مقدمة عن الواقع الافتراضى

E مقدمة:-

 لقد أصبحت التقنية أداة المجتمعات الفاعلة لتحقيق التنمية البشرية المستدامة في ظل اقتصاد عالمي يرتكز على المعرفة  Knowledge-based Economy.  فمن خلال تلك التقنية أصبح من الممكن الوصول  السريع لمصادر المعلومات عبر الربط الشبكي الذي تيسره والذي يتجاوز الحدود الجغرافية والثقافية للمجتمعات المختلفة بل ويتجاوز تلك الحدود حتى ضمن نطاق المجتمع الواحد بشرائحه المتعددة .

وتقوم تقنية الواقع الافتراضي على مزج الواقع بالخيال ، وإنشاء محيط مشابه للواقع الذي نعيشه . ويتمثل ذلك في إظهار الأشياء الثابتة والمتحركة وكأنها في عالمها الحقيقي من حيث تجسيدها وحركتها والإحساس بها . والواقع الافتراضي مكمل للهيبرميديا ويعمل على اختلاق بيئة تعلم مشبعه بالوسائط متعددة المداخل الحسية.

يعد الواقع الافتراضي أحد أنواع التعليم الإلكتروني, والذي بدأ الاهتمام به في الآونة الأخيرة من القرن  العشرين, وأصبح سمة أساسية من سمات التعلم الحديث, كما أصبحت له مكانة متميزة وواضحة بين أنواع التعلم الالكتروني الأخرى, وقد ساعد علي ذلك التطورات السريعة والمتلاحقة لبرمجيات(Software) وعتاد (Hardware) الكمبيوتر, والثورة المعلوماتية, وانتشار شبكات الانترنت .

فإذا كان التعلم الالكتروني يعتبر طريقة للتعليم والتعلم باستخدام التقنيات الحديثة من قنوات تلفزيونية,

وفيديو تفاعلي, والكمبيوتر والوسائط المتعددة بأنواعها المختلفة مثل لقطات الفيديو والرسوم المتحركة والصوت والصور، وشبكات الانترنت ومحركات البحث، والمكتبات والكتب الإلكترونية, أي أن المقصود بالتعلم الالكتروني هو استخدام التقنية الحديثة بجميع أنواعها في تبسيط وإيصال المعلومات للمتعلم في أقصر وقت وأقل تكلفة .

فأن الواقع الافتراضي هو استخدام الكمبيوتر والانترنت والوسائط المتعددة (صوت, صور, لقطات الفيديو, الرسوم التوضيحية والأشكال, والرسوم المتحركة )لإنتاج برمجيات تحاكي الأحداث الواقعية التي لا يمكن معاينتها علي الواقع سواء لخطورتها مثل البراكين والزلازل والتجارب النووية والمعملية, أو لبعدها الجغرافي مثل الكواكب والنجوم وأعماق البحار, أو لبعدها التاريخي مثل الأحداث التاريخية الغابرة بهدف تقريبها للمتعلم, أو ربط مجموعة من المتعلمين في فصول افتراضية حول العالم .

ومن هنا يمكن تحديد الأسباب التي أدت إلي زيادة الاهتمام بالواقع الافتراضي كما يلي :

- توفير الخبرات الغير مباشرة .

- توفير التعليم في المناطق النائية .

- التغلب علي العجز في المعلمين .

- معالجة نقص الوسائل التعليم .

- تحويل الخبرات المجردة إلي خبرات محسوسة يسهل تعلمها .

- الربط بين مدارس الدول المتقدمة والدول النامية (الفصول الافتراضية) .

- نقل الخبرات المتعدد من أماكن متعددة .

الواقع الافتراضى

 مفهوم الواقع الافتراضىVirtual Reality

كما يمكن تعريفه علي انه عالم بديل يتشكل في ذاكرة الحاسبات يخلق حالة من التواجد المكتمل ويعطي افقا اخر لتطور البشرية.

