Обучающий космический симулятор в виртуальной реальности «Астро-Альхейн»

В статье авторы демонстрируют процесс создания симулятора космического пространства в виртуальной реальности.

Ключевые слова : виртуальная реальность, планеты, солнечная система, симулятор.

Вы когда-нибудь задумывались о том, из чего состоит солнечная система, какие в ней находятся планеты, и почему они названы именно так, а не по-другому? Уже на протяжении 65 лет люди начали активно изучать солнечную систему, а именно — запустили в космическое пространство первый спутник. Но на этом исследования не заканчивались, и уже спустя 4 года после запуска спутника, в космос полетел человек.

Что же такого интересного может быть в космосе, куда так сильно манит людей? Ведь люди и по сей день продолжают летать в космос и проживают на космических станциях больше полугода. Человечество никогда не стоит на месте и всегда пытается узнать что-то новое, ведь стоять на одном месте нельзя.

Но как быть, если нет возможности полететь в космос, но очень интересна эта тема для изучения? Конечно, можно читать научные статьи, энциклопедии, и другие материалы, но разве это интересно?

Принимая во внимание тот факт, что иммерсивные технологии в настоящее время активно развиваются, возникла идея создать космическое пространство доступное для всех желающих и интересующихся этой темой, путем создания симулятора в виртуальной реальности.

Данный симулятор поможет в изучении строения солнечной системы исключая необходимость полета в космос, но сохраняя иллюзорность пространства, состоящего из бесконечного количества звезд, туманностей и галактик, что способствует большей наглядности при его изучении, нежели при изучении данного вопроса по книгам и энциклопедиям. В свою очередь, полное погружение в изучаемую тему, поможет сфокусировать на ней все внимание, что безусловно скажется на эффективности обучения данной темы. А благодаря оснащению школ и образовательных центров высокотехнологичным оборудованием растет доступность изучения темы космоса в данном формате.

Принцип действия тренажера. Пользователь надевает шлем виртуальной реальности и попадает в кабину космического корабля (рисунок 1). С помощью контроллеров, пользователь может перемещаться по кабине, а подойдя к панели управления, изучить всю необходимую информацию о планетах нашей солнечной системы.

В симулятор встроена возможность выбора планеты путем переключения их с помощью двух кнопок на панели: синей и красной. В момент переключения между планетами на экране появляется информационная справка, содержащая основную информацию и отличительные характеристики выбранной планеты.

Таблица 1

Список планет, представленных в симуляторе

Кабина космического корабля располагается таким образом, что из ее окон видно все планеты нашей солнечной системы (рисунок 2). В момент выбора одной из них на панели управления появляется не только информационная справка, но и сама планета подсвечивается в космическом пространстве, давая понять пользователю, о какой именно планете сейчас идет речь, как она выглядит и как расположена относительно остальных.

Рис. 2. Вид из кабины космического корабля

Механика выбора небесного тела заключается не только в получении информационной справки, но и в возможности посетить выбранный объект путем “высадки” на нем. Для этого, после выбора объекта, на который хотелось бы совершить путешествие, необходимо нажать на зеленую кнопку на панели управления. После, загружается локация с ландшафтом выбранного небесного тела. Пользователь может пройтись по ней, осмотреть рельеф. На некоторых планетах находится техника, с помощью которой ведется изучение данного объекта, например луноход на Луне (рисунок 3).

Также на планетах реализована механика, демонстрирующая разницу в силе гравитации на той или иной планете. Пользователь может взять объект на Марсе, бросить его и обратить внимание на то, с какой скоростью он падает. А потом сделать тоже самое на Луне или в кабине космического корабля и увидеть ощутимую разницу в скорости их падения.

Рис. 3. Луноход на Луне

Чтобы вернуться обратно в кабину космического корабля, необходимо подойти к кораблю, который стоит на поверхности планеты, и коснуться его. Это вернёт пользователя в кабину космического корабля и даст возможность выбрать к изучению и посещению другую планету.

Рис. 4. Лунное пространство в симуляторе «Астро — Альхейн»

Тренажер был создан в кроссплатформенной среде Unity. В Asset Store Unity были найдены ассеты, а именно: модели стен для корпуса кабины, модели планет, а также различные предметы и техника для окружающего пространства. Visual Studio использовалась для написания скриптов на языке программирования C#. Готовые скрипты прикрепляются к объектам для выполнения прописанных функций, например, выбор небесного тела при помощи кнопок на панели.

Результатом проделанной работы стал прототип обучающего космического симулятора в виртуальной реальности. С его помощью можно изучить основную информацию о планетах нашей солнечной системы, побывать на Марсе и Луне, вживую ощутить разницу силы гравитации на различных планетах, а также познакомиться с техникой, которую отправляют люди на небесные тела для их изучения.

Литература:

1. Понятие космоса [Электронный ресурс] / URL-адрес: https://www.ismart.org/library/kosmos-dlya-detey (дата обращения 17.10.2022)
2. Освоение космоса [Электронный ресурс] / URL-адрес: https://ru.wikipedia.org/wiki/ %D0 %9E %D1 %81 %D0 %B2 %D0 %BE %D0 %B5 %D0 %BD %D0 %B8 %D0 %B5_ %D0 %BA %D0 %BE %D1 %81 %D0 %BC %D0 %BE %D1 %81 %D0 %B0 (дата обращения 17.10.2022)
3. Значение космоса [Электронный ресурс] / URL-адрес: https://www.vedomosti.ru/economics/blogs/2015/07/01/598770-kosmos-segodnya-eto-innovatsionnii-i-pribilnii-biznes (дата обращения 17.10.2022)
4. Открытие планет: [Электронный ресурс] / URL-адрес: https://planetariodevitoria.org/ru/estrelas/sua-pergunta-como-foi-a-descoberta-de-cada-um-dos-planetas.html# (дата обращения 28.11.2022)
5. Информация о планетах [Электронный ресурс] / URL-адрес: https://externat.foxford.ru/polezno-znat/wiki-astronomiya-solnechnaya-sistema (дата обращения (дата обращения 5.12.22)