Virtuelna realnost u funkciji učenja na daljinu

SADRŽAJ

1. UVOD......................................................................................................................................... 22. O SISTEMIMA UČENJA NA DALJINU...........................................................................................3

2.1. Kratak istorijat obrazovanja na daljinu..............................................................................32.2. Definicije sistema učenja na daljinu..................................................................................42.3. Karakteristike sistema učenja na daljinu...........................................................................52.4. Oblici učenja na daljinu.....................................................................................................72.5. Vrste učenja na daljinu ....................................................................................................8

3. TEHNOLOGIJA VIRTUELNE REALNOSTI.......................................................................................93.1. Osnovni VR koncepti I definicije......................................................................................103.2 Ključni elementi VR sistema............................................................................................11 3.3. Vrste VR sistema............................................................................................................ 12 3.4 Klasifikacija sistema virtuelne realnosti........................................................................... 133.5. Ulazno-izlazni uređaji u sistemima vituelne realnosti.....................................................143.6. Tehnologija povećane realnosti (Augment reality-AR)....................................................15

4. VIRTUELNA OKRUŽENJA...........................................................................................................165. SECOND LIFE............................................................................................................................ 176. MOODLE – INTERNET PLATFORMA YA EDUKACIJU NA DALJINU..............................................187. INTEGRISANJE MOODL-a I SECOND LIFE-a – SLOODLE.............................................................198. ZAKLJUČAK...............................................................................................................................209. LITERATURA............................................................................................................................. 21

1

1. UVOD

Nastavni metodi i pristupi, kako danas tako i u bliskoj budućnosti, zavise od potreba i psiholoških karakteristika učenika. S obzirom na porast uloge multimedije i nezaobilaznog Interneta, znatno se proširuju mogućnosti primene savremenih nastavnih sredstava kako u osnovnim i srednjim školama tako i na visokim školama i fakultetima. Povećanje efikasnosti nastavnog procesa uz skraćenje vremena, napora i sredstava povezano je ne samo sa razvojem savremenih metoda u učenju, nego i sa uvođenjem interaktivnih multimedijalnih aplikacija u nastavi.

Dobijeni rezultati mnogih svetskih istraživanja, ukazuju na potrebu uvođenja edukativnih igara kao efikasnog savremenog nastavnog sredstvo putem kojeg današnji učenici Internet generacije, sami dolaze do konkretnih koncepata nastavnih jedinica. Edukativne igre ukazuju na izuzetan značaj audio i vizualnog jezika u procesu usvajanja novih nastavnih sadržaja.

Uticaj multimedije kao prenosioca informacija, danas je veoma veliki. Podržavajući interaktivnu komunikaciju korisnika sa računarom, putem različitih oblika informacije kao što su tekst, grafika i zvuk, primena multimedije na Internetu omogućuju raznovrsnije i bogatije oblike elektronskog učenja. Zbog toga, primena savremenih multimedijalnih programa može da dovede do efikasnog učenja ako se u nastavi primenjuju nove veštine digitalne komunikacije kao i novi oblici pedagogije. Multimedija poseduje određene pedagoške funkcije, koje se ogledaju u olakšanom prilazu mnogim izvorima informacija (podaci, tekstovi, filmovi), ušteda vremena i novca za nabavku udžbenika, podstiče kreativno razmišljanje i intelektualni rad. Zapažene su i promene u karakteristikama učenika i studenata nove generacije koja je rasla sa Internetom i potreba za novim pristupom učenju. Primena savremenih medija na Internetu omogućava implementaciju raznovrsnije i bogatije forme elektronskog učenja.

Koristeći veliku mogućnost računarske grafike i interaktivnosti u multimedijalnim aplikacijama, stvara se direktna povratna veza između dinamike sticanja novog znanja studenta i vremena koje student provodi sa ovom vrstom aplikacija. Ti novi programi (edukativne igre) interesantni su korisnicima, posebno mlađem uzrastu. Autori edukativnih igara i simulacija trude se da poučavanje i način prezentacije učine stimulativnim. U formi 3D interaktivnih simulacija, zabavnih igrica ili kvizova, mogu da se plasiraju vrlo ozbiljni nastavni sadržaji.

2

2. O SISTEMU UČENJA NA DALJINU

2.1. Kratak istorijat obrazovanja na daljinu

Istorija (Jeffries, 2002) distantnog obrazovanja ima svoje korjene u prvim godinama XVIII veka u formi učenja putem dopisništva, a distantno učenje putem tehnologije povezuje se sa periodom uvođenja audio-vizuelnih uređaja u nastavni proces početkom XX veka. Prvi katalog nastavnih filmova pojavio se 1910. godine. Do 1920. godine nastavni mediji su uvedeni u mnoge programe u obliku slajdova i pokretnih slika. Pojavom televizije, poraslo je samo interesovanje za novi medij, dok su se konkretne akcije za uvođenje istih u nastavni proces u početku odnosile na razvijanje teorije kako obrazovni medij utiče na učenje u učionici. Šezdesetih godina Purdue Univerzitet u Lafajetu, (Indijana) otvorio je tzv. „leteću učionicu” (flying classroom) koja je prenosila obrazovne televizijske programe skoro u 2000 škola I unverziteta sa oko 400.000 hiljada učenika i studenata u 6500 učionica. Bez obzira što je program bio kratkog vijeka, oko osam godina, stimulisao je mnoge škole da razviju svoj system interne televizije, i nastavnike da sarađuju na izradi nastavnog plana i programa baziranog na novom obrazovnom mediju. Razvoj informatičke tehnologije i sve rasprostranjenija primjena njenih dostignuća u obrazovne ciljeve dovela je do pojave virtuelnih učionica, fakulteta I univerziteta.

