái)訓(xùn)練士兵作戰(zhàn)、武器操作或是維修裝備還有ㄧ項(xiàng)更重要的優(yōu)點(diǎn),那就是所有的過(guò)程也會(huì)被記錄下來(lái),操作是否正確、瞄準(zhǔn)是否精準(zhǔn) ...等資訊都會(huì)被記錄及分析,用以提供訓(xùn)練單位對(duì)需改善的士兵提供適切的訓(xùn)練來(lái)改進(jìn)缺失。
類似的概念當(dāng)然不只局限在軍事人員的訓(xùn)練,公安、消防人員 ...等工作上會(huì)面臨危險(xiǎn)處境的,都能藉由此科技提供各種情境下的仿真訓(xùn)練,提升未來(lái)真正遇到狀況時(shí),能正確迅速的處置及防護(hù)自身的安全。(T/PS)
而配戴 AR 眼鏡的公安可以通過(guò)連線犯罪中心資料庫(kù)及影像辨識(shí),來(lái)協(xié)助辨認(rèn)通緝犯或贓車,更有效率打擊犯罪。(PS)
技術(shù)維修服務(wù)
AR 可以提供即時(shí)的協(xié)助來(lái)協(xié)助維修人員做設(shè)備維修及故障排除等工作,這幾乎可以涵括所有你所想到的工作,例如工廠機(jī)器維修保養(yǎng)、辦公室復(fù)印機(jī)維修、電梯保養(yǎng)、電信維修、汽車保養(yǎng) ....等等。通過(guò) AR 智慧眼鏡及專屬的應(yīng)用程序,可以提供維修人員詳細(xì)步驟,讓他們可以依循來(lái)做檢測(cè)及修復(fù)工作。當(dāng)然這對(duì)于新進(jìn)人員的訓(xùn)練也是很有用的工具。(T/PS)
現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題無(wú)法解決? 沒關(guān)系,應(yīng)用程序會(huì)呼叫公司內(nèi)部高階技術(shù)人員,以遠(yuǎn)端協(xié)助的方式來(lái)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)人員進(jìn)行故障排除或更換零件,AR/MR 能允許遠(yuǎn)端專家看到現(xiàn)場(chǎng)人員所看到的影像 (POV),并以通話或顯示文字、圖片、甚至直接標(biāo)示要處理的零件位置在現(xiàn)場(chǎng)人員的 AR/MR 鏡片顯示幕上,指導(dǎo)他們進(jìn)行修復(fù)工作。(PS)
使用 AR/MR 眼鏡最大好處是現(xiàn)場(chǎng)人員不再需要ㄧ的手拿著手機(jī)或平板來(lái)對(duì)著要維修的裝置,或是,聽從或觀看來(lái)自公司的指示,他們的雙手都可以用來(lái)執(zhí)行修復(fù)工作。當(dāng)然,如果沒有 AR/MR 眼鏡,手機(jī)或平板也能做到,只是要用手拿著比較不方便。
別以為只有維修人員可以使用這項(xiàng)科技,消費(fèi)者自己當(dāng)然也可以。未來(lái),影印機(jī)、汽車、電器用品的維修、更換 RO 濾芯 ....,只要有適當(dāng)?shù)?AR 應(yīng)用程序,你可以自己動(dòng)手做。
BMW 汽車公司早在 2007 年就研發(fā) AR 眼鏡及相關(guān)應(yīng)用程序,提供其保養(yǎng)廠技師維修及更換汽車配件使用。Hyundai 汽車公司在 2015 年則推出 AR 技術(shù)手冊(cè)應(yīng)用程序給車主使用,只要使用智慧手機(jī)或平板,車主就能得到諸如機(jī)油、煞車油、空氣濾芯等的 How-to 資訊進(jìn)行維修保養(yǎng)。該應(yīng)用程序提供影片、3D 疊加圖像顯示 (當(dāng)車主掃描他們的車輛不同位置) 各個(gè)區(qū)域及其它汽車相關(guān)資訊。(PS)
學(xué)校教育
使用 AR/VR 可以為各級(jí)學(xué)校的學(xué)生提供身臨其境的多感官的體驗(yàn),比起傳統(tǒng)的講課、字卡圖卡、或教科書等方法更有效。下面提出幾個(gè)例子提供參考:
- 教到太陽(yáng)系行星時(shí),以 AR/MR/VR 來(lái)顯示 3D 立體行星運(yùn)轉(zhuǎn)畫面,學(xué)生利用控制器可點(diǎn)選某個(gè)星球,用以帶出更詳細(xì)的信息。 (E/PS)
- 地理課以 AR/MR/VR 顯示 3D 立體地球儀,學(xué)生可以由各個(gè)角度來(lái)觀看,點(diǎn)選某個(gè)國(guó)家可以來(lái)帶出該國(guó)家的詳細(xì)信息。(E/PS)
- 化學(xué)課以 VR 先讓學(xué)生仿真實(shí)驗(yàn)過(guò)程,讓學(xué)生熟悉步驟以及可能發(fā)生爆炸或起火的錯(cuò)誤操作,這樣在真正實(shí)驗(yàn)時(shí)就可以有效避免危險(xiǎn)事故的發(fā)生。(E/T/PS)
