timv3d-platforma imersiva de elearning

7/25/2019 Timv3D-Platforma Imersiva de ELearning

1/6

Sesiunea !tiin"ific#Studen"easc#, 15-16 mai 2015

1

TIMV 3D PLATFORM!IMERSIV!DE E-LEARNING

DEAC Gicu C"lin1, GEORGESCU Crina Narcisa

Conduc#tor $tiin"ific: Lector dr. ing. Mihai GHINEA

REZUMAT: Platforma TIMV 3D este o platform# imersiv#destinat#nv#%#rii la distan%#&i care areintegrate o serie de instrumente utile activit#%ilor de predare, inv#%are &i evaluare cum ar fi: browsingweb, screen sharing, playere video, ecrane pentru prezent#ri grafice, bibliotec# virtual#, livestreaming, webcam, videoconferin%#, VoIP, chat, whiteboard, sisteme de pontaj automate, sisteme detestare interactive (quizz chair, 3d quizz). Pentru o ct mai facil#administrare a con%inutului &i pentrumonitorizarea progresului utilizatorilor, platforma poate opera ca integrare n sisteme LMS existentecum ar fi Moodle sau eFront. Platforma permite importul de obiecte 3D n format collada (.dae)realizate n orice pachet software 3D sau importul acestora de pe Google Warehouse, astfel nctdezvoltarea ulterioar# a con%inutului 3D al platformei este la ndemna oric#rui utilizator. Platformaeste conceput# ntr-o arhitectur# server-client, orice modificare a con%inutului realizat# de utilizatori

este salvat#pe server &i vizualizat#n timp real de c#tre ceilal%i utilizatori.

CUVINTE CHEIE: e-Learning, platform#3D, Moodle, realitate virtual#

1 INTRODUCERE

n ultimii ani, odat# cu evolu%ia hardware &isoftware precum &i a tehnologiilor Web 2.0 au fostdezvoltate o multitudine de aplica%ii de e-Learning,

proprietare sau open source. Una din cele maiutilizate platforme LMS (learning managementsystem) open source este platforma Moodle, care

este implementat# n universit#%i, institu%ii denv#%#mnt dar &i n multe companii, ca suport detraining. Cu toate c# aceast# platform# este foarteflexibil# &i permite o bun# administrare acon%inutului &i instrumentelor de evaluare, sufer#asemeni tuturor acestor platforme de e-Learningsub aspectul interactivit#%ii &i interac%iunii dintreutilizatori. Pornind de la aceste considerente amdezvoltat platforma TIMV 3D care face posibil#transpunerea con%inutului din platforma Moodle nspa%iul unei lumi virtuale. Pentru a facilitaactivit#%ile educative am implementat n cadrul

acestei platforme o gam#larg#de instrumente caresuplimenteaz#modulele Moodle existente.

2 STADIUL ACTUAL

Lumile virtuale 3D fac posibil# interac%iuneadintre utilizatori prin intermediul unor reprezent#rianimate 3D, denumite avatare. Dintre acesteaamintim: Open Wonderland, There, Open Qwak,Active Worlds, Vastpark, Multiverse, Worlds,Reaction Grid, Webalive. Second Life esteexemplul cel mai popular al ultimei genera%ii delumi virtuale.1 Specializarea Master Tehnici de Instruire n MediulVirtual, Facultatea IMST;

E-mail: [email protected];

De la lansarea sa public#, n 2003, a c&tigat omare popularitate, atr#gnd un num#r de peste 14milioane de utilizatori nregistra%i n mai pu%in de3 ani. De&i interesul publicului larg pentru aceast#

platform#a sc#zut n ultima vreme, aceasta atragenumeroase universit#%i &i institu%ii educa%ionale,care dezvolt#din ce n ce mai mult con%inut pentrua stimula interac%iunea studen%ilor &i procesul

educativ prin intermediul lumilor virtuale. SecondLife &i varianta open source a acesteia - Open Sim,

pun la dispozi%ia utilizatorilor un instrumentversatil pentru crearea de lumi virtuale, avndeditoare avansate pentru crearea, importul &iadministrarea de con%inut 3D &i editarea avansat#aaspectului grafic &i func%ional al avatarelor. Pentrua putea fi util# o astfel de platform# n procesuleducativ, este necesar# ns# implementarea deaplica%ii dedicate afirii de con%inut mediadiversificat, componente de comunicare audio-vizual#&i comunica%ie.