Zahvaljujući tehnološkim dostignućima, kao i zastupljenosti njihovih rezultata, izvori saznanja su čoveku današnjice pristupačniji, brojniji i prilagođeniji individualnim potrebama I mogućnostima. Sve većim prisustvom pomenute tehnologije u redovima običnih ljudi, stvara semoćnija infrastruktura, za koju je ostalo samo iskoristiti njene dobrobiti. Jedan od oblika upotrebe pomenute infrastrukture je svakako za učenje na daljinu. Osmišljeno da omogući obrazovanje u slučaju odvojenosti učitelja i učenika, učenje na daljinu je u početku realizovano dopisnim putem, zatim pomoću raznih komunikacionih medija, kao što su telefon, radio i TV, I konačno putem računarskih mreža (WWW, e-mail, telekonferencije, videokonferencije,...). Pri tome je komunikacija između učitelja i učenika od jednosmjerne i spore, prerastala u višesmjernu i interaktivnu. Ovakav oblik obrazovanja, u kombinaciji sa klasičnim, prerasta u savremeni sistem fleksibilnog obrazovanja, podržanog informacionim tehnologijama.

3

2.2. Definicije sistema učenja na daljinu

Izrazi kao što su on-line učenje, on-line nastava, učenje na daljinu, često se zamenjuje izrazom obrazovanje na daljinu (Distance Education). Međutim, ovo je pogrešno s obzirom na to da nastavnici kontrolišu sadržaj i način prenošenja nastavnog materijala, dok je učenik odgovoran za učenje. Drugim rečima, distantno učenje je rezultat distantne nastave i učenja, a oni zajedno čine distantno obrazovanje. Postoje mnoge definicije distantnog obrazovanja. Neke od njih biće obrazložene u nastavku:

• kalifornijski projekat učenja na daljinu definiše „učenje na daljinu kao sistem isporuke nastave koji povezuje učenike sa obrazovnim resursima”.

• Američko udruženje učenja na daljinu određuje učenje na daljinu kao isporuku obrazovanja i vaspitanja putem elektronskih medija, kao što su satelit, video, audio grafika, računar, multimedijalna tehnologija, itd. Obrazovanje na daljinu se odnosi na okruženje nastave I učenja u kojem su učenik/student ili učenici ili studenti i nastavnik geografski odvojeni i oslanjaju se na elektronske uređaje I štampani materijal. Obrazovanje na daljinu obuhvata i nastavu i učenje na daljinu.

• Obrazovanje na daljinu je proces tokom kojeg se nastavni materijal obezbeđuje kada su nastavnici i učenici fizički odvojeni, tehnologijom često u obliku tandema kroz komunikaciju "licem-u-lice".

• "Učenje na daljinu može se definisati kao sistem predavanja i učenja gde udaljeni centri predavanja mogu dozvoliti pristup glavnim časovima, seminarima, sastancima, itd."

• Američko udruženje za UND (USDLA) definiše UND ovako: "Omogućavanje obrazovanja ili treninga preko elektronski isporučenih instrukcija uključujući satelit, video, audio grafiku, kompjuter, multimedijalnu tehnologiju i druge forme učenja na daljinu".

4

2.3. Karakteristike sistema učenja na daljinu

Začeci distantnog učenja, vezuju se za prvu polovinu XIX veka. Bilo je mnogo pokušaja da se razviju sistemi distantnog učenja, ali međusobno, iako mnogo različiti jedni od drugih, oni su nagovestili većinu karakteristika vezanih za distantno učenje:

• učenici preuzimaju odgovornost za svoje sopstveno učenje,

• mesto učenja može se birati što zavisi od medija koji se koristi kao sredstvo za učenje (uči se na poslu i od kuće...),

• samostalno ili učenje u manjim grupama,

• biranje svog načina učenja – aktivno ili pasivno učenje, različiti stepeni interakcije: “klasični” pisani materijal uz vođenje vlastitih beleški, interaktivne simulacije, diskusija sa ostalim učenicima (e-mail, telekonferencije, forumi,...), više multimedije - grafike, animacije, zvuka...

• učenje po sopstvenom tempu i u sopstveno vreme,

• učenje uz pomoć računarske opreme,

• dostupnost tema koje ne nude kursevi/programi u tom području – učenici/ studenti pronalaze i pohađaju programe koji ih zanimaju, iako ih ne nude obrazovne ili poslovne institucije u mestu u kojem žive ili rade,

• mogućnost učestvovanja u najkvalitetnijim ili najprestižnijim programima – učenik može pohađati neke tečajeve na kvalitetnim institucijama ili koje drže poznati stručnjaci bez menjanja mesta boravka,

• fizička odvojenost - nastavnik i učenik/student su fizički odvojeni u prostoru i/ili vremenu,

• ujedinjenje - upotreba obrazovnog medija za ujedinjenje nastavnika I učenika/studenta i za prenošenje nastavnih materijla,

• dvosmerna komunikacija - distantno obrazovanje obezbeđuje dvosmjernu komunikaciju između nastavnika, tutora ili obrazovne institucije I učenika/studenta,

• kontrola - kontrolu učenja izvodi sam učenik/student, a ne distantni nastavnik. Nastavnik samo konstatuje ocjenu na osnovu rezultata testova popunjenih od strane učenika/studenata,

5

• kolaboracija - učenici/studenti su upućeni jedni na druge, a njihova međusobna saradanja, vrlo lako se rešava uspostavljanjem foruma ili on - line diskusijama,• povezanost - učenici/studenti i nastavnici lako mogu ostvariti međusobne veze putem e-maila i raznih vidova konferencija i foruma pomoću savremene obrazovne tehnologije. Učenici, takođe, mogu ostvariti direktnu komunikaciju sa stručnjacima naučnih oblasti od interesa za probleme koje istražuju i pojmove koje usvajaju,

