想象一下,你生活在东南亚的热带雨林中,你是一种小型灵长类动物,有着与你的大脑大致相同大小的巨大眼睛,你看起来有点像电影《小妖精》中的小发明。你是眼镜猴——一种夜行动物,巨大的眼睛为你提供了非凡的视觉灵敏度,使你具备了捕食的优势。达特茅斯学院开发了一款新的虚拟现实软件——眼镜猴眼镜,它模拟了眼镜猴的视觉,并说明了这种动物超大眼睛的适应性优势。虚拟现实构建和团队的发现最近都发表在进化:教育和拓展都可以在网上免费获得。
眼镜眼镜是由Samuel Gochman和Nathaniel J. Dominy共同开发的,Nathaniel J. Dominy是达特茅斯大学的查尔斯·汉森人类学教授,他研究灵长类动物感官系统的进化,与达特茅斯应用学习与创新(DALI)实验室合作,学生们在那里设计和建造技术。
Gochman带着一个问题来到DALI实验室:他如何通过体验眼镜猴独特的视觉适应性来改变人类对世界的感知?通过迭代过程,DALI团队探索了不同的设计解决方案,Gochman和团队确定虚拟现实体验是最好的,因为它不仅具有身临其境的感觉,而且还可以用作课堂环境中的教学工具。
这款名为眼镜猴护目镜(Tarsier Goggles)的开放软件以“黑客帝国”、“迷宫”和“婆罗洲雨林”三种虚拟学习环境为特色,模拟眼镜猴的视觉在灵敏度、色彩视觉和亮度方面与人类的不同。婆罗洲眼镜猴患有红色盲,这是一种红绿色盲。在虚拟的婆罗洲热带雨林中,用户可以在森林中移动,在“一个黑暗的、迷宫般的空间里跳跃,在人类的视觉条件下几乎是不透明的,但像眼镜猴一样可以导航,展示了眼镜猴视觉灵敏度的优势,”作者描述道。
“在美国,大多数九年级和十年级的学生都学习光学和自然选择,但这两个主题通常是分开对待的,”多米尼说,他是该研究的共同作者之一。眼镜猴是统一这两个概念的有效手段。你必须了解光学原理,才能理解为什么自然选择会青睐如此小的捕食者拥有如此大的眼睛。”
在达特茅斯,戈奇曼专注于生物人类学和以人为本的设计,这个项目是他应用这些研究兴趣的方式之一。“我意识到,大多数学生对自然选择的学习仅限于图表、幻灯片和模型,”该研究的主要作者戈奇曼说。“虚拟现实为理解眼镜猴视觉的一些特性提供了身临其境的体验,这是它适应的结果。眼镜镜是一种科学教育工具,让学生在物理、感知科学和生物学方面动手实践科学概念,”他补充说。爱博网投领导者
作为研究的一部分,戈奇曼在达特茅斯的两次校园活动、一次人类学学会会议和一群参观佛蒙特州基奇市佛蒙特自然科学研究所的六年级学生中展示了眼镜猴。他还向新罕布什尔州梅瑞登市金博尔联合学院的高中生展示了这项技术。在科学和人类学课程上,学生们观看了一段关于眼镜猴觅食行为的简短视频,然后有机会尝试这种虚拟现实技术,每次五分钟。然后,学生们完成了一个简短的问卷调查,其中包括开放式问题,这是戈奇曼对虚拟现实工具的正式评估的一部分。
“眼镜猴项目让我的学生亲身参与到学习体验中,这是通过任何其他媒介都无法实现的,”玛丽莲·莫拉诺(Marilyn Morano)解释说,他是金博尔联合学院(Kimball Union Academy)的人类学和世界历史老师,也是该论文的共同作者之一。
眼镜镜是在Unity3D和SteamVR中为HTC VivePro构建的,并使用c#进行编码。虚拟现实工具包被用来创建诸如传送之类的功能。对于许多视觉效果,使用了Unity内置的后期处理堆栈,并且在Maya中构建了资产。所有的视觉资产和体验都是由DALI团队根据实验室的协作、以人为本的设计方法从零开始编写的。
眼镜展示了虚拟现实如何应用于科学教育的可能性,为学生提供了一种有趣的、互动的方式来探索复杂的概念。
故事来源:
提供的材料达特茅斯学院.注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。
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