3 PRZENTAREA PLATFORMEI TIMV 3D

3.1 Accesul la platform"

Platforma TIMV 3D poate fi accesat# la adresaweb: http://timv3d.timv.ro:9000. Platforma Moodleintegrat# este disponibil# la adresahttp://timv3d.timv.ro Pentru conectarea la

platforma 3D trebuie instalat# una din aplica%iileclient compatibile: Singularity viewer:http://www.singularityviewer.org, CtrlAltStudioViewer: http://ctrlaltstudio.com/viewer Aplica%iile

client (viewer) sunt disponibile pentru majoritateasistemelor de operare. Dup# instalarea aplica%ieiclient se lanseaz# aplica%ia &i vor fi operate

Gicu Calin

DeacDigitally signed by

Gicu Calin Deac

Date: 2015.05.2720:42:59 +03'00'


2/6

TIMV 3D Platform#Imersiv#de e-Learning

2

urm#toarele configur#ri: se acceseaz# op%iuneaEdit/Preferences, se acceseaz# din panoul stnga

butonul Grids, se selecteaz# din dropdown-ulPlatform: op%iunea OpenSim &i se configureaz#adresa serverului TIMV 3D n cmpul Login URI:http://timv3d.timv.ro:9000, precum n ecranulurm#tor (vezi figura 1):

Fig. 1. Ecranul de configurare a serverului

Se selecteaz#Apply. Se acceseaz#apoi din meniuldin stnga op%iunea Graphics. (vezi figura 2):

Fig. 2. Ecranul de configurare a graficii

Deoarece campusul TIMV 3D are o suprafa%#relativ mare, trebuie adaptat# op%iunea DrawDistance la maximum (1024m), altfel elementele3D se vor nc#rca secven%ial, cnd ne com apropiade ele, la distan%a specificat# de aceast#setare. Lasistemele low-end, cu memorie video redus#, esteindicat s# alegem o valoare mai mic#, maximum250m. Tot n acest ecran de configurare a graficiivideo, pot fi selectate op%iuni pentru shadere,rezolu%ia terenului, umbre, antialiasing, depth offield etc n func%ie de performan%a pl#cii video.*Op!iunile de configurare sunt disponibile "i dup#logare, n meniul Edit / Preferences. Dup#efectuarea set#rilor de configurare dorite se apas#

din nou butonul Apply. Pentru configurareaop%iunii de VoIP (pentru audio-conferint#), alegedin meniul stnga op%iunea Voice Chat &i nfereastra deschis# activ#m op%iunile Enable VoiceChat, Hear voice chat from avatar position, UsePush-To-Talk in toggle mode &i Enable lip syncanimation. (vezi figura 3):

Fig. 3. Ecranul de configurare audio

Tot aici accesnd butonul Device settings putemselecta microfonul &i ie&irea audio dorit# (dac#avem mai multe astfel de device-uri instalate nsistem. Ap#s#m apoi Apply &i apoi OK. Dup#ap#sarea butonului OK se revine la ecranul deautentificare anterior. Op%iunea Grid ar trebui acums# arate TIMV. Utilizatorii noi, care nu au contcreat pe platforma TIMV 3D pot selecta op%iuneadin partea dreapta-jos: Sign up for account. Prinaccesarea acestei op%iuni utilizatorii vor fi directa%intr-o pagin# web unde &i pot crea un cont deutilizator. Acest cont va trebui apoi s#fie activat dec#tre un administrator. Dup# crearea contului ncare sunt obligatorii: numele &i prenumele, adresade email, parola dorit#&i tipul avatarului, se poatereveni n aplica%ia client n care se completeaz#datele de autentificare definite anterior, username:

Nume Prenume &i parol#. Se acceseaz# apoibutonul Login. Activarea noilor profile create vaputea fi efectuat# de un utilizator cu derpturi deadministrator prin accesarea adresei de administrarehttp://timv3d.timv.ro:9000/wifi/admin

3.2 Selectarea #i configurarea avatarului

Dup# autentificarea n platforma TIMV 3Dutilizatorul &i va face prezen%a prin intermediulunui avatar n Campusul TIMV n zona de primire(landing zone). n aceast#zon#exist#un panou deteleportare pentru navigarea rapid# c#tre diverse

zone ale campusului precum &i o serie de panouripentru selectarea unui avatar ct mai reprezetativ(vezi figura 4).