E  هو مصطلح ابتكره العالم(جورن لاينر).و يعمل الواقع الافتراضي على نقل الوعي الانسانى إلى بيئة افتراضية يتم تشكيلها إلكترونياً,من خلال تحرر العقل للغوص في تنفيذ الخيال بعيداً عن مكان الجسد,وهو عالم ليس وهمي وليس حقيقي بدليل حدوثه ومعايشة بيئته , ففيه يتم تنفيذ الأحداث في الواقع المفترض لكن ليس في الحقيقة  .

 Eوالآن لنحاول تعريف الواقع الافتراضي كتعريف تقني :

هو أنغماس المستخدم في بيئة أصطناعية ( لأنها من صنع البشر وليست طبيعية ) تخيلية ( لأنها من وحي الخيال وليست واقعاً ملموساً ) والتحرك والتفاعل مع هذه البيئة وليس فقط جعل المستخدم مراقباً خارجياً لها

E أو يمكن تعريف VR على أنه :

ذلك الفرع من البيانات الحاسبية Computer Graphics والذي يعمل على :

1 _ غمس المستخدم في بيئة أصطناعية أفتراضية

2 _ هذه البيئة تكون ذات أبعاد ثلاثية 3D

3 _ التخاطب مع هذه البيئة والتأثر فيها

4 _ وذلك بالزمن الحقيقي Real Time

انواع الواقع الإفتراضى

هناك تصنيفات عديدة لأنواع الواقع الافتراضي أهمها تصنيف تيوكر حيث صنف أنواع الواقع الافتراضي وفق درجة الأستغراق أي إندماج و تواجد الفرد مع البيئة الإفتراضية ووالقدرة على التفاعل مع جميع الأشياء المتاحة في هذه البيئة إلى ثلاثة أنواع رئيسية هي :

1 - الواقع الافتراضي اللااستغراقي :

يعتبر من أكثر الأنواع شيوعا و استخداما لقلة تكاليفه و يعتمد هذا النوع على الكمبيوتر و يستخدم المشارك هنا الوسائل التقليدية المعروفة مثل استخدام لوحة المفاتيح و الفأرة و العصا من خلال استخدام أجهزة التفاعل ثلاثية الأبعاد مثل القفاز أو كرة الفضاء و هنا شعور المشارك بالاستغراق داخل البيئة الافتراضية منخقضة .

2 - الواقع الافتراضي شبه الاستغراقي :

يجمع عدد المشاركين في حجرة واحدة و يشاهد العرض على شاشة كبيرة بها منحنيات في كل اتجاه ويحدث التفاعل مع البيئة الافتراضية من خلال مشارك و باقي المشاركين ملاحظين سلبين و يتجول المشارك من خلال الفأرة و لوحة المفاتيح و يتميز هذا النوع من الواقع الافتراضي بأنه يوفر الإحساس بالإستغراق بدرجة متوسطة كما أن جودة الصورة تكون عالية فضلاعن اتاحة العرض لعدد كبير من المشاهدين و لكن يعاب عليه بأنه يقتصر دور المشاركين على المشاهدة فقط ( مثل القبة السماوية ) .

3 - الواقع الافتراضي الاستغراقي :

يقدم هذا النوع خبرة مباشرة من خلال تفاعل المشارك مع البيئة الافتراضية و يتحقق ذلك من خلال ارتداء المشارك لخوذة الرأس المزودة بمنظار ثنائي يوضع على العينين و يشعر هنا المشارك بأنه موجود داخل البيئة الافتراضية حيث يشعر المشارك بالاستغراق الكامل و يعاب عليه بتكلفته العالية و انخفاض دقة الصورة مقارنة بالنوعين السابقين .  

الأجهزة المستخدمة في تطبيقات الواقع الافتراضي

الأجهزة التي تلبس على الرأس (HMD):

هي أجهزة طرفية مهمة  تشبه القناع أو الخوذة وتكون مزودة من الداخل بشاشة أو شاشتين صغيرتين لعرض مناظر أحادية أو سماع الأصوات المؤثرة ويستطيع الفرد رؤية مايعرضه البرنامج من خلال القناع والخوذة كما يمكنه مشاهدة الأجسام بأبعادها الثلاثة أو قد يكون الغطاء كاملاً للرأس حيث يمكنه من الرؤية والاستماع في الوقت نفسه .