- 教科書或課外書都可搭配行動(dòng)裝置或 AR 眼鏡,在特定頁(yè)面顯示 3D 立體畫面及相關(guān)信息,增加學(xué)生印象,讓學(xué)生更容易理解,并提升上課或?qū)W習(xí)興趣。(E/PS)
- 建筑系學(xué)生不再需要花費(fèi)時(shí)間制作設(shè)計(jì)模型,只需搭配行動(dòng)裝置或 AR/MR 眼鏡以及適當(dāng)?shù)膽?yīng)用程序,就能 3D 立體陳現(xiàn)他的設(shè)計(jì),既漂亮又精確,而且設(shè)計(jì)修改時(shí)不需重制模型,節(jié)省不少時(shí)間。(PS)
- 新鮮人對(duì)校區(qū)不熟? 找教室常迷路? 沒問(wèn)題,AR 應(yīng)用程序可以指引你到你指定的大樓或教室。(注: 已經(jīng)有賣場(chǎng)或商業(yè)大樓開始使用類似應(yīng)用程序提供導(dǎo)引。未來(lái)你去超市、大賣場(chǎng)或購(gòu)物中心,可以使用 AR 應(yīng)用程序直接導(dǎo)引你到所要購(gòu)買商品的陳列位置或要造訪的商店,不需再走來(lái)走去找商品或店家位置了)。(PS)
藝術(shù)和才藝
戴 VR 去參觀著名的動(dòng)物園、博物館或是課本上提到的歷史景點(diǎn)、地標(biāo)或是建筑,以你自己的速度來(lái)欣賞它們,甚至還可以配合動(dòng)畫顯示,來(lái)加深你的印象與暸解。應(yīng)用程序會(huì)根據(jù)你目前正在觀看的事物在螢?zāi)簧咸峁┰敿?xì)介紹資訊。
有沒有帶出ㄧ些靈感? 是的,以往安排戶外教學(xué)勞心勞力,還得擔(dān)心天氣或是害怕出車禍。不久的將來(lái)這些都可以在教室內(nèi)完成 (有些博物館已經(jīng)開始提供類似服務(wù)),戶外教學(xué)恐怕會(huì)成為歷史名詞。往壞處想,這有點(diǎn)不夠真實(shí),往好處想,這樣可以為學(xué)校及家長(zhǎng)省下很多錢。(E/PS)
在才藝學(xué)習(xí)方面,AR 眼鏡可以協(xié)助指導(dǎo)您按照步驟學(xué)習(xí)樂器、繪畫、雕刻、編織等才藝。尤其對(duì)于開始學(xué)習(xí)樂器的學(xué)生,搭配 AR 眼鏡及相關(guān)應(yīng)用程序,可以顯示各種樂器的指法及樂譜,陪練、糾錯(cuò)并記錄過(guò)程,讓生手可以輕松上手。(E/T)
健身/運(yùn)動(dòng)
當(dāng)你在戶外或野外騎車、跑步或健走時(shí),AR 眼鏡可以即時(shí)顯示心跳、疲勞、卡路里消耗、目標(biāo)及更多其它更多顯示的資訊,例如地圖及 GPS 定位等
未來(lái)在健身房,不再只能無(wú)聊的看著眼前掛著的電視螢?zāi)慌懿?、騎腳踏車、或是做重量訓(xùn)練,你可以透過(guò) VR (或 MR) 頭戴式裝置,選擇在塞納河畔,或是其它你想經(jīng)歷的路段,騎腳踏車、滑雪、劃船、或是跑步。腳踏車、跑步機(jī)等健身器材會(huì)根據(jù)你經(jīng)歷的虛擬所在位置,調(diào)整上坡或下坡角度、阻力、甚至可以感受地面或河面的震動(dòng),這樣的運(yùn)動(dòng)體驗(yàn)是不是很迷人呢? 當(dāng)然,所有相關(guān)資訊也會(huì)顯示在裝置螢?zāi)簧稀?
學(xué)校當(dāng)然也能享受到這樣的應(yīng)用所帶來(lái)的好處,例如以 VR 搭配相關(guān)應(yīng)用程序及感測(cè)元件,來(lái)訓(xùn)練足球守門員防守、棒球打擊練習(xí)、或是網(wǎng)球揮拍等的訓(xùn)練,如此不但不受天候影響,同時(shí)也只需ㄧ點(diǎn)點(diǎn)室內(nèi)場(chǎng)地就可以進(jìn)行訓(xùn)練。
今天就先提到這里。除了教育訓(xùn)練外,AR/VR/MR 在生活上的應(yīng)用更是無(wú)限寬廣,充滿想像空間的。筆者認(rèn)為 AR/MR 會(huì)是將來(lái)的主流,因?yàn)樗鼈儾⑽刺摤F(xiàn)實(shí)世界,因此比較容易融入現(xiàn)實(shí)生活、教育及工作上;AR 可以在行動(dòng)裝置 (特別是手機(jī) ) 上靈活運(yùn)用,AR 眼鏡可以做到很輕巧,價(jià)格也持續(xù)下降,因此 AR 應(yīng)該會(huì)成為未來(lái)生活不可或缺的ㄧ項(xiàng)隨身工具,若搭配 AI (Artificial Intelligence) 更像是配備了貼身智能助理。而 VR 主要應(yīng)用會(huì)在創(chuàng)造虛擬的沉浸體驗(yàn),以成本高、危險(xiǎn)、或現(xiàn)實(shí)世界不容易取得的經(jīng)驗(yàn)為主要應(yīng)用需求。
來(lái)源:芥末堆看教育
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