3/6


3

Fig. 4. Zona de primire

Pentru selectarea unui avatar d#m click cu mouse-ul pe panoul dorit. Pe ecran ne va fi afi&at# ofereastr#de confirmare pentru transferul de content.An object named Nume Avatar has given you afolder named Nume Avatar. Alegem op%iuneaKeep. Dup# acceptarea con%inutului, acesta va

putea fi reg#sit n panoul Inventory. Acces#mpanoul Inventory &i c#ut#m folderul Nume Avatartransferat anterior. D#m click dreapta pe acestfolder &i din meniul contextual select#m op%iuneaReplace Outfit. n acest moment, avatarul nostru semetamorfozeaz#, c#p#tnd aspectul aavataruluiselectat. nchidem panoul Inventory. Pentru oconfigurare avansat# a avatarului putem accesaop%iunea Appearance prin click dreapta pe avatar(vezi figura 5).

Fig. 5. Configurarea avansat"a avatarului

n fereastra deschis#avem o multitudine de op%iunipentru modificarea aspectului avatarului (form#,p#r, ochi, urechi, nas, gur#, b#rbie, torso, picioare,elemente vestimentare precum &i configur#ri alefizicii avatarului (gravita%ie, s#ritur#, clivaj, balans).Dup# operarea modific#rilor ap#s#m butonul OK.Avem op%iunea de a crea outfituri diverse ce pot fisalvate prin op%iunea Make outfit. Dup# salvareaacestea se vor reg#si n panoul Inventory. Pentru aaccesa un anumit outfit din panoul Inventory,select#m prin click dreapta folderul respectiv &ialegem op%iunea Replace outfit. n cadrul

campusului mai exist# n cl#direa principal# laetajul 1 accesibil prin sc#rile din dreapta un malldin care exist#posibilitatea achizi%ion#rii gratuite a

diverselor elemente vestimentare sau accesorii.(vezi figura 6).

Fig. 6. Campus Mall

n partea de jos a fiec#rui panou din mall exist#unbuton de preview a elementului prezentat. Prin

accesarea butonului de preview elementul va fiafi&at tridimensional prin intermediul unuimanechin. Dac#ne place unul din elemente putems# l p#str#m dnd click pe panou. Elementul se vareg#si n panoul Inventory, putnd oricnd s# lselect#m.

3.3

Navigarea n cadrul platformei

Avatarul poate fi manipulat prin comenzi similareoric#rei platforme MMORPG (Massivelymultiplayer online role-playing games) prinintermediul tastelor cu s#ge%i &i a mouse-ului.Roti%a din centru a mouse-ului poate fi utilizat#

pentru modificarea pozi%iei camerei 3D. Prinapropierea la extrem de avatar a camerei, se trece nmodul de afi&are first person (adic# vedem lumea

prin ochii avatarului). Exist#configurate &i tastelePageUP &i PageDown ce pot fi utilizate pentru aface avatarul s# zboare. Tasta PageUp nal%#avatarul iar tasta PageDown l coboar#.Interac%iunea cu obiectele din lumea virtual#poatefi efectuat# cu ajutorul mouse-ului prin click sauclick dreapta pentru afi&area meniurilor contextuale

de op%iuni. Pentru o navigare rapid#n diverse zoneale campusului sunt prev#zute panourile deteleportare(vezi figura 7).

Fig. 7. Panoul de teleportare


4/6


4

Putem da click cu mouse-ul pe una din zone &i vomvedea pozi%ia acesteia pe harta campusului, apoidnd click dreapta &i selectnd op%iunea Teleportnow avatarul va fi teleportat n zona dorit#. ndiversele zone din campus exist# mobilier ce

permite a&ezarea avatarelor. Spre exemplu dac#dorim s#ne a&ez#m pe unul din scaunele din sala

de curs sau pe o canapea din zonele de relaxare saude studiu, d#m click dreapta cu mouse-ul pescaunul dorit sau n zona dorit# pe canapea &iselect#m op%iunea Sit here. Putem s# ne ridic#m

prin ap#sarea butonului Stand Up sau click dreaptape avatar &i selectarea op%iunii StandUp. n figura 8este afi&at#imaginea de ansamblu a campusului.