2- قفازات اللمس (Tactile Gloves):

هي أجهزة طرفية مهمة مزودة بأجهزة إحساس تغطي كل اليد وتولد تفاعلا نشطا بين المستخدم والبيئة الافتراضية للتطبيق للإحساس باللمس والشعور بدرجة الحرارة على سبيل المثال , كما أن لها المقدرة على إيجاد الشعور بالظروف البئية الحقيقية التي تشابه الواقع الافتراضي.

كما تم تطوير القفاز ليشتمل على أجزاء أخرى من الجسم مثل البدلات الكاملة التي تغطي الجسم كله ويقوم الفرد باستخدامه من أجل الشعور بالإحساس في الحركة وتحسس الأجسام السائلة والخشنة والطبقات القشرية والرملية وغيرها.

3- أجهزة مساعدة:

مثل  قضيب التحكم والفأرة ولوحة المفاتيح والتي ترسل إشارات كهربائية إلى جهاز الحاسب الآلي التي يتم تحويلها إلى بيانات ومعلومات معينة تبين درجة التفاعل بين الفرد والجهاز في توضيح معالم الواقع الافتراضي .

4- نظام الحاسب الآلي:

للوصول إلى الإحساس التام بحقيقة العوالم الافتراضية التي نخاطبها أو نحاكيها فلابد من استخدام نظام الحاسب الآلي المتميز ذي المواصفات العالية الجودة لكي يتم توضيح الواقع الافتراضي بشكل مفصل دقيق , فالمهام التي يقوم بها الحاسب الآلي تتلخص بالنقاط التالية:

1.      استقبال المعلومات التي يتم إرسالها من قبل الأجهزة التي تلبس فوق الرأس وهي الخوذة والقفاز.

2.      تفسير المعلومات الملتقطة م الأجهزة المرتبطة بالحاسب الآلي وتصنيفها.

3.      حساب تأثير هذه المعلومات في العالم الافتراضي.

4.      توليد الأشكال الهندسية التي تمثل البيئة الافتراضية.

5.      توليد الأشكال التي تتم رؤيتها بطريقة حركية أي أن الأشكال التي يتم رؤيتها بالعين اليمنى ربما تختلف عن الأشياء التي نراها بالعين اليسرى , كما أن الأصوات تسمع بطريقة فنية رائعة وهي استريو.

 أن الحاسب الآلي يقوم بجميع العمليات المتعلقة بالبرنامج بطريقة سريعة وفائقة,كما يتم تكرارها مرات عدة من أجل إيجاد روح التفاعل بين الفرد والجهاز

مميزات وسلبيات الواقع الافتراضى

مميزات الواقع الافتراضي:

1- تقديم بيئة افتراضية ثلاثية الأبعاد تسمح بالتحول والنظر والطيران بداخلها ومعايشة واقعها.

2-يعرض العالم الافتراضي بالمقاييس الحقيقية والشكل الطبيعي الذي يتناسب مع الرؤية البشرية للأحجام.

3- استخدام قفاز المعلومات للاتصال الحقيقي المحسوس مع مواد افتراضية حقيقية مما يسمح بمعالجة وإخضاع عوامل أخرى للمعالجة الافتراضية.

4- تعزز الصور المجسمة الإدراك الحسي لعمق وأبعاد الفراغ.

5- يعرض صور وهمية تشعر المستخدم أنه مغمور في عالم افتراضي صناعي,ومعززا ًبالتكنولوجيا السمعية المرئية وغير الافتراضية.

6- استخدام شبكات المعلومات المحلية والعالمية يسمح ببيئات افتراضية مشاركة مع أشخاص من مختلف أنحاء العالم.

7- البيئة الافتراضية تحقق الأمان لمستخدمها عند دراسة معلومات خطرة أو يصعب الحصول عليها زماناً ومكاناً.

8-تمكن المستخدم من التحرك داخل الزمن وتعرض مواقف من الزمن الماضي أو تسرع بعرض المستقبل.