• usmjerenost na učenika/studenta, šire i korisnika - nastavnici i klasične obrazovne institucije, neminovno još uvek imaju ključne uloge u kreiranju I organizovanju nastavnih materijala i kurseva, učenici/studenti sami odlučuju o smeru, obimu i trajanju učestvovanja u aktivnostima po sopstvenom izboru. Nastavnici određuju ciljeve i olakšavaju proces učenja, a učenici/studentiotkrivaju sadržaj i rešavaju zadatke ili učestvuju u projektima po sopstvenom izboru,

• neograničenost vremena rada i prostora na kojem se pristupa nastavnim materijalima u vrijeme i po tempu koji najviše odgovara ličnim karakteristikama učenika/studenta. S obzirom na to da distantno obrazovanje daje mogućnost pristupa neograničenoj količini informacija i ljudima bilo gdje na zemaljskoj kugli, može se reći da ono eliminiše zidove učionice. Ovakav vid obrazovanja otklanja prepreke: gde, kada, i ko može da učestvuje u obrazovanju. Ovo je od velike pomoći učenicima pojedincima koji žive u pustim predelima, često menjaju mesto prebivališta, kao i hendikerpiranima,

• zajednica - tradicionalno obrazovanje se realizuje u zajednici, školi, koja je fizički locirana na jednom geografskom području, gradu ili selu. Nasuprot tome, distantno obrazovanje povezuje bilo koje zajednice na bilo kojoj geografskoj lokaciji,

• istraživanje - učenje putem otkrivanja ili rešavanja problema je olakšano distantnim obrazovanjem pošto učenik tokom učenja ili rešavanja problema ima pristup sajtovima, bibliotekama, bazama podataka ...

• razmjena znanja - štampana knjiga je relativno prenosiva i dugotrajna tehnologija za prenos i razmjenu znanja. Međutim, samo mali deo ljudskog saznanja se oblikuje u štampanoj formi, a biblioteke mogu posedovati samo ograničeni broj štampanog materijala. Znanje i informacija u elektronskoj formi, bilo na Internetu ili u nekom drugom obliku praktično su neograničeni, što setiče i količine i pristupa,

• višečulnost - učenje je efikasnije ukoliko uključuje više čula (vizuelno, motorno, auditivno, itd). Svako posjeduje specifične čulne osobine, tj. saznajne stilove. Multimedijalna tehnologija obezbeđuje okruženje za nastavu i učenje sa aktiviranjem više čula,

6

2.4. Oblici učenja na daljinu

Programi za učenje na daljinu nastali su mnogo pre korištenja WWW i Interneta (I računara). Koristili su se štampani dokumenti, audio i video kasete, TV program, zatim diskete I CD ROM-ovi.

Komunikacija između učenika i nastavnika može se ostvariti na više načina. Obično je jedan primaran i služi za dostavljanje materijala za učenje, a ostali su dopunski za komunikaciju između učesnika.

Oblici učenja na daljinu:

• dopisni kursevi - kod dopisnih kurseva može se koristiti obična pošta za slanje skripti, tekstualnog meterijala, videokaseta, CD-ROM-ova kao i za odgovore učenika. Danas se za dopisne kurseve koristi e-mail.

• kursevi preko radio ili TV programa – emituju se prethodno snimljene emisije.

• telekonferencije i videokonferencije – mikrofoni i kamere u prostoriji omogućavaju da i udaljeni učesnici mogu međusobno raspravljati kao da su zajedno; desktop videokonferencije povezuju učesnike koji rade za računarom opremljenim mikrofonom i kamerom.

• računari sa specijalnim programima – u vidu obrazovnih računarskih softvera.

• Internet i WWW – Internet servisi (e-mail, mailing liste, chat rooms...) poboljšavaju komunikaciju učenja na daljinu. S obzirom na sve veću ekspanziju učenja na daljinu putem Interneta i ovaj rad biće predstavljen u web okruženju i daće model održavanja nastavnih materijala putem gore navedenih Internet servisa.

7

2.5. Vrste učenja na daljinu

Dopisne studije – obična pošta za slanje skripti i ostalog tekstualnog materijala (ali i videokaseta, CD-ROM-ova itd.), te odgovora učenika; danas se za dopisne studije može koristiti i-mejl.

Studiranje preko radijskih ili TV programa – unaprijed snimljene emisije ili predavanja koja se prenose uživo.

Telekonferencije i videokonferencije – kamere u sobi za predavanja omogućavaju da i udaljeni učesnici predavanja mogu menusobno raspravljati kao da su zajedno; desktop videokonferencije povezuju učesnike koji rade za računaromopremljenim kamerom.

Korištenje računara – CBT, CAI, itd. sa specijalizovanim programima razvijenim za učenje na daljinu.

Internet – internet servisi (i-mejl, poštanske liste, novinske grupe, oglasne table, sobe za četovanje, itd.) za poboljšanje komunikacijskog dela učenja na daljinu.

8

3. TEHNOLOGIJA VIRTUELNE REALNOSTI

Tehnologija virualne realnosti najčešće se definiše kao: korišćenje računara i specijalnih hardversko - softverskih pomagala za generisanje "virtuelnog okruženja" u realnom vremenu, koje za korisnika može izgledati kao stvarno. U osnovi tehnologija virtuelne realnosti bazirana je na čulima vida, sluha i dodira i zasnovana je na interfejsu čovek-računar.

