Bài tập lớn: Virtual Reality - Ứng dụng của thực tế ảo trong lĩnh vực giáo dục môn Năng lực số ứng dụng | Học viện Ngân hàng

Giảng viên hướng dẫn : Lê Cẩm Tú Thực hiện : Nhóm 2 Lớp
: Năng lực số K27NHA Vũ Lan Ngọc LỜI MỞ ĐẦU
Trong thời đại công nghệ 4.0, các ứng dụng công nghệ hiện đại đã và đang thay đổi
mạnh mẽ nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong ngành giáo dục. Một trong những công nghệ nổi
bật và đang được áp dụng rộng rãi là thực tế ảo (VR). Thực tế ảo không chỉ mang lại trải
nghiệm mới mẻ, sinh động, mà còn mở ra những cơ hội giáo dục đáng giá cho học sinh, sinh
viên và giáo viên. Và Giáo dục là một ngành không thể thiếu ở trên đất nước Việt Nam và
cũng như trên toàn thế giới. Ngành giáo dục đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc phát
triển xã hội và nền kinh tế. Đây là lĩnh vực không chỉ liên quan đến việc truyền đạt kiến thức,
mà còn hình thành nhân cách, kỹ năng sống và định hướng tương lai cho thế hệ trẻ.
Truyền thống học tập theo phương pháp thụ động với sách vở, bảng đen, và giáo trình
có thể không còn đáp ứng được nhu cầu học tập của thế hệ trẻ trong bối cảnh hiện đại. Trong
khi đó, thực tế ảo giúp tạo ra môi trường học tập tương tác, trực quan và sống động, nơi
người học có thể tham gia vào các tình huống học tập thực tế mà không bị giới hạn bởi không gian hay thời gian.
Bài tập lớn này sẽ nghiên cứu ứng dụng của công nghệ thực tế ảo trong giáo dục, phân
tích những lợi ích mà nó mang lại, đồng thời đánh giá những thời cơ và thách thức trong việc
tích hợp VR vào quá trình giảng dạy và học tập. Qua đó, chúng ta có thể hiểu rõ hơn về khả
năng thay đổi và cải tiến phương pháp giảng dạy truyền thống, đồng thời mở ra hướng phát
triển mới cho ngành giáo dục trong tương lai.
Chiếc máy VR đầu tiên có tên là Sensorama, được phát minh bởi Morton Heilig ,
còn được mệnh danh như "Cha Đẻ" của thực tế ảo. Nó kết hợp nhiều công nghệ để Kích
thích tất cả các giác quan, Có mộtvideo 3D đầy đủ màu sắc kết hợp Âm thanh, Rung động,
Mùi và các Hiệu Ứng Khí Quyển, chẳng hạn như Gió. Điều này được thực hiện bằng cách
sử dụng các nhà sản xuất mùi hương, một chiếc ghế rung,loa Âm thanh nổi và một Màn hình 3D lập thể. 1960
Tiếp nối 4 năm sau đó của ông là mặt nạ có tên là Telephere Mask (1960) nó tương
tự như 1 chiếcSesorama thu nhỏ, thiết bị này có 3D lập thể tầm nhìn rộng và âm thanh nổi
trung thực nhưng vẫn chưacó tính năng theo dõi chuyển động. Mặc dù 2 phát minh này đều
được cấp bằng sáng chế vào thời điểmđó nhưng nó lại hoàn toàn thất bại về thương mại, vì
nó gây ảnh hưởng lớn cho mắt và trải nghiệm người dùng, gây nên tác dụng phụ như đau
đầu, buồn nôn và đau mắt cho người sử dụng. 1968
Đến 1968, màn hình gắn trên đầu VR/AR đầu tiên Sword of Damocles kết nối với
máy tính được tạo rabởi giáo sư Ivan Sutherland và học trò của mình. . Đó là một thiết
kế lớn, có phần trông khá đáng sợvì nó phải treo trên trần nhà và quá nặng để bất kỳ người
dùng nào có thể thoải mái đeo và mang theo.Người dùng cũng sẽ cần được gắn vào thiết bị,
Đồ họa do máy tính tạo ra là những phòng và vật thể khung dây rất thô sơ -
Các thiết bị đầu ra (Output devices): Gồm hiển thị đồ họa (nhưmàn hình, HDM,..)