Figura 8. Imaginea de ansamblu a campusului TIMV 3D

n cadrul campusului exist#o serie de cl#diri &i spa%iide relaxare &i socializare n care utilizatorii pot s#desf#&oare diverse activit#%i de grup sau individuale.n cl#direa principal#exist#zece s#li de curs &i o aul#

pentru conferin%e &i de asemenea spa%ii de studiuindividual (tutoriale) &i spa%ii de relaxare n care sunt

prezente cinci televiziuni online HD muzicale (jazz,classics, rock dance &i pop).

3.4 Interconectarea cu platforma Moodle

Fiecare utilizator va trebui s# aib# un cont creat peplatforma Moodle integrat#, disponibil# la adresaweb: http:///timv3d.timv.ro. naintea intr#rii n salade curs fiecare avatar va trebui s#fie autentificat &i n

platforma Moodle pentru a i se putea nregistra setulde activit#%i &i progresul n procesul de nv%are.Autentificarea avatarelor se poate realiza n cl#direa

principal#la intrarea n prima sal#de curs din stngaprin click pe panoul Touch to register your avatarin Moodle. Utilizatorul va fi directat n browserulweb n sec%iunea de autentificare Moodle dupa

autentificare, va ap#rea mesajul de confirmare aautentific#rii avatarului. Din acest moment oriceactivitate a avatarului va fi nregistrat# n platformade eLearning Moodle. Pentru definirea testelor

interactive 3D, se creaza n platforma Moodle lacursul dorit, un test de evaluare &i se definescntreb#rile &i ponderea acestora. Din platformaTIMV3D n sala de curs, profesorul va accesa

butonul verde de configurare a cursului disponibil pecatedr#. Va alege apoi op%iunea Downloadconfiguration, pentru conectarea la Moodle &idownloadarea parametrilor de conexiune la bazele dedate. Dup# desc#rcarea configur#rii, va fi afi&at#fereastra de op%iuni pentru elementele 3D ce vor fi

generate n lumea virtual#n sala de curs. Exist#maimulte elemente ce pot fi incluse &i care suntinterconectate cu platforma Moodle: Choice, Loginzone, Meta Gloss, Password reset, PictureGloss,Presenter, PrimDrop, Quiz Pile-On, RegEnrollBooth,Toolbar Giver, Vending Machine, Quiz Chair,Tracker Button, Tracker Scanner, &i Webintercom.Dup# selectarea oricarui element din aceast# list#,acesta va fi generat n lumea virtual# &i va putea fi

pozi%ionat prin rotire, deplasare &i scalare pentru o ctmai bun#vizibilitate sau acces. Prin click pe obiectulgenerat, se va genera un link de configurare n

Moodle &i n browserul web dup#autentificare se vaaccesa configurarea elementului 3D n Moodle. Dup#configurare &i desc#rcarea acesteia, obiectul va fi


5/6


5

func%ional &i va putea fi utilizat n cadrul cursurilorsau activit#%ilor educative.

3.5 Instrumente didactice.

Pentru ca platforma TIMV3D s# devin# uninstrument cu adev#rat util n procesul educativ amdezvoltat o serie de aplica%ii ce sunt disponibile directn lumea virtual#. Printre acestea se num#r#:Whiteboard-ul ce este disponibil n s#lile de curs subforma unor table de prezentare; ecranele de

prezentare, ce permit accesarea oric#rei pagini websau a unor aplica%ii internet (wiki spaces, googledocs, wallwisher, google forms etc.); Ecrane destudiu (tutoriale), Ecrane webcam, prin care

profesorul, un invitat sau studen%ii pot fi afi&a%i ntimp real prin livestreaming; sistem devideoconferin%#, disponibil prin click pe

videointerfonul de pe catedra s#lii de curs, Aplica%iade Screen Sharing, disponibil#prin click pe laptopulde pe catedr#, ce permite partajarea n lumea virtual#a ecranului unui calculator, prin aceasta putndu-seintegra prezent#ri Powerpoint, Prezi, sau oricemateriale grafice utile ca suport de curs (vezi figura9).