Za početak razvoja virtuelne realnosti smatra se mašina koju je konstruisao Edwin Link 1929 godine, koja je putniku davala osećaj da leti avionom. Početkom 60-tih godina prošlog veka, Morton Heilig konstruisao je uređaj "Sensorama" (slika 1b), koji je korišćenjem svetla, zvuka, pokreta i mirisa, "uvlačio" učesnika u vožnju motocikla kroz Bruklin i ostale gradove. Ovaj uređaj kasnije je evoluirao u uređaj za obuku pilota. Nekoliko inovacija od 1960-1970. godine doprinelo je napredku tehnologije virtuelne realnosti. Jedan od njih je i rad Ivana Sutherland-a "The Ultimate Display" objavljen 1965. godine. U ovom radu autor je pokušao da objasni kako računar može da omogući "prozor" u virtuelni svet. Isti autor je 1968. godine konstruisao prvi HMD (Head Mounted Display), koji je omogućavao praćenje pozicije korisnika, mogao je da prikaže žičani model okruženja, kao i da generiše prikaz za levo i desno oko korisnika. Paralelno sa radom Sutherlanda istraživački tim sa Univeziteta North Carolina, započeo je "GROPE" projekat koji je imao za cilj da istraži force-feedback u realnom vremenu. Kao rezultat ovog projekta korisnik je mogao da oseti dodir u virtuelnom svetu.

U današnje vreme vrednost tržišta koje pokrivaju tehnologije virtuelne realnosti je 24 milijarde dolara (2000) i 22,3 milijarde dolara (2001). Godišnji rast tržišta od 1997-2001 godine je oko 17 %. U 2001. godini, primena tehnologija virtuelne realnosti bila je najzastupljenija u oblasti virtuelnog prototajpinga, muzeja i izložbi, design evaluation, vizualizaciju istraživačkih podataka i u arhitekturi

9

3.1. Osnovni VR koncepti i definicije

Ako u nekom klasičnom rečniku potražite definiciju reči virtuelno, naći ćete približno ovakvu definiciju – virtuelno je nešto što ne postoji u pravoj formi i obliku, već samo deluje stvarno. Reči virtuelna stvarnost zajedno označavaju posmatranje naizgled realnog sveta, ali pri tom fizički elementi koji sačinjavaju taj realni svet zapravo ne postoje. Možda je ovakvu pojavu lakše objasniti na primeru, koji se dešava svakodnevno – kada pogledate u ogledalo, vi vidite svoj odraz. Slika koju vidite se naziva virtuelna slika. Iako odraz deluje veoma realistično, ne postoji mogućnost da se on dodirne, i otuda i ime. Izraz virtuelna slika je izmišljen mnogo pre nego što su se pojavili računari, a pozajmljen je od strane VR zajednice da opiše fenomen gledanja u slike koje izgledaju stvarne, kao da zaista postoje.

Ono što mi nazivamo realnost bazira se na nečemu što mi zovemo spoljašnji fizički svet. Ova vasiona, šta god bila, može da se istražuje samo pomoću naših čula. Mi od najranijeg uzrasta učimo da opisujemo naša iskustva preko boja, zvukova, temperature, mirisa, ukusa, dodira itd. U sistemima baziranim na virtuelnoj stvarnosti, situacija je malo drugačija. Korišćenjem kompjuterske grafike, kreira se simulacija realističnog izgleda, ali pritom taj virtuelni svet nije statičan, već reaguje na akcije korisnika i virtuelno okruženje (virtual environment – VE) se modifikuje u realnom vremenu. Po definiciji, virtuelna stvarnost je oblast nauke koja ima za cilj kreiranje sistema koji obezbeđuje virtuelno iskustvo za njegove korisnike. To iskustvo se naziva virtuelno, sintetično ili iluzionističko, zato što se čulima korisnika prosleđuju simulirani signali, generisani od strane samog sistema.

Na taj način, VR deluje tako da sugeriše da je ta realnost koja se prikazuje u VR sistemu uverljiva, a u stvari fizički ne postoji. Ali šta zapravo znači uverljiva ? Verovati znači prihvatiti nešto kao istinito ili realno. Ali koliko dugo možemo biti zavarani stvarnošću virtuelnog sveta ? Jednu sekundu ? Jedan minut ? Jedan sat ?

Odmah se može uvideti da ovakav pristup definisanju termina virtuelna stvarnost ne vodi ničemu. Ovo postaje evidentno svima zainteresovanim za VR još u vreme nastanka ove tehnologije. I ubrzo je postalo očigledno da kompjuteri u to vreme ne mogu da omoguće kreiranje virtuelnih svetova koji su uverljivi kao realni svet. Ne mogu to ni danas, iako se neki sistemi polako približavaju tom cilju.

10

3.2. Ključni elementi VR sistema

Ključni elementi u okviru svakog VR sistema su: virtuelni svet imerzija senzori interaktivnost

Virtuelni svet predstavlja skup objekata u okviru jedne VR simulacije. Jedan takav svet može postojati, a da nikada ne bude prikazan u okviru nekog VR sistema. Sa druge strane, kada se virtuelni svet posmatra kroz sistem koji omogućava interakciju sa objektima i koji se prikazuje u okviru jedne imerzivne (trodimenzionalno prikazane) sredine, dobija se pravo iskustvo virtuelne realnosti.

Imerzija je možda i najvažniji deo virtuelne stvarnosti, jer je za jedno dobro VR iskustvo neophodno da korisnik svojim čulima bude u potpunosti uključen u sistem virtuelne stvarnosti, iako se fizički nalazi u nekom drugom (realnom) prostoru. Drugačije rečeno, imerzija predstavlja osećaj da se korisnik nalazi u određenom, kompjuterski generisanom okruženju.

Senzori su takođe važni za dobar VR sistem. Potrebno je da postoji gotovo trenutni senzorski odgovor na reakcije korisnika. Na primer, kada korisnik pomeri ruku ili neki drugi deo tela, neophodno je da sistem odgovori na tu akciju korisnika na odgovarajući način. U najvećem broju slučajeva čulo vida prima povratnu informaciju, odnosno, korisnik na osnovu svog čula vida može da dobije informaciju kada sistem odreaguje na odgovarajuću akciju. Na primer, korisnik pomeri glavu ulevo (to je propraćeno odgovarajućim senzorom), a kao odgovor pomera se kompjuterski generisana slika virtuelnog okruženja i korisnik to može uočiti svojim očima.