để nhìn được đối tượng 3D. Thiết bị âm thanh (loa)để nghe được âm thanh vòm (như HiFi,
Surround,..). Bộ phản hồi cảmgiác (Haptic feedback như găng tay,..) để tạo xúc giác khi sờ,
nắm đốitượng. Bộ phản hồi xung lực (Force Feedback) để tạo lực tác động nhưkhi đạp xe, đi đường xóc, … Phần mềm -
Phần mềm luôn là linh hồn của VR cũng như đối với bất cứ mộthệ thống máy tính
hiện đại nào. Về mặt nguyên tắc có thể dùng bất cứngôn ngữ lập trình hay phần mềm
đồ họa nào để mô hình hóa(modelling) và mô phỏng (simulation) các đối tượng của
VR. Ví dụ nhưcác ngôn ngữ (có thể tìm miễn phí) OpenGL, C++, Java3D, VRML,
X3D,…hay các phần mềm thương mại như WorldToolKit, PeopleShop, … -
Phần mềm của bất kỳ VR nào cũng phải bảo đảm 2 công dụngchính: Tạo hình và
mô phỏng. Các đối tượng của VR được mô hình hóanhờ chính phần mềm này hay chuyển
sang từ các mô hình 3D (thiết kếnhờ các phần mềm CAD khác như AutoCAD, 3D Studio,
...). Sau đóphần mềm VR phải có khả năng mô phỏng động học, động lực học, vàmô phỏng
ứng xử của đối tượng. 1.4 Các công nghệ hỗ trợ thực tế ảo
Công nghệ đồ họa 3D
Đồ họa thời gian thực (Real-Time Graphics):
Công nghệ này tạo ra hình ảnh 3D động, phản ứng nhanh với hành động của người dùng.
Sử dụng các công cụ phát triển như Unity, Unreal Engine để xây dựng môi trường thực tế ảo. Ray Tracing:
Kỹ thuật ánh sáng tiên tiến mô phỏng cách ánh sáng phản xạ và khúc xạ, giúp
môi trường VR trở nên sống động và chân thực hơn.
Công nghệ hiển thị
Màn hình độ phân giải cao:
Sử dụng OLED hoặc LCD với độ phân giải lớn và tần số làm tươi cao (như
90Hz hoặc 120Hz) để giảm hiện tượng mờ và chóng mặt.
Công nghệ theo dõi chuyển động (Motion Tracking):
Inside-Out Tracking: Theo dõi chuyển động của người dùng qua camera tích hợp trong kính VR.
Outside-In Tracking: Sử dụng cảm biến hoặc camera ngoài để định vị chính
xác vị trí người dùng.
Thiết Kế và Quy Hoạch
Các kiến trúc s ư và nhà quy hoạch có thể sử dụng VR để tạo ra các mô hình 3D của
dự án, giúp họ kiểm tra thiết kế và thực hiện các điều chỉnh cần thiết trước khi bắt đầu
xây dựng. Và các chủ đầu tư c ó thể dùng nhà mẫu ảo với không gian 360 độ mang lại cái
nhìn tổng quát nhất về dự án. Điều này giúp giảm thiểu sai sót và tối ưu hóa quá trình xây dựng.
Ứng dụng của thực tế ảo trong Quảng cáo và Marketing
Bên cạnh Wensite 3 D, chụp hình 360 độ,... thì việc sử dụng VR trong tiếp thị kỹ
thuật số giúp nâng cao trải nghiệm mua sắm của khách hàng bằng cách tăng tương tác
trực tiếp, chạm vào và dùng thử sản phẩm mà họ muốn mua thông qua các hiệu ứng hình
ảnh đa chiều do VR tạo ra. Ví dụ: trong thời trang trực tuyến, việc lựa c họn sản phẩm có
kích thước và kiểu dá ng phù hợp sẽ được sắp xếp hợp lý hơn khi khách hàng trải nghiệ m
tính năng VR cho phép họ dùng thử sản phẩm.
Đây là những tình huống mà công nghệ thực tế ảo có thể tái hiện trong các đợt huấn
luyện quân sự, giúp mang đến những trải nghiệm mà phương pháp đào tạo thông thường
không thể thực hiện được.
1.7 Lợi ích của Thực tế ảo VR trong các ngành
Dịch vụ quân sự
Nó chuẩn bị tốt hơn cho các thành viên nghĩa vụ quân sự để xử lý các tình huống nguy
hiểm thông qua các mô phỏng và bài tập. VR có thể được sử dụng để tạo mô phỏng chuyến
bay cho phi công cũng như mô phỏng chiến đấu và phương tiện cho các ngành quân sự khác.
Chăm sóc sức khỏe
Các nhà tâm lý học và trị liệu đang nghiên cứu cách sử dụng VR để giúp điều trị cho
những người đang phải vật lộn với PTSD. Mô phỏng các sự kiện bằng thực tế ảo là một cách
an toàn và mạnh mẽ để thực hiện điều này và có thể mang lại những bước đột phá lớn trong điều trị PTSD.
Thể thao và Giải trí
Người hâm mộ thể thao cũng như vận động viên có thể tận dụng lợi thế của thực tế ảo.
