fbpx

Передовой опыт Средне-Шведского университета в использовании симуляций для социологических исследований

Передовой опыт  Средне-Шведского университета в использовании симуляций для социологических исследований

Желая развить и без того передовую исследовательскую базу профессора, технические и мультимедийные эксперты Средне-Шведского университета поставили задачу создать пространство для изучения ситуаций, которые трудно воссоздать в реальной жизни. Инновационная среда должна была выйти за рамки традиционных исследовательских методов сбора данных, таких как интервью, наблюдения и опросы, и дать возможность изучения реакций людей в определенных обстоятельствах, одновременно наблюдая за процессом принятия решений и коммуникации.

Разработка RCR Lab стала важной частью финансируемого ЕС проекта Innovative Research for Regional Development (IFRU), направленного на создание университета с компетенцией и сетью знаний для разработки продуктов и услуг в области управления рисками и кризисами.

«Как исследователи в социальных областях, мы мало что знали о технологиях, а техническая команда мало знала о социальных науках», — говорит Эрна Даниэльссон, профессор факультета гуманитарных и социальных наук Средне-Шведского университета и директор Центра исследования рисков и кризисов. «Мы сказали им, что хотим заставить лабораторию вибрировать, как при извержении вулкана, чтобы имитировать то, что вы почувствуете в условиях интенсивного движения на шоссе, или изучить, как люди реагируют, когда они чувствуют запах дыма или дизельного топлива от разбившегося грузовика».

При выборе, проектировании и установке AV в такое пространство, как RCR Lab, наиболее важным фактором является то, как технологии будут взаимодействовать и какие технологии являются первичными, а какие вторичными. Проводилось много дискуссий по выбору технических решений, которые наилучшим образом решают поставленные задачи.

«Например, проекторы и дымовые машины несовместимы», — говорит Пер Александр Эсбьорнссон, мультимедийный продюсер и технический руководитель RCR Lab. «Также было необходимо найти способ объединить различные технологии для управления ими из как можно меньшего числа источников. При этом избежать большого количества различных программ или оборудования. Необходимо иметь возможность последовательно программирования в одном месте без необходимости запускать различные приложения».

Среда сенсорного моделирования


RCR Lab оснащена различными типами сенсорных технологий, которые управляют зрением, слухом, обонянием и осязанием для полного погружения в симуляцию. «Это позволяет нам изучать поведение людей в режиме реального времени и смотреть, как участники развивают ситуационную осведомленность во время бедствий и кризисов», — говорит Даниэльссон.

Была поставлена задача визуализации контента на 360 градусов, помещение должно соответствовать параметрам верхнего этажа одного из зданий университета. Чтобы максимально увеличить пространство, поверхность для проекции на 360 градусов решили делать квадратной, так как круговое пространство уменьшило бы размер комнаты. Таким образом, была создана бесшовная четырехстенная проекционная поверхность размером 8 х 8 м.

360-градусная проекция помогает стереть воспринимаемую участниками грань между физической реальностью и искусственными условиями. Для достижения этого эффекта можно использовать множество подходов: «Один эксперимент по моделированию может потребовать проецирования динамической среды виртуальной реальности, в то время как проекции простой графики или изображений интерьера здания достаточно для достижения погружения в другой эксперимент по моделированию», — говорит Спарф.

Выбранное решение включает в себя Igloo Immersive Media Player и установку из восьми короткофокусных проекторов ViewSonic LS830. «Программное обеспечение позволяет накладывать видео на слои и отображать все виды контента и входных данных», — говорит Кари Пил, менеджер и руководитель тестирования RCR Lab Университета Средней Швеции. «Для исследовательского проекта, моделирующего обстановку квартиры, мы можем настроить верхний слой стационарной графики, изображающий гобелены и внутренние оконные рамы, и волнительный слой слой видео, изображающий более динамичный внешний вид под открытым небом, виды через окна квартиры. Такие сценарии моделирования были бы невозможны без последних технологических достижений в области цифровой проекции».

Однако, чтобы погрузиться в атмосферу, визуальных эффектов недостаточно — комбинация различных сенсорных эффектов является ключевым фактором. «Чтобы погрузиться, скажем, в больницу, недостаточно высокой реалистичности изображения. Нам нужно сочетать это с отчетливым запахом больницы и реалистичным звуковым ландшафтом, а также с соответствующими атрибутами», — объясняет Спарф. «То, как мы решим использовать доступные технологии, зависит от цели эксперимента, того, чего мы ожидаем достичь, описания сценария и участников, принимающих участие в моделировании».

Меньше — значит больше.

360-градусная видеокамера KanDao также имеет решающее значение для создания сценариев, особенно в тех случаях, когда необходимо воссоздать существующую среду или среду, знакомую участникам в комнате моделирования.

«Вскоре мы поняли, что при создании собственных сценариев моделирования с использованием камеры с обзором 360 градусов возникли некоторые препятствия. Сначала мы показывали неподвижные изображения, но нам хотелось, чтобы на стенах проецировалось движение в окружающей среде », — говорит Даниэльссон. «Решением было установить XVR Simulation, программу, используемую для создания сред виртуальной реальности в 3D, которая открыла новый мир возможностей».

При умеренном использовании освещение может помочь задать тон в комнате для моделирования или усилить проецируемое изображение. Например, если контент, изображающий волны под голубым небом, проецируется на стены, синий свет на потолке может усилить сценарий. Лаборатория оснащена фиксированным светодиодным освещением, которым легко управлять вручную. Также были установлены торшеры для имитации затемнения, которые  настраиваются из диспетчерской.