Interaktivnost je četvrti element VR sistema. Autentičnost i potpunost VR sistema se može postići samo ako postoji mogućnost da korisnik interaguje sa objektima u virtuelnom svetu – da ih pomera, okreće i slično.

U principu, virtuelna stvarnost se bazira na kompjuterima koji kreiraju slike 3D scena kroz koje se može kretati i sa kojima se može interagovati. Pod terminom navigacije misli se na mogućnost kretanja i istraživanja objekata na 3D sceni - na primer, kretanje kroz zgrade. Sa druge strane, interakcija podrazumeva mogućnost da se odaberu i pomeraju objekti na sceni - na primer, pomeranje stolice u kancelariji.

Da bi navigacija i interakcija bile moguće, neophodno je da postoji dovoljno dobra grafika u realnom vremenu, a to naravno podrazumeva brze računare koji će to da omoguće. Navigacija i interakcija sa stvarnim svetom ima određene prednosti ako imamo mogućnost stereoskopskog gledanja

11

3.3. Vrste VR sistema

Postoji mnogo različitih VR sistema, tako da je teško izvršiti podelu u određene kategorije. Ipak, većinu je moguće svrstati u tri glavne grupe zavisno od stepena imerzije koji obezbeđuju:

potpuno imerzivni poluimerzivni neimerzivni VR sistemi

U potpuno imerzivnom VR sistemu, korisnik nema vizuelni kontakt sa stvarnim okruženjem, tako da se može reći da postoji potpuni osećaj imerzije. Svaka reakcija korisnika je propraćena odgovarajućim odgovorom virtuelnog okruženja, tako da postoji visok stepen interaktivnosti. U ovakvim sistemima se koriste savremeni HMD uređaji, interaktivne rukavice, senzori pokreta i slični uređaji i ovo su u principu veoma skupi sistemi.

Nešto jednostavniji i jeftiniji su poluimerzivni sistemi, u kojima se koriste monitori sa širokim ekranom, projekcioni sistemi sa više ekrana ili projekciona platna, a kao uređaji za interakciju koriste se 3D miš, džojstik i drugi. Kod ovih sistema, korisnik ima izražen osećaj imerzije, ali istovremeno može da obavlja operacije i u realnom i u virtuelnom okruženju. Virtuelno okruženje sa druge strane odgovara na određene akcije korisnika, tako da postoji srednji stepen imerzije.

Na kraju, treća grupa su neimerzivni VR sistemi. Kod ovih sistema, korisnik virtuelnu 3D scenu doživljava kao deo realnog okruženja. Zbog toga skoro da ne postoji osećaj imerzije. Stepen interaktivnosti sa virtuelnim okruženjem je jako nizak, pošto se kao uređaji za interakciju koriste standardni miš i tastatura. Za prikaz virtuelnog sveta koristi se standardni monitor. Ovakvi VR sistemi su najjeftiniji, ali i oni mogu pronaći svoju primenu u određenim oblastima.

12

3.4. Klasifikacija sistema virtuelne ralnosti

Da bi se izvršila klasifikacija sistema virtuelne realnosti potrebno je definisati četiri osnovne karakteristike svakog sistema virtuelne realnosti a to su: stepen "utapanja" korisnika u virtuelni svet (immersion-imerzivnost), prisutnost (presence), navigacija (navigation) i interakcija korisnika sa svetom virtuelne realnosti. Sistem virtuelne realnosti u koji korisnik može totalno da se "utopi", to jest ne može da zaključi šta je ralno a šta virtuelno smatra se visoko imerzivnim sistemom. Prisutnost korisnika u virtuelnom svetu definiše se mogućnošću da korisnik može da vidi svoje telo ili ruku u virtuelnom svetu pri čemu pokreti tela u virtuelnom svetu treba da odgovaraju pokretima u realnom svetu. Stepeni imerzivnosti i prisutnosti najčešće su obrnuto proporcionalni jedan durgom, što je posledica različitih mogućnosti hardvera koji se koriste u sistemima virtuelne realnosti.

Različiti tipovi virtuelnih sistema prema stepenu imerzivnosti u zavisnosti od ulazno-izlaznih uređaja, rezolucije, stepena interakcije sa korisnikom i cene sistema prikazani su u tabeli 1.

VR sistem Ne imerzivan VR sistem Polu imerzivan VR sistem Potpuno imerzivan VR sistem

Ulazni uređaji miš, tastatura, džojstik džojstik, rukavice, 3D miš rukavice, glasovne komande

Izlazni uređaji standardni monitor visoke rezolucije

veliki monitori, veliki projektorski sistemi

HMD, CAVE

Rezolucija visoka visoka niska-srednja

Imerzivnost nema je - niska srednja-visoka visoka

Interakcija niska srednja visoka

Cena mala visoka vrlo visoka

Tabela 1. Različiti tipovi virtuelnih sistema (VR)

13

3.5. Ulazno-izlazni uređaji u sistemima virtuelne realnosti

Od ulaznih ređaja u sistemima virtuelne realnosti koji se najčešće koriste su 3D-miš i rukavica. Svi ulazni uređaji moraju posedovati šest stepeni slobode (3 translacije i 3 rotacije). 3D-miš je ulazni uređaj koji se drži u ruci, poseduje senzor za praćenje i nekoliko tastera. Najčešće se koristi za selekciju predmeta u VR okruženju i manipulisanje sa njima. Mana ovog uređaja je što ne može u potpunosti da simulira pokrete rukom kao što su pokazivanje i hvatanje objekata. Upravo ove nedostatke otklanja rukavica koja se koristi u virtuelnom okruženju.

