Применение технологии виртуальной реальности в тренажёрных системах

Технологии виртуальной и дополненной реальности (VR/AR-технологии) – ключ к принципиально новому уровню взаимодействия человека с цифровым миром. Новые технологии играют все большую роль в глобальной экономике, политике, социальных отношениях. После появления недорогих компактных систем виртуальной реальности актуальной тематикой становится использование новейших методик в подготовке специалистов, образовательных программах вузов и школ.
Данный курс – первый из планируемой серии курсов, создаваемых Межфакультетским центром виртуальной реальности МГУ. Он основан на опыте коллективов Московского университета в области разработки авиационных и космических тренажеров, профессиональных систем смешанной реальности и тестирующих комплексов.
Создание тренажеров с применением технологий виртуальной и смешанной реальности – это прикладная работа на стыке математики и физиологии. Обучение включает ознакомление с базовой анатомией и физиологией вестибулярного и глазодвигательного аппаратов человека, с показателями, которые помогают оценить их совместную работу. Также изучаются методы создания имитационных воздействий, применяемые в системах виртуальной реальности.
Основные разделы этой части курса включают описание общей структуры систем виртуальной реальности, отслеживания движений, визуализации и динамической имитации. Практическая часть курса включает в себя обучение работе с графическим ПО Unity3D, которое возможно использовать для создания тренажерных систем. Поскольку основным отличием симулятора от тренажера является выставление оценки, будет описана методика генерации возмущений для создания экстремальных ситуаций.
 

Форма обучения заочная (дистанционная).
Еженедельные занятия будут состоять из просмотра тематических видео-лекций и выполнения тестовых заданий с автоматизированной проверкой результатов.
Также будут даны практические задания, сочетающие в себе работу с графическим движком и создание собственного симулятора, работающего на VR или AR-устройстве (шлем виртуальной реальности или смартфон).
В открытом доступе вы можете ознакомиться с видеолекциями первых двух недель, остальные материалы станут доступны после оплаты курса. 

Курс является общеобразовательным, и рассчитан на широкую аудиторию слушателей.

1. Обзор технологий виртуальной реальности:

• Основные задачи и понятия виртуальной реальности. 
• Визуальное восприятие в виртуальной среде.
• Виды имитационных воздействий.

2. Современные решения в области виртуальной и дополненной реальности

• Виртуальная, дополненная и смешанная реальность
• Решения в области виртуальной реальности. 
• Решения в области дополненной реальности.

3. Введение в программное обеспечение для систем виртуальной и дополненной реальности

• Принципы построения изображений в графических фреймворках
• Основные графические фреймворки
• Фреймворки для работы с системами виртуальной реальности
• Фреймворки для работы с системами дополненной реальности

4. Основы работы с графическими фреймворками для создания сцен и симуляций на примере Unity3D

• Знакомство с движком и создание проекта, платформы сборки. 
• Мобильная сборка
• Объекты и ландшафт
• Работа с уровнями.

5. Отслеживание движений и методы организации взаимодействия с виртуальной средой

• Создание простой и сложной логики.
• Перемещение персонажа в виртуальной реальности. 
• Прямая и обратная кинематическая задача при отслеживании тела человека. 
• Методы организации взаимодействия с виртуальной средой. 
• Взаимодействие в дополненной реальности

6. Пользовательский интерфейс для виртуальной реальности

• Особенности пользовательского интерфейса для виртуальной реальности
• Создание меню
• Оценка производительности приложений 

7. Максиминное тестирование качества управления как метод оценки оператора при выполнении действий на тренажерном комплексе

• Постановка задачи в терминах теории игр
• Общее описание методики тестирования
• Понятие седловой точки дифференциальной игры

8. Тестирование качества управления в тренажерных системах с применением виртуальной реальности

• Редукция дифференциальной игры к геометрической игре. 
• Реализация тестирования в виртуальной среде.

Знать:

• устройство зрительного восприятия, строение глаза и принципы выполнения части движений глаза;
• общие принципы появления стереоэффекта;
• общие принципы построения изображений в графических движках;
• принципы работы различных систем отслеживания движений, отдельных датчиков таких систем;
• методы работы с виртуальными моделями объектов;
• принципы работы различных систем отслеживания движений, отдельных датчиков таких систем;
• основные фреймворки для работы с системами виртуальной и дополненной реальности в графическом движке Unity
• принципы применения указанных технологий при создании тренажерных комплексов;
• основы теории игр.

Владеть:

• VR-оборудованием на примере одного или нескольких шлемов;
• базовым функционалом графического движка Unity;
• основами методики максиминного тестирования как примером автоматизации оценки в тренажере.

Уметь:

• различать типы систем виртуальной реальности;
• собирать виртуальные локации из собственных и скачанных моделей объектов;
• писать простейшую логику для движка Unity;
• собирать базовые механики взаимодействия для процедурных тренажеров на графическом движке Unity;
• писать логику взаимодействия между объектами в графическом движке Unity.

01.03.03 Механика и математическое моделирование
01.03.04 Прикладная математика
01.04.02 Прикладная математика и информатика
02.03.01 Математика и компьютерные науки
02.03.03 Математическое обеспечение и администрирование информационных систем
03.03.01 Прикладные математика и физика
09.03.02 Информационные системы и технологии
09.03.03 Прикладная информатика
11.03.02 Инфокоммуникационные технологии и системы связи
12.03.04 Биотехнические системы и технологии
15.03.03 Прикладная механика
15.03.04 Автоматизация технологических процессов и производств
15.03.05 Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств
15.03.06 Мехатроника и робототехника
24.03.02 Системы управления движением и навигация
27.03.04 Управление в технических системах
44.03.04 Профессиональное обучение (по отраслям)