+48 693 543 261   +48 664 720 172 zap@giantlazer.com

Edukacyjna wycieczka do lasu w wirtualnej rzeczywistości

Klient – Instytut Badawczy Leśnictwa w Sękocinie Starym

Instytut Badawczy Leśnictwa, świętujący w momencie realizacji projektu 90-lecie swojej działalności, na co dzień zajmuje się prowadzeniem badań i prac rozwojowych w zakresie: zalesiania i odnawiania lasu, pielęgnacji, użytkowania, a także ekologii, ochrony przyrody, genetyki oraz ekonomiki i polityki leśnej.

Współpraca z Instytutem Badawczym Leśnictwa została zrealizowana w ramach dofinansowania projektu pt. „Wyposażenie, doposażenie oraz adaptacja i rozbudowa obiektów infrastruktury Izby Edukacji Leśnej Instytutu Badawczego Leśnictwa w Sękocinie Starym” współfinansowanego przez Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej (NFOŚiGW).

instytut badań leśnych siedziba IBL Giant Lazer

Wyzwanie

Technicznym założeniem pracy projektowej było wykorzystanie angażującego medium VR, które w interesujący sposób może wspomagać edukację na temat bioróżnorodności w polskim środowisku naturalnym. Dla nas, jako deweloperów, najważniejsze było wyprodukowanie bogatego, interaktywnego świata i optymalizacja programu w celu uzyskania jak największej stabilności jego działania.

Projekt zakładał stworzenie pięciu trójwymiarowych ekosystemów, pochodzących z różnych miejsc w całej Polsce i ukazujących różne typy lasów. W aplikacji zwiedzimy więc: Bory Tucholskie – bór sosnowy, Dąbrowy Krotoszyńskie – las dębowy, Puszczę Białowieską – las grądowy, Karkonosze – bór świerkowy, a także obszar “W lesie jak w domu” – las bukowy.

Każdy ze stworzonych w 3D lasów miał cechować realistyczny podział warstwowy. W założeniu odpowiednie ekosystemy miały być zbudowane z charakterystycznych, szczegółowo odwzorowanych roślin charakterystycznych dla każdej warstwy lasu: runa, podszytu i warstwy drzew.

Aplikacja nie byłaby kompletna, gdyby nie bogato reprezentowana fauna, zamieszkująca odpowiednio przygotowane ekosystemy. Naszym zadaniem było umożliwienie uczniom zwiedzania ich i stworzenie unikalnej szansy na spotkanie wielu niezwykłych mieszkańców lasu – począwszy od żubra, poprzez łosia, daniela, jelenia, sarnę, a skończywszy na dziku, wilku czy łasicy.

Łącznie w aplikacji zawartych zostało 9 gatunków ssaków (razem 17 modeli – samiec, samica, młode), 2 gatunki gadów i płazów, 3 gatunki ptaków (w tym model klucza żurawi), 6 gatunków owadów, 6 gatunków grzybów, ok. 10 gatunków drzew, 6 różnorakich krzewów i krzewinek, 18 gatunków roślin runa, a ponadto sadzonki, nasiona, szyszki oraz ślady i tropy zwierząt. To właśnie prezentacja bioróżnorodności była kluczem do tworzenia świata aplikacji.

model 3D aplikacja IBL Giant Lazermodel 3D aplikacja IBL Giant Lazer

Przedstawiony w aplikacji świat nie miał być jednak wyłącznie modelem lasu. Celem aplikacji było zapoznanie młodzieży ze światem natury poprzez ciekawe i różnorodne interakcje, wykonywane podczas wypełniania 30 wirtualnych zadań, takich jak obserwacja zwierząt przez lornetkę, wabienie, fotografowanie i dokarmianie wybranych gatunków, a także nasłuchiwanie ich odgłosów. Projekt zakładał także możliwość wcielania się w stworzenia i oglądanie świata np. oczami owadów (trzmieli) lub z pozycji wielkości danego zwierzaka (m.in. mrówki, kornika, jelonka rogacza, ryjówki, żaby).