Uređaji za prikaz virtuelnog okruženja su doživeli najveći napredak u poslednjih 20-tak godina. Od uređaja za prikaz najčešće se koriste 3D-ekrani, HMD (Head-Mounted Displays) naočari montirane na glavu, CAVE (Cave Automatic Virtual Environment- kavezno automatsko virtuelno okruženje), virtuelni stolovi, BOOM (Binocular Omni-Orientation Monitor -). HMD se sastoje od dva LCD ekrana (po jedan za svako oko) i sa senzorom koji daje položaj glave korisnika, pri čemu je korisnik kompletno "uvučen" u virtuelno okruženje. Mana je relativno mala rezolucija LCD ekrana. 3D-ekrani stvaraju stereoskopsku sliku koja omogućava korisniku da uz upotrebu specijalnih polarizovanih naočara (stereoskopske naočare) stvore iluziju prostornosti virtuelnog okruženja. Prednost im je visoka rezolucija prikaza dok je imerzivnost prilično mala. Virtuelni stolovi sastoje se od projektora koji projektuju stereoskopsku sliku na najčešće staklenoj površini, pri čemu korisnik uz upotrebu polarizovanih naočara dobija kvalitetnu 3D sliku virtuelnog okruženja . Kao prednost virtuelnih stolova ističe se visoka rezolucija, mogućnost da više korisnika učestvuje u radu, dok je mana prilično visoka cena. CAVE je najsavršeniji uređaj za prikaz virtuelnog okruženja, gde se najčešće u prostoru kvadra raspoređuju površine na koje se uz pomoć projektora vrši projekcija virtuelnog okruženja . Korisnik koristi polarizovane naočare da bi dobio 3D prikaz okruženja. Prednost je velika imerzivnost sistema, kao i mogućnost da veći broj ljudi ušestvuje u okruženju. Kao manu treba istaći veliku cenu ovakvog sistema.

U poslednje vreme od izlaznih uređaja koji se sve češće koriste su heptički uređaji ( haptics devices - od grčke reči haptikois što znači mogućnost dodira ili hvatanja), koji omogućavaju korisniku da može da "dodirne" virtuelno okruženje preko force-feedbeka. Najpopularniji heptički uređaj je PHANTOM firme Sensable technologies, koji poseduje šest stepeni slobode i omogućava rezoluciju do 0,007 [mm].

Od softverskih alata koji se koriste za generisanje virtuelnog okruženja, to su pre svega CAD alati uz pomoć kojih se vrši modeliranje objekata virtuelnog okruženja. Definisane objekte zatim treba transformisati u neki od formata koji je pogodan za prikaz okruženja u realnom vremenu, najčešće u neki od poligonalnih oblika. Zatim je potrebno dodeliti objektima određeno ponašanje, za koje takođe postoje specijalizovani programi kao što je WorldToolKit. Za većinu ulazno-izlaznih uređaja postoje razvojne biblioteke koje korisnicima omogućavaju programiranje uređaja, koje su najčešće pisane u C ili C++ programskom jeziku. Jedno od razvojnih biblioteka je

14

GHOST, koja služi za programiranje Phantom force-fedback uređaja. Najkorišćenija grafička biblioteka je OpenGL, pošto je zahtev većine VR aplikacija prikaz u realnom vremenu.

3.6. Tehnologija povećane ralnosti (augment reality-ar)

Kao posebnu varijantu virtuelne realnosti treba pomenuti povećanu realnost (Augment reality-AR). Cilj AR tehnologije nije da korisnika "uvuče" u virtuelni svet to jest visoka imerzivnost, već da korisniku prikaže svet koji se dobija kombinacijom virtuelnog i stvarnog okruženja. Prednost AR tehnologije je ta što ona ne zahteva veliku računarsku "snagu" kao VR tehnologija, jer se jedan deo okruženja modelira, dok se drugi dobija iz stvarnog okruženja. Zbog potrebne manje računarske "snage", trenutno se tehnologija AR masovno koristi i ima više potencijala od tehnologije VR. Danas su zastupljene dve varijante implementacije AR tehnologije: optička i video. Na slici 1, prikazan je optički AR sistem.

Slika 1. Optički AR sistem

Za razliku od optičkog AR sistema gde se putem optičkih kombinatora, kombinuju slike ralnog i virtuelnog okruženja, kod video AR sistema na kacigi su montirane dve kamere, čiji signali odlaze na obradu u računar gde se kombinuju sa virtuelnim okruženjem i korisnik dobija generisnu sliku za svako oko posebno. Klasičan primer optičkog AR sistema predstavlja HUD (Head Up Display) koji koriste piloti u borbenim avionima.

15

4. VIRTUELNA OKRUŽENJA

Studiranje na daljinu kao jedan od sve popularnijih metoda studiranja, omogućava manje stresno učenje jer studenti nemaju pritisak da moraju biti na odrenenom mestu u odreneno vreme, što im omogućuje da lakše i efikasnije organizuju svoje vreme. Jedna od najkorišćenijih programskih platformi u tu svrhu je Moodle, koja predstavlja svojevrsnu improvizaciju klasičnog procesa studiranja. Moodle je sistem za organizovanje nastavnih kurseva koji pomaže nasatvniku da kreira kvalitetan „online“ kurs. Ovaj sistem se koristi svuda u svetu, na univerzitetima, školama, kompanijama kao i individualno od mnogih nastavnika.

Sa druge strane, sve veće mogućnosti koje pruža Internet omogućile su širenje sve prisutnijeg sveta virtuelne realnosti. Second Life je virtuelni 3D digitalni svet na Internetu, koji predstavlja digitalni kontinet na kome žive milioni pojedinaca i na kome se nalaze predstavništa zemalja ali i velike kompanije koje se bave kupovinom, prodajom, zabavom, promocijama i stičnu razna iskustva. Kada se putem Interneta pristupa ovom virtuelnom svetu, neophodno je da se kreira svoj avatar odnosno svoje digitalno „ja“. Second Life je postao toliko popularan da se na njemu organizuju „prava“ predavanja, treninzi i edukacije, sreću se naučnici, profesori i studenti, na njemu se nalaze najpoznatiji svetski univerziteti.

