Praktycznie użyteczny system AR składa się z urządzeń służących do zbierania w czasie rzeczywistym informacji o otoczeniu, aplikacji przetwarzających te dane oraz urządzeń wyświetlających przetworzony obraz. Działanie systemu AR polega na dołączaniu do tego obrazu widzianego przez człowieka dodatkowych, generowanych cyfrowo danych.  Odbiorca widzi wirtualne obiekty osadzone w rzeczywistym świecie. Mogą to być informacje tekstowe, piktograficzne, dźwiękowe i trójwymiarowe obiekty. System AR wyznacza swoje położenie w terenie za pomocą kamer i czujników położenia. Dzięki temu sytuuje w przestrzeni i rozpoznaje obiekty świata rzeczywistego [patrz slajd 2, slajd 3].

 

To nie musi być skomplikowany system: nowoczesna komórka lub smartfon ma wbudowane czujniki przyspieszenia (w tym i grawitacji)  oraz położenia GPS, dzięki którym dokładnie zna parametry własnego ruchu oraz położenie w trzech wymiarach przestrzeni. Konfrontując te dane z obiektami widzianymi przez wbudowaną kamerę smartfon identyfikuje je i na tej podstawie uzupełnia lub przetwarza wyświetlany na wyświetlaczu obraz. Użytkownik patrzy nie tyle na wyświetlacz ile przezeń (i kamerę w przeciwległej ścianie). Przez tę praktyczną realizację magicznego okienka użytkownik smartfonu widzi zmodyfikowany lub uzupełniony - właśnie rozszerzony świat. Inne realizacje AR opierają się na okularach z wyświetlaczami lub projektorach cyfrowych [slajd 7].

 

Systemy AR są stosowane już od blisko pół wieku. Na początku były to wyświetlacze prezentujące informacje na szybie kokpitu myśliwca [patrz slajd 4]. Dziś są praktycznie stosowane m.in. w wojsku, medycynie, motoryzacji [patrz slajd 6] i w przemyśle rozrywkowym. Ten ostatni obszar zastosowań przyczynił się notowanego obecnie szybkiego wzrostu popularności i powszechności AR.

 

Popularne dziś proste realizacje AR powszechnego użytku, to np. wdrażany właśnie Wikitude World Browser dla Smartfonów [patrz slajd 7] lub gry takie jak EyePet dla konsoli Playstation 3 [patrz slajd 8] czy też Invizimals dla konsoli Playstation Portable [patrz slajd 9].

 

Główny potencjał edukacyjny Rozszerzonej Rzeczywistości tkwi w możliwości nakładania generowanych komputerowo informacji na rzeczywiste obiekty oraz realistycznych manipulacji wirtualnymi obiektach w rzeczywistym otoczeniu. Daje to realistyczne wrażenie współuczestniczenia w sytuacjach i miejscach niebezpiecznych lub trudno dostępnych np. ze względów finansowych lub logistycznych. Wysokosymulowane wirtualne środowiska pozwalają wnieść w obszary dotychczas z różnych względów nieosiągalne fizycznie - wnieść istotne elementy procesu dydaktycznego opartego na przeżywaniu i doświadczaniu oraz rozwiązywaniu realnych problemów. Dzięki wysokiemu poczuciu realizmu wspomagają także proces zapamiętywania. Gry edukacyjne oparte na AR ćwiczą refleks, pamięć krótkotrwałą, koordynację wzrokowo-ruchową i wyobraźnię przestrzenną. Wykorzystywane w edukacji systemy AR posiadają również walory zdrowotne wyższe niż tradycyjne systemy komunikacji człowiek-komputer, m. in. dzięki umożliwieniu (a czasem nawet wymuszeniu) stosunkowo swobodnego poruszania się użytkownika i zmiany pozycji ciała.

 

Systemy Rozszerzonej Rzeczywistości w nauczaniu już w ich obecnym kształcie mogą znaleźć zastosowanie m.in. do:

 

Wymienione powyżej przykładowe zastosowania systemów AR dają obraz ich niebagatelnego potencjału edukacyjnego. Rysujące się dziś zastosowania edukacyjne AR oraz przewidywane kierunki ich rozwoju pozwalają przypuszczać także, że systemy takie mogą dostarczać narzędzi i metod adekwatnych do możliwości i potrzeb edukacyjnych pokolenia cyfrowych tubylców.

 

 

(Notka o autorach: Lechosław Hojnacki pracuje w Regionalnym Ośrodku Metodyczno-Edukacyjnym „Metis” w Katowicach oraz w Kolegium Nauczycielskim w Bielsku–Białej; Piotr Szlagor – student Matematyki z informatyką w Kolegium Nauczycielskim w Bielsku-Białej. Redaktor i współredaktor kilku serwisów WWW dla uczniów, np. edusektor.net)