Усиление впечатлений


Иммерсивный звук является неотъемлемой частью впечатлений, создаваемых в комнате, и помогает усилить визуальные элементы и усилить ощущение движения при визуализации. Поскольку звуковая система, изначально установленная в помещении, не подходила для базовых частот, шведским специалистом по звуку Sound Precision была разработана новая система, которая способна имитировать громкие события.

Специальное решение может реалистично имитировать события с динамическим звуком, от пожара в шумном ночном клубе до зон боевых действий, при этом динамики скрыты от участников. «Для создания высококачественного объемного, пространственного или иммерсивного звука требуется большое количество каналов активных мониторов», — говорит Курт Стрёммер, генеральный директор Sound Precision.

Основные компоненты, используемые в установке, — это пассивная версия компактных динамиков Sound Precision MP8 с низким уровнем искажений и 18 специально спрятанных под полом сабвуферов на основе серии Seas Extreme. Он питается от усилителя класса D мощностью 36 x 500 Вт, питаемого от специально разработанной цепочки обработки сигналов, совместимой с источниками объемного звука, Qlab и высококачественными инструментами объемного или пространственного воспроизведения, такими как Sparta или Compass.

«Эта конкретная версия системы состоит из 26 широкополосных каналов, идущих от стен, пола и потолка, канала сабвуфера и шейкеров для пола», — добавляет Стрёммер. «Установка может реалистично воспроизводить уровни звука в ночном клубе с качеством Hi-Fi и имеет диапазон -6 дБ от 14 Гц до 23 кГц, а 18 закрытых ящиков с пассивным охлаждением под полом могут обеспечивать давление вплоть до 0 Гц».

Создание звука в смоделированной среде — непростая задача, объясняет Эсбьернссон: «Мы склонны интерпретировать большой объем информации из звуков, которые мы слышим. Если мы пытаемся смоделировать открытое поле на открытом воздухе в комнате для моделирования, важно убедиться, что участники слышат звук стоя в открытом поле, несмотря на то, что они фактически находятся в комнате площадью 64 квадратных метра».

Участники из других мест могут наблюдать или изменять эксперимент, проводимый в RCR Lab

Микрофоны в симуляционной комнате и программная система от Nordic Simulators для управления камерами в симуляционной комнате и записи также были жизненно важны, потому что записанное видео и звук являются одними из основных методов сбора данных в лаборатории.

Экспериментальные учебные упражнения


Ценность RCR Lab продемонстрирована в сотрудничестве со Шведской пожарно-спасательной службой, которая разработала упражнения, позволяющие пожарным и спасателям погрузиться в  опасную ситуацию. Им была поставлена ​​задача оказать первую медицинскую помощь при чрезвычайных обстоятельствах — имитация торгового центра, в котором разыгрывается инцидент с массовыми жертвами.

Чтобы воплотить симуляцию в жизнь, была запрограммирована и спроектирована окружающая среда виртуального торгового центра 360 градусов. Повествование разыгрывалось с использованием смеси аватаров в виртуальной среде и актеров в лабораторной комнате и было усилено звуковым ландшафтом, включающим сигналы тревоги, выстрелы и людей, движущихся рядом с дымовой машиной, и вибрации пола.

«Трехмерная среда улучшила впечатления», — говорит Эсбьорнссон. «Вы видите торговый центр и виртуальных людей, движущихся на заднем плане, потому что большим толпам реальных людей было бы трудно бежать в лаборатории. Мы смоделировали, как гаснет свет в торговом центре, выключив свет в комнате для моделирования, и отрегулировали температуру, чтобы она отражала среду торгового центра и влияла на уровень стресса участников».

Привлечение живых актеров для роли пострадавших мирных жителей и добавление мебели и реквизита в комнату моделирования помогли повысить достоверность сценария. «Это была отличная демонстрация возможностей RCR Lab в том, что касается безопасного выполнения сценариев обучения, которые в противном случае могли бы быть дорогостоящими или опасными в реальной жизни», — говорит Спарф.

Шведская пожарно-спасательная служба провела учения в лаборатории RCR Lab, которые позволили пожарным и спасателям столкнуться с опасными ситуациями.

Достижение новых уровней аутентичности


Помимо установки новой звуковой системы, позволяющей моделировать движение и направление звука, команда недавно проводит исследования в  моделирования ветра и снегопада. «Мы начали искать возможность украсить пол комнаты искусственной травой или снегом, чтобы еще больше переплести пол комнаты с искусственной средой, спроецированной на стены», — говорит Пил.

По мере развития визуальных технологий среды виртуальной реальности становятся более реалистичными и предлагают более высокое разрешение и более высокую частоту кадров, что помогает создавать еще более достоверные симуляции. «Однако важно помнить, что создание максимально реалистичной среды редко является самой важной целью нашей работы», — подчеркивает Эсбьорнссон. «Участники лабораторных экспериментов, как правило, довольно быстро погружаются в сценарий. По большей части участники находятся в лаборатории не для того, чтобы испытать реалистичную среду, а в основном для выполнения задачи в эксперименте или упражнении. Я думаю, что комната для моделирования — это декорации, которые настолько реалистичны, насколько это необходимо, чтобы участники могли погрузиться в качественное упражнение или научный эксперимент».

https://www.miun.se/en/

Закрыть меню
×