Istotną częścią planu było także stworzenie spójnego konceptu gry – historii, która mogłaby pomóc młodym użytkownikom z jeszcze większą ciekawością zanurzyć się w świecie polskiej przyrody. Dlatego też w zmniejszeniu się i przeniesieniu się do świata nawet najmniejszych mieszkańców lasu, uczniom pomagać miały wypijane eliksiry czy też cudotwórcze zarodniki grzybów. Chodziło o to, by w czasie wirtualnej wędrówki można było przyjrzeć się dokładnie każdej części ekosystemu.

Rozwiązanie

Tworząc systemy gamingowe, podstawowe wyzwanie zawsze stanowi osiągnięcie kompromisu między budowaniem szczegółowego środowiska a zachowaniem wydajności pracy aplikacji. W skrócie: im prostsze modele (bryły) stworzymy, tym lepsza będzie płynność pracy symulatora.

Przygotowywanie naturalnego pejzażu wiąże się jednak z produkcją wielu różnorodnych obiektów organicznych, które są z reguły skomplikowane. Mimo to udało się z dużą precyzją odwzorować stanowiska leśne, zachowując satysfakcjonujący poziom działania aplikacji.

Wysoką wydajność aplikacji uzyskaliśmy również, decydując się na stworzenie nie jednej (jak planowaliśmy na początku procesu projektowego), a sześciu osobnych aplikacji, uruchamianych automatycznie z poziomu głównej, czyli menu. Rozdzielenie programów zagwarantowało mniejsze obciążenie komputera, a zatem poprawną pracę oprogramowania.

3D dizajn gra VR Giant Lazer las świerkowy

Wędrówkę po zdigitalizowanych (zeskanowanych, sfotografowanych) i przetworzonych graficznie ekosystemach leśnych uczestnicy zajęć mogą odbyć w okularach VR. Po ich założeniu znajdą się w wirtualnym środowisku leśnym, po którym mogą przemieszczać się, chodząc, biegając, skacząc czy też wspinając się po drabinie. Z łatwością rozpoznają wiele gatunków zwierząt, a także drzew, krzewów, roślin zielnych i grzybów.

Łącznie w grze znalazło się blisko 120 różnych modeli 3D, przygotowanych przez dział graficzny Giant Lazer.

Choć na początku planowaliśmy stworzenie otwartej przestrzeni, w której użytkownik ma wolność poruszania się, to ze względu na wygodę korzystania z programu, a także komfort pracy edukatorów, zdecydowaliśmy na liniową rozgrywkę w oparciu o czytelne strzałki kierujące do kolejnych zadań i aktywności.

Obserwowanie lasu wzbogaca wizualnie aranżacja modeli wykonana w różnych porach roku, począwszy od wczesnej wiosny aż do późnej jesieni, ukazująca przyrodę widoczną z pozycji krajobrazu, gatunku i detali, takich jak słupki i pręciki, czy przezroczyste skrzydła owadów.

render mrówka 3D Giant Lazerrender mrówka 3D Giant Lazer

Dla amatorów działań matematyczno-technicznych czekają następne zadania:

– ustalanie wieku drzew poprzez liczenie słojów,
– mierzenie pierśnicy drzewa, 
– kontrolowanie czasu ścinki drzewa przez harwester,
– mierzenie tropu wilka i psa.

Dostępne dla użytkowników interakcje zakładają także korzystanie z lupy, lornetki, notesu, oraz specjalnych eliksirów pomagających w bliższym obserwowaniu przyrody.

Podczas wizyty w wybranym modelu lasu warto jednak uważać, aby nie wystraszyć sarny, dzięcioła czy tokujących cietrzewi, albo aby nie ukąsiła nas żmija, czy też, aby nie dostać mandatu za działanie zabronione w lesie.