Figura 9. Instrumente didactice

Comunicarea n cadrul platformei poate fi realizat#asincron prin mesagerie sau sincron prin text chat,audiochat sau videoconferin%#. Prin aplica%iaWebintercom poate fi realizat# o conexiune ntresistemul de text chat de pe platforma 3D cu celexistent n platforma Moodle, astfel utilizatorii celordou#platforme putnd interac%iona. Pentru o ct mai

bun# comunicare, au fost prev#zute pe platform#seturi de gesturi ce pot ilustra latura nonverbal#.Acestea pot fi configurate n panoul Gesturesaccesibil prin click dreapta pe avatar. Aplica%ia clienta platformei poate fi integrat#&i cu Microsoft Kinect,astfel nc#t gesturile utilizatorului din lumea real#s#

fie transpuse n timp real n gesturi ale avatarului s#u.Pentru o ct mai bun# imersiune n aceast# lumevirtual# platforma poate fi accesat# &i prinintermediul ochelarilor de realitate virtual# Oculus

Rift &i a diverselor periferice haptice. Exist#definiteo serie de instrumente didactice utile n procesul deevaluare, printre acestea num#rndu-se: Quizz Chair,Choice, Quizz Pile On, &i instrumente de pontareautomat#sau interactiv#: Tracker Scanner &i TrackerButton, mesajele transmise de acestea reg#sidu-se larubrica Activities n platforma Moodle. La fiecaremas#de curs sunt prv#zute monitoare cu acces web,

prin intermediul c#rora studen%ii pot accesa suportulde curs de pe platforma Moodle sau orice alt siteweb. n s#lile de curs exis# rafturi cu c#r%i ce pot fiinterconectate cu o bibliotec# virtual#. La click peuna din c#r%ile din raft, utilizatorului i va fi afi&at nformat pdf, con%inutul c#r%ii sau lucr#rii selectate.Avatarele pot s# &i ia noti%e n timpul sesiunilor decurs sau n timpul activit#%ilor libere, prin intermediul

Notecard-urilor, disponibile n panoul Inventory, prin

selectarea op%iunii Create / New Note. Dup#completarea informa%iilor dorite n notecard &isalvarea acestuia, el va deveni disponibil n panoulInventory n folderul Notecards. n cl#direa

principal# exist# de asemenea o aul#, n care pot fisus%inute prezent#ri sau conferin%e la care pot

participa un num#r mai mare de utilizatori. (vezifigura 10).

Figura 10. Aula

Avatarul care sus%ine prezentarea &i vorbe&te la masaaulei va putea fi auzit de to%i participan%ii laeveniment. Pe ecranul din spatele mesei de

prezentare pot fi incluse elemente grafice ca suportpentru sus%inerea prezent#rii.

4 CONCLUZII

Prin dezvoltarea &i implementarea platformei TIMV3D am creat un instrument flexibil, atractiv &iinteractiv ce poate fi utilizat n activit#%ile educative,&i care ofer#un mediu colaborativ &i provocator, ntr-o lume virtual# n care ficare poate s# &i afirme

personalitatea, individual sau ca membru al unei

colectivit#%i. Caracteristicile principale ale platformeisunt: suport pentru educare, inv#%are si evaluare,socializare, interactivitate, role-playing, nv#%area

prin joc, fiind un trend la mod# &i totodat# foarte


6/6


6

agreat de tn#ra genera%ie digital#. Contribu%iaadus# la aceast# platform# dezvoltat# peinfrastructura Open Source - Open Sim a fost creareaunui campus complex &i complet, dezvoltareaaplica%iilor pentru instrumentele didactice &iinterconectarea cu platforma Moodle, crend astfel olume virtual#cu un suport tehnic de ultim#genera%iece faciliteaz#nv%#mntul la distan%#dar &i sesiunilede clas#n care studen%ii &i profesorii interac%ioneaz#avnd ca suport aceast# platform#. Platforma estefelxibil#&i permite dezvolt#ri ulterioare, att n ceeace prive&te configura%ia &i dot#rile campusului ct &i aaplica%iilor suport pentru derularea activit#%iloreducative, de socializare &i recreative. Platforma

permite importul de obiecte 3D (mesh-uri texturate),create n orice aplica%ie 3D (Cinema 4D, Blender, 3DStudio Max etc.) &i exportate din acestea n format