Nastavna sredstva specifična pojedinim oblastima (npr. simulatori elektronskih sklopova ili ekosistema) obično izrađuju sami predavači, putem univerzalno korisnog projekta Sloodle (Second Life implementiran sa Moodle sistemom). Sloodle je “open-source” modul u Moodle namenjen za uspostavljanje komunikacije između objekata u Second Life-u i zadataka urađenih u Moodle. Studentima je omogućeno da rade kvizove, popunjavaju ankete, dodaju zadatke, snime “chat” konverzaciju kao i da prate sistem ostvarenih poena u Second Life-u .

Postoji širok spektar Sloodle-ovih alatki i funkcija koje su dostupne. Ovaj spisak dostupnih alata nije konačan ali reprezentuje neke od najčešće korišćenih alata. Jedna od takvih alatki je i kviz stolica. Kviz stolica je Sloodle-ova alatka pomoću koje se pitanja kreiraju u Moodle, a prikazuju u Second Life. Kviz alati dozvoljavaju nastavnicima da koriste kvizove iz Moodle, a studentima dopušta da odrade kviz u mnogo boljem 3D okuženju. Ovi alati koriste u pozadini standardni Moodle-ov modul - kviz, mada su ograničeni raspoloživi tipovi pitanja (višestruki izbor, tačno-netačno, numeričkih i jednostavna tekstualna pitanja).

16

5. SECOND LIFE

Kao najpopularniji javno dostupan virtuelni svet, Second Life je mnogim akademskim i obrazovnim ustanovama logičan izbor za izgradnju njihovog prvog virtuelnog obrazovnog objekta. S obzirom na veliku korisničku zajednicu i lako dostupne alate za izgradnju virtuelnih građevina, odnosno programiranje virtuelnih objekata (i osoba) namijenjenih obrazovanju, Second Life ima više virtuelnih akademskih objekata od bilo kojeg konkurenta. I ako je akademsku zajednicu moguće izgraditi bilo gde unutar Second Life sveta, dobar deo fakulteta odlučuje se za kupovinu virtuelnih ostrva (što neprofitne organizacije i obrazovne ustanove košta oko $838 jednokratno i $148 za mesečno održavanje), a manje rastrošne institucije koriste neke od drugih opcija koje uključuju iznajmljivanje zemljišta od akademskih krugova koji to nude ili gradnju na zemljištu koje dolazi sa Premium korisničkim računom.

Kupovina ostrva omogućuje vlasniku da odabere da li će on biti javan ili ne, odnosno da li će biti skriven za sve osim za virtuelne studente. Treba primetiti da virtuelni fakulteti imaju i ulogu prestiža, pa će neki od njih biti zaista grandiozni primer virtuelne arhitekture, dok će obrazovne aspekte zapostaviti.

Jedan od glavnih impresivnih draži virtuelnog okruženja je da služi kao komunikacioni medijum između udaljenih ljudi koji mogu da se sretnu i uzajamno deluju u virtuelnom 3-D okruženju . Postoje razne aplikacije koje koriste avatare i 3-D interaktivne aplikacije u virtuelnom univerzitetskom okruženju. Kroz ove sisteme, posetioci obično komuniciraju sa programom kroz vođene komande sistema i predstavljaju virtuelne reprezentacije njihovih zahteva. Na primer, oni mogu "prošetati" kroz virtuelnu zgradu po različitih spratovima kroz direktnu komunikaciju sa čovekom kao što je virtuelni vodič, ili avatar.

Firma Linden Labs, uz snižene cene zemljišta, obrazovnim ustanovama zainteresiranim za delovanje unutar umreženih virtuelnih okruženja nudi i projekt Campus: Second Life, koji najbolje zamišljenim smerova dodeljuje zemljište u trajanju od jednog semestra. Iako će neki očekivati više, fakulteti u Second Life svetu retko nude više od virtuelnih verzija zgrade originala, učionica sa ekranom za prezentacije, galerija i prostora na kojima studenti mogu graditi svoje objekte (tzv. sandbox). Nastavna sredstva specificna pojedinim smerovima (npr. simulatori elektronickih sklopova ili ekosistema) obično izrađuju sami predavači, iako postoje univerzalno korisni projekti kao što je Sloodle (Second Life implementacija Moodle sistem).

17

6. MOODLE - INTERNET PLATFORMA ZA EDUKACIJU NA DALJINU

Moodle je internet platforma namenjena za edukaciju na daljinu (Distance Learning) odnosno - otvoren i svima dostupan sistem asinhrone nastave uz pomoć internet tehnologija. Sistem je dizajniran tako da nastavnicima kao i krajnjim korisnicima nisu potrebna napredna znanja, već samo osnovno poznavanje rada na računaru i internetu.

Moodle je sraćenica od Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment izraza, tj. modularna objektno- orientisana dinamička sredina za učenje. Moodle je jedna LMS (Learning Management System) aplikacija. Zadatak LMS-a je, da identifukuje korisnika i njihovu ulogu, po ovlašćenjima da ih poveže sa odgovarajućim sadržajima (kursevima). Serveri za LMS beleže aktivnosti korisnika, značajne akcije u učenju, da bi se u kasnijem periodu omogućio izvođenje potrebnih statističkih pokazatelja. Ovi podaci pokazuju značajne informacije o napretku polaznika, a sa druge strane daje sliku efikasnosti kursnog materijala.

Moodle je Open Source Course Management System (CMS), takođe poznat kao sistem za upravljanje učenjem (LMS) ili Virtual Learning Environment (VLE). On je postao vrlo popularan među nastavnicima širom sveta kao alat za kreiranje online dinamičkih web stranica za njihove studente.