Những người lái xe đua có thể chuẩn bị tốt hơn nhiều cho G-force lái xe quá nhanh và làm
quen với các đường đua khác nhau nếu họ chuẩn bị bằng trải nghiệm thực tế ảo. Về mặt tiếp
thị thể thao, rất nhiều đài truyền hình đã bắt đầu thử nghiệm cung cấp các sự kiện thể thao
trực tiếp VR. Điều này thậm chí có thể giúp nhiều người hâm mộ tiếp cận trận đấu hơn với
số tiền ít hơn so với việc đến sân vận động. Sau khi COVID-19 buộc rất nhiều trò chơi trực
tiếp bị hủy bỏ, lợi ích của việc cung cấp trải nghiệm thực tế ảo là rất rõ ràng.
Y tế chăm sóc sức khỏe
Nếu bạn từng thắc mắc tại sao thực tế ảo lại tốt, hãy hỏi bác sĩ phẫu thuật. Học cách
thực hiện phẫu thuật là một công việc căng thẳng. Rất nhiều thực hành là cần thiết để trở
thành một bác sĩ phẫu thuật lành nghề. Thật không may, thực hành phẫu thuật là đầy rủi ro
cho bệnh nhân. Mô phỏng phẫu thuật thực tế ảo mang đến cho các bác sĩ mới tập sự cơ hội
phạm sai lầm một cách an toàn và học hỏi trong một môi trường mô phỏng thực tế để giúp
các bác sĩ phẫu thuật trở nên có kinh nghiệm và tay nghề cao mà không gây bất kỳ rủi ro nào cho bệnh nhân. Giáo dục
Cuộc khủng hoảng COVID-19 đã buộc các trường học và trường đại học phải đóng cửa
hàng loạt. Học sinh và giáo viên phải vật lộn để dạy và học trong môi trường ảo. Công nghệ
thực tế ảo có thể truy cập sẽ không chỉ giải quyết vấn đề này mà còn có thể giới thiệu các
phương pháp giảng dạy và học tập mới không giới hạn cho lớp học. Hãy tưởng tượng việc
cho học sinh cơ hội thực hiện các thí nghiệm hóa học mà không bị giới hạn bởi kinh phí cần
thiết cho các nguồn lực đắt tiền. Điều tương tự cũng xảy ra với các chuyến dã ngoại. Sinh
viên lịch sử có thể ghé thăm quá khứ và sinh viên ngôn ngữ có thể khám phá những nền văn
hóa mới với thực tế ảo. Lợi ích của VR được thể hiện rõ trong ngành giáo dục.
Thiết kế và Tiếp thị
Các chuyên gia nghệ thuật, thiết kế và tiếp thị có thể tiết kiệm rất nhiều tiền với công
nghệ thực tế ảo. Họ có thể thử nghiệm sản phẩm và thiết kế trong môi trường đại diện cho
thế giới thực trước khi cam kết sản xuất sản phẩm hoặc thiết kế. Đó là cách tiết kiệm chi phí
nhất để xem thiết kế có phù hợp về mặt vật lý và thẩm mỹ hay không.
CHƯƠNG II: ỨNG DỤNG CỦA THỰC TẾ ẢO TRONG LĨNH VỰC GIÁO DỤC 2.1 Thực trạng Thực trạng
Thực tế ảo VR đang trở thành một xu hướng quan trọng, được sử dụng phổ biến trong
giáo dục thời đại 4.0. Nó đem đến một môi trường học tập mới mẻ, sống động, tạo ra những
trải nghiệm lôi cuốn hấp dẫn kích thích sự sáng tạo, năng động của học sinh. Việc áp dụng
thực tế ảo trong công tác giảng dạy giúp nâng cao hiệu quả học tập, bồi dưỡng, mở rộng kiến
thức cho học sinh một cách đa chiều. Hiện nay VR đang có nhiều bước tiến lớn, với nhiều ứng dụng đáng chú ý:
Ứng dụng trong giảng dạy các thí nghiệm mô phỏng
Khám phá và tìm hiểu lịch sử văn hóa
Tạo môi trường học tập sinh động Tại Việt Nam
Trường Đại học Duy Tân đã ứng dụng thực tế ảo vào ý khoa: xây dựng các hệ thống mô
phỏng 3D phục vụ giảng dạy và đào tạo chuyên ngành y học, như: hệ thống xương, hệ
cơ,tuần hoàn máu trong cơ thể người.( Giải thưởng Sao Khuê 2018)
-Sự phát triển ứng dụng VR/AR của các công ty VRTech, Co-Well Asia, ADT Creative…
- Trường Đại học Công nghiệp Việt Nam cũng đã đưa mô hình các bài giảng được thiết kế
dựa trên VR vào thực tiễn giảng dạy: bài học nhận diện và đọc tham số một số linh kiệnđiện