portabil collada (.dae) sau direct din libr#ria GoogleWarehouse. Odat#cu meshurile 3d pot fi importate &idiverse anima%ii. Partea de programare este realizat#n LSL (Linden Scripting Language:

http://wiki.secondlife.com/wiki/LSL_Portal) .Platforma include &i un motor de fizic# (physicsengine), ce permite crearea &i rularea de diversesimul#ri, putnd astfel s#fie concepute o multitudinede experimente captivante, greu, sau chiar imposibilde reprodus n lumea real#. Chiar dac# platformaconfer# o multitudine de facilit#%i &i gadgeturi, esteimportant ca n planificarea &i desf#&urareaactivit#%ilor de educare, nv#%are &i evaluare s# fie

bazat#nu att pe factorul de wow tehnologic ct peobiective clare &i deplina n%elegere a cerin%elorgrupurilor %int#.

Singura limit# n aceast# lume virtual# esteimagina%ia!

5 MUL$UMIRI

Adres#m mul%umiri Centrelor Bibus &i PreMinV dincadrul Universit#%ii Politehnice Bucure&ti pentrusuportul acordat n testarea &i analiza posibilit#%ii de

implementare ca instrument didactic n Facultatea deIngineria &i Managementul Sistemelor Tehnologice.

6 BIBLIOGRAFIE

[1]. Hype Cycle for Emerging Technologies,Gartner Research, August 2008,http://www.gartner.com/it/page.jsp?id=739613[2]. Virtual world, Wikipedia,http://en.wikipedia.org/wiki/Virtual_world[3]. Virtual reality, Wikipedia,http://en.wikipedia.org/wiki/Virtual_reality[4]. Encyclopedia Britanica (online),

http://www.britannica.com/[5]. Joe Sanchez, Implementing Second Life: Ideas,Challenges, and Innovations, Chapter 2: A Social

History of Virtual Worlds, February/March 2009,Library Technology Reports,http://www.techsource.ala.org[6]. Stephen C. Bronack et al., Designing VirtualWorlds to Facilitate Meaningful Communication:Issues, Considerations, and Lessons Learned,Technical Communication Journal, August 2008,

ISSN 0049-3155.[7]. Richard A. Bartle, Designing Virtual Worlds,

New Riders Publishing, 2003, ISBN: 0-1310-1816-7,

http://www.amazon.com/Designing -Virtual-Worlds

-Richard-Bartle/dp/0131018167[8]. Maged N. Kamel Boulos et al., Designing for

learning in 3-D virtual worlds: the University of

Plymouth Sexual Health SIM experience in SecondLife,http://www.researchgate.net/publication/230674148

_Designing_for_learning_in_3-D_virtual_worlds_the_University_of_Plymouth_Sexual_Health_SIM_experience_in_Second_Life [9].

Doug A. Bowman et al., An Introduction to 3-DUser Interface Design,http://eprints.cs.vt.edu/archive/00000548/01/3dui_presence.pdf[10]. Sara de Freitas, Serious Virtual Worlds, JISC,

http://www.jisc.ac.uk/media/documents/publications/seriousvirtualworldsv1.pdf[11]. David Mallon, Virtual Classrooms: Facts,Practical Analysis, Trends and ProviderComparisons, Bersin & Associates, 2010[12]. John Kirriemuir, Zen and the Art of AvatarMaintenance, Virtual World Watch, 2010,http://www.virtualworldwatch.net

[13]. 3-D immersive virtual worlds in highereducation: An Australian and New Zealand scopingstudy report, 2010,http://www.academia.edu/530936/3D_immersive_virtual_worlds_in_higher_education_An_Australian_and_New_Zealand_scoping_study[14]. Karl Kapp and Tony O'Driscoll, Learning in

3-D,

http://www.learningin3d.info/#/about -the-book/4536558819 Web site accompanying the book

"Learning in 3-D", http://www.learningin3d.info[15]. Educational Uses of SecondLife (onlinevideo),http://www.youtube.com/watch?feature=player_em

bedded&v=qOFU9oUF2HA[16]. Virtual World Watch,http://www.silversprite.com/?page_id=353(http://www.virtualworldwatch.net)

timv3d-platforma imersiva de elearning

Documents