Elektronski kurs je praktično implementirati u neki od sistema za upravljanje učenjem (LMS-Learning Management System). Od velikog broja takvih sistema, kako komercijalnih tako i open source rešenja, Moodle sistem se po svojim dobrim karakteristikama izdvaja od ostalih. Trenutno se koristi u 203 zemlje sveta, a korisnički interfejs mu je preveden na 78 jezika. Ima brojnu zajednicu korisnika (27896489 registrovanih korisnika), 48634 registrovana sajta i 2544684 postavljena kursa, izvrsnu dokumentaciju i podršku.

Organizacija i dizajn interfejsa Moodle-a u potpunosti su prilagođeni studentu. Moodle ima sve osobine standardnih LMS sistema koji podržavaju model učenja orijentisan na sadržaj (alate za strukturiranje kursa, prezentovanje tekstualnih, multimedijalnih i interaktivnih sadržaja, testova i zadataka). Osim toga, Moodle ima pogodne alate za interakciju i umrežavanje studenata u cilju razmjene ideja, saradnje u manjim grupama i diskusija. Pomoću Moodle-a moguće je kreirati veliki broj kvalitetno osmišljenih kurseva pri čemu svaki ima svoje resurse i aktivnosti, uključujući audio i video materijal.

18

7. INTEGRISANJE MOODL-a I SECOND LIFE-a – SLOODLE

Postoji mnogo načina da se integrišu virtuelni svetovi i vritualna okruženja za učenje. Na primer, softver klijenta koristi se za pristup virtuelnom svetu i može direktno da se konektuje na VLE sistem. Može da se koristi alternativni open-source virtuelni svet – tako što se dozvoljava virtuelnoj serverskoj aplikaciji direktnan pristup VLE bazi podataka. Ali ako je broj korisnika i u virtuelnom i u VLE sistemu dovoljno mali, oba sistema mogu potencijalno da se pokrenu na jednom serveru metodom step-by-step.

Pristup koji je preuzet od SLOODLE-a, za prilagođene objekte u Secod Life - koristi LSL “http“ funkcije kako bi komunicirao sa skriptama pokrenutim na Moodle serveru. Iz više razloga, nije moguće direktno zvati standardni Moodle API iz skriptnih objekata u Second Life-u (nedostatak kolačića, ograničenje poslatih i primljenih podataka u http pozivima, kao i potreba da se normalno analizira formatirani HTML podatak vraćen od strane Moodle-a). Prilagođene skripte tkz. „povezivači“ koji su napisani u PHP-u, instaliraju se na Moodle Web serveru. SLOODLE daje oba skriptovana objekta, skripte za korišćenje u Secon Life-u i skripte za instaliranje na Moodle. Dakle, SLOODLE obuhvata Moodleove module i blokove i Second Life objekte.

19

8. ZAKLJUČAK

Budući planovi su da se razvije bogatija i kompletna SLOODLE API biblioteka funkcija za komuniciju između virtuelnog sveta i Moodla. Ovo će omogućiti programerima da kreiraju novi svet objekata bez potrebe pisanja novih „povezivač“ skripti – olakšavajući funkcionalnost SLOODLE.

Uopšte rečeno, postoji velika zainteresovanost za istraživanja na temu Web-a i 3D okruženja za učenje koji se mogu primeniti bilo u kom virtuelnom svetu zajedno sa virtuelnim učenjem u tom 3D okruženju. Ova tema je otvorena, i dalje je u toku, ali se navodi samo u jednom broju radova. Brojna istraživanja upotrebe SLOODLE u daljinskom učenju kao i istraživanja globalnih zajednica u 3D svetu (jedno za učitelja, drugo za učenika) se danas sprovode na mnogim visokoškolskim ustanovama. Podaci istraživanja se dopunjuju sa intervjuima i grupnim utiscima.

20

9. LITERATURA

1. Prof. dr Velimir Sotirović, Prof. dr Živoslav Adamović: " Metodologija naučno istraživačkog rada”, Tehnički fakultet "Mihajlo Pupin" Zrenjanin, 2002.

2. Prof. dr Velimir Sotirović: "Metodika informatike", Tehnički fakultet "Mihajlo Pupin" Zrenjanin, 2001.

3. Prof. dr Borivoje Mihailović: "Metodologija naučnoistraživačkih projekata", Centar za primenjenu psihologiju, Beograd, 1995.

4. Prof. dr Bogdan Šešić: "Opšta metodologija", N aučna knjiga, Beograd, 1971.

5. Prof dr Đorđe Nadrljanski: "Obrazovni softver - hipermedijalni sistemi",

6. Distance Learning in Higher Education, The Institute for Higher Education Policy, February 1999.

7. Tom Clark, Virtual Schools – Trends and Issues: A Study of Virtual Schools in USA, DLRN 2001. – http://www .dlrn.org

8. Desmond Keegan, Theoretical Analysis of Distant Training in the European Union -http://www .fernuni-hagen.de/ZIFF

9. Distance Education in the E-9 Countries, UNESCO, 2001. – http://www .unesco.org

10. Sloodle Learning System for Virtual Environments. Available on www: Sloodle.org: http://www.sloodle.org/(accessed June 08) 2008.

11. Prof. dr Borivoje Mihailović: "Metodologija naučnoistraživačkih projekata", Centar za primenjenu psihologiju, Beograd, 1995.

12. Prof. dr Bogdan Šešić: "Opšta metodologija", N aučna knjiga, Beograd, 1971.

13. Prof dr Đorđe Nadrljanski: "Obrazovni softver - hipermedijalni sistemi",

14. Distance Learning in Higher Education, The Institute for Higher Education Policy, February 1999.

15. Tom Clark, Virtual Schools – Trends and Issues: A Study of Virtual Schools in USA, DLRN 2001. – http://www .dlrn.org

21