9-تساعد المستخدم على تحقيق المستوى المرغوب لديه من المهارة بدقة عالية.

Eسلبيات الواقع الافتراضي:

1. محدودية استخدام الواقع الافتراضي نتيجة لارتفاع التكاليف المالية لشراء الأجهزة المطلوبة.

2. محدودية تأثير الحواس الخمس في نظام الواقع الافتراضي الذي لايتجاوز في استخدامه إلا في حاسة البصر والسمع واللمس.

3. ان مشاهدة برامج الواقع الافتراضي بصورة مستمرة مستخدما الخيال العلمي المجسم تؤدي إلى إجهاد العين أو الرؤية الضبابية.

4. ان استخدام نوعيات خاصة من نظم الحاسب الآلي تتضمن تواتر عرض اطارات الصور المتحركة والتي تزيد على خمسة عشر إطارا في الثانية فإنها تؤدي إلى إصابة الفرد بالغثيان والصداع وأعراض أخرى.

5. قد يوجد بعض البرامج غير الأخلاقية في الواقع الافتراضي والتي تستخدم للأغراض الجنسية أو الإجرامية.

6. لا توجد قناعة تامة لدى رجال التربية والتعليم بأهمية استخدام الحقيقة الافتراضية.

 Eلا شك انه لا حدود لتطبيقات الواقع الافتراضى وفيما يلى نذكر عددا من ابرز استخدامات الواقع الإفتراضي في الواقع الحقيقي :

و تستخدم هذه التقنية في مجالات شتى كالطب والهندسة والعمارة والتدريب العسكري والقضاء والتعليم ،  وسوف نقصر الحديث هنا على مجال التعليم

مفهوم الفصول الإتراضية

مفهوم الفصول الافتراضية

 هي فصول شبيهه بالفصول التقليديه من حيث وجود المعلم والطلاب , ولكنها على الشبكه العالميه (الانترنت) حيث لا تتقيد بزمان او مكان. وعن طريقها يتم استحداث بيئات تعليميه افتراضيه بحيث يستطيع الطلبه التجمع بوساطه الشبكات للمشاركه في حالات تعلم تعاونيه …بحيث يكون الطالب في مركز التعلم. وسيتعلم من اجل الفهم والاستيعاب (فالاوسكاس وارتل,2000م)

• هي انظمه الكترونيه تتيح التفاعل مع المعلم او منظم الدرس او الندوه التعليميه بالصوت و الصوره من خلال عرض كامل للمحتوى (المحتوى التعليمي للفصل التخيلي او الدرس او الندوه التعليميه) على الهواء مباشره من خلال شبكه الانترنت الخاصه بوزاره التربيه والتعليم او الانترنت من خلال مناقشات تفاعليه بين الطلبه والمعلم وبين الطلبه انفسهم وبين المدارس المختلفه وهو ما يعرف بالتعلم والتفاعل الزمني Synchronus واهم عناصرها هو نظام الفصل التخيلي (http://elearning.emoe.org)

والتعريف الذي نراه هو ان : الفصول الافتراضيه هي ادوات وتقنيات وبرمجيات على الشبكه العالميه ‘الانترنت‘ تمكن المعلم من نشر الدروس والاهداف ووضع الواجبات والمهام الدراسيه والاتصال بطلابه من خلال تقنيات متعدده,كما انها تمكن الطالب من قراءه الاهداف والدروس التعليميه وحل الواجبات وارسال المهام والمشاركات في ساحات النقاش والحوار والاطلاع على خطوات سيره في الدرس والدرجه التي حصل عليها وهذه الادوات على قسمين:

• ادوات وتقنيات غير تزامنيه ( في أي وقت واي مكان ) مثل تصفح الدروس التعليميه والتراسل بين الطالب والمعلم ونقل الملفات والوثائق والتراسل بوساطه البريد الالكتروني.

• ادوات وتقنيات تزامنيه(في الوقت نفسه ومن أي مكان) , مثل المحادثه النصيه والصوتيه بين الطلاب انفسهم ومع معلميهم.