W ramach rywalizacji można zmierzyć się w grupie, wykonując na czas przygotowane mini-gry, np.: przybijanie młotkiem plakietek z numeratora na czoło ściętych pni sosny, zbieranie jagód, czy  dokładna segregacja śmieci. W niezwykle atrakcyjny sposób pozwalamy poszerzać także wiedzę z zakresu ekologii, ochrony przyrody, zrównoważonego rozwoju i zagrożeń lasów.

Dla początkujących w poznawaniu polskiej flory przewidzieliśmy system podpowiedzi.

las aplikacja VR Giant Lazer edukacja

Bogactwo fauny i flory przedstawione w wirtualnej przestrzeni zostało dokładnie odzwierciedlone dzięki szczegółowym materiałom referencyjnym – zdjęciom, a także chmurom punktów przygotowanych na bazie skanów 3D poszczególnych środowisk leśnych. Ich pozyskanie było możliwe dzięki wykorzystaniu przez IBL specjalistycznego sprzętu (aparatu fotograficznego, kamery, skanera), zakupionego w ramach projektu. W ten sposób każdy z modeli zyskał unikatowy i realistyczny kształt.

Projekt uzupełnia pieczołowicie przygotowany krajobraz dźwiękowy lasu. Program zawiera odtworzone oraz pozyskane odgłosy charakterystyczne dla konkretnych gatunków zwierząt, a także odgłosy ilustrujące zmienne warunki pogodowe (np. burzę, wiatr hulający w koronach drzew). Użytkownicy usłyszą również dźwięki obiektów technicznych (jak praca harwestera, czy pilarki). Tak złożona warstwa audiowizualna tworzy ostatecznie fascynującą i wartościową całość.

Znajdując złoty środek między wydajnością i efektem audiowizualnym, Giant Lazer przedstawiło szczegółowy produkt, prezentujący polską bioróżnorodność w wirtualnej rzeczywistości. Dzięki zaawansowanym umiejętnościom artystów 3D pracujących dla wrocławskiego studio, aplikacja zyskała wiele dokładnie odwzorowanych gatunków fauny i flory, cieszących oko, a zarazem wartościowych pod względem edukacyjnym.

– Instytut Badawczy Leśnictwa

Efekt

W ramach przedsięwzięcia stworzono wirtualne modele lasów w oparciu o technologię Virtual Reality (VR), zakupiono sprzęt do przygotowania materiałów terenowych, wysokiej klasy komputery, które pozwolą na uruchamianie aplikacji oraz nowoczesne gogle VR, na których użytkownicy przeniosą się do wirtualnego świata.

Po zakończeniu projektu Instytut Badań Leśnictwa planuje organizację zajęć edukacyjnych, podczas których uczestnicy będą mogli poznać fragmenty bogatej, polskiej przyrody.  Korzystający z przygotowanego stanowiska uczestnik, oraz oglądający jego zmagania na ekranie ściennym współuczestnicy spotkania edukacyjnego, wspólnie rozwijają świadomość ekologiczną. Wszystko to pod okiem edukatora IBL, który pomaga w obsłudze wirtualnego scenariusza, dodatkowo rozwijając wątki edukacyjne zawarte w rozgrywce. W ten sposób, w ramach nowej formuły zajęć, wycieczki szkolne i grupy rodzinne mogą uzupełniać wiedzę zdobytą w terenie o interaktywne ćwiczenia VR.

W ramach projektu zapewniliśmy firmie IBL niezbędne szkolenia administracyjno-techniczne (pokazujące, jak instalować oraz uruchomić aplikację) i edukacyjne (pokazujące, jak przeprowadzić lekcję przy pomocy sprzętu VR). Po zakończeniu szkoleń przekazaliśmy partnerowi materiały szkoleniowe, z których mogą korzystać pracownicy zaangażowani w obsługę wirtualnego systemu.