Name: Opracowanie gry wideo w rzeczywistości wirtualnej do symulacji prądów rozrywających (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-07-16T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 37 s
Description: Odkryj metodę tworzenia gry VR symulującej prądy rozrywające w celu edukacji o bezpieczeństwie na plaży. Ta technika zwiększa zaangażowanie użytkowników w porównaniu do tradycyjnych metod.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Ta publikacja jest wynikiem projektu NYSG R/CHD-14 finansowanego w ramach NA18OAR4170096 z National Sea Grant College Program of the U.S. Department of Commerce's National Oceanic and Atmospheric Administration, na rzecz Fundacji Badawczej Uniwersytetu Stanowego w Nowym Jorku w imieniu New York Sea Grant. Stwierdzenia, ustalenia, wnioski, poglądy i zalecenia są oświadczeniami autora (autorów) i niekoniecznie odzwierciedlają poglądy którejkolwiek z tych organizacji.

Wszystkie użyte metody zostały zatwierdzone przez Hofstra University Institutional Research Board (IRB). Opracowana gra wideo VR została wykorzystana do przeprowadzenia ankiety wśród 64 osób.
UWAGA: Skrypty zostały napisane w języku C# i są dostępne do pobrania pod adresem: https://github.com/Jasebern/HofstraVR.
1. Tworzenie gry wideo VR rip current: Środowisko wirtualne i wejście/wyjście użytkownika
<ol>
	<li>Otwarta platforma programistyczna VR (np. Unity18). Ta procedura została wykonana w środowisku Unity 2018.3.1f1.
	<ol>
		<li>Rozpocznij nowy projekt 3D o nazwie "Rip Current". Projekt 3D zawiera jedną lub wiele scen składających się z "obiektów gry", które mogą wyglądać jak obiekty bryłowe19. Skrypty mogą być dodawane do obiektów gry, co pozwala na interaktywność i zmiany w środowisku w czasie rzeczywistym. Projekt ten będzie zawierał cztery sceny i liczne obiekty gry.</li>
		<li>Otwórz kartę Magazyn zasobów aparatu Unity. Zawiera on 'prefabs' - już utworzone kolekcje obiektów gry 2D i 3D oraz plików audio -- opracowane przez innych użytkowników, które mogą być dodane do project20.</li>
		<li>Zaimportuj zasób "Integracja z Oculusem" ze sklepu Unity Asset Store, który udostępnia podstawowe zasoby do tworzenia VR</li>.
	</ol>
	</li>
	<li>Utwórz pierwszą nową scenę: Menu główne (Rysunek 1).
	<ol>
		<li>Korzystanie z zasobów | Utwórz | Warstwa terenu, a następnie dodaj odpowiednią kolorystykę, aby stworzyć pagórkowaty zielony teren jako atrakcyjne tło dla sceny menu głównego.</li>
		<li>Korzystanie z GameObject | Interfejs | Płótno, aby dodać nowe płótno, zatytułowane Menu główne, z polem tekstowym dla tytułu Symulacja VR. Płótno to obiekt gry, który przechowuje tekst i przyciski umożliwiające interakcję użytkownika i określone zdarzenia w symulacji na podstawie tego input4.</li>
		<li>Dołączanie skryptów napisanych w języku C# do obiektu gry. Dodaj skrypt, wybierając żądany obiekt gry docelowej w hierarchii sceny. Następnie na karcie Inspector (Inspektor) wybierz pozycję Dodaj składnik | Nowy skrypt i wprowadź żądany tytuł skryptu.</li>
		<li>Postępuj zgodnie z powyższą procedurą, aby dodać skrypt o nazwie MainMenu do obszaru roboczego Main Menu. 
		UWAGA: Proszę zapoznać się z tabelą 1, aby zapoznać się z tytułem i funkcją wszystkich używanych skryptów.</li>
		<li>Korzystanie z GameObject | Interfejs | Przycisk służący do dodawania czterech przycisków tekstowych do płótna: Start, Opcje, Informacje i Zakończ. Wywołaj odpowiednią funkcję ze skryptów MainMenu i MouseHover po wybraniu przycisku.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Utwórz drugą nową scenę: Test boi (<silna klasa="xfig">Rysunek 2).
	<ol>
		<li>Pobierz zasób Realistyczna woda ze sklepu z zasobami Unity i dodaj do sceny prefabrykat Morze.
		<ol>
			<li>Dodaj plik audio z falami oceanu do pętli prefabrykatów morskich. Dodaj z karty Inspector (Inspektor), wybierając pozycję Dodaj składnik | Źródło dźwięku.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Użyj narzędzia warstwy terenu, jak powyżej, aby utworzyć obiekt gry o nazwie Plaża. W opcjach Teren na karcie Inspector (Inspektor) użyj narzędzia Paint Terrain (Malowanie terenu) i Terrain Settings (Ustawienia terenu), aby nadać styl i kolor piaskowy.</li>
		<li>Pobierz pakiet zasobów standardowych ze sklepu Unity Asset Store i dodaj gotowiec odtwarzacza do sceny. Gotowiec gracza zawiera kamerę, która jest wbudowana w odtwarzacz, dzięki czemu podąża za jego ruchami, aby stworzyć wrażenie, że uczestnik gry kontroluje gracza.
		<ol>
			<li>Jak wykonano powyżej, dodaj skrypty PlayerController, PlayerMotor, PlayerMotor2 i FloatObject do gotowca odtwarzacza. Skrypty te pozwalają uczestnikowi gry sterować gotowcami odtwarzacza za pomocą kontrolerów Oculus VR.</li>
			<li>Dodaj animację do kamery, wybierając pozycję Zasoby | Utwórz | Kontroler animatora. Użyj okna programu Animator, aby nagrać animację kamery podskakującej w górę i w dół i ustawić ją tak, aby zapętlała się w sposób ciągły. Symuluje to osobę utrzymującą się na powierzchni oceanu.</li>
			<li>Jak wykonano powyżej, dodaj kanwę o nazwie TextCanvas. Element podrzędny TextCanvas do odtwarzacza, przeciągając go do odtwarzacza w hierarchii. Podrzędny obiekt gry dziedziczy właściwości ruchu i obrotu nadrzędnego obiektu gry. Dodaj tekst "Przepłyń przez boje" do elementu TextCanvas. Nagraj plik audio z odczytem tego tekstu, dodaj go do TextCanvas zgodnie z powyższym wykonaniem i ustaw go tak, aby był odtwarzany na początku sceny.</li>
			<li>Ustaw lokalizację gracza, przechodząc do zakładki inspektora i dostosowując pozycję w opcjach transformacji. Ustaw lokalizację gracza na X=-23,44, Y=1 i Z=5,97.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Pobierz pakiet VR Hands and FP Arms Pack ze sklepu Unity Asset Store i tak jak powyżej, dodaj do gracza gotowiec "FP_Character". Pozwoli to ramionom poruszać się wraz z graczem, a także podskakiwać w górę i w dół wraz z kamerą gracza.
		<ol>
			<li>Wybierz żądany prefabrykat, zaznaczając go w hierarchii i zaznaczając pole obok jego nazwy. Prefabrykat FP_Character zawiera zarówno męskie, jak i żeńskie prefabrykaty, z których każdy zawiera dwa ramiona, lewe i prawe.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Dodaj nowy obiekt gry, klikając prawym przyciskiem myszy w hierarchii i wybierając opcję Utwórz puste. Nazwij punkt kontrolny obiektu gry.</li>
		<li>Pobierz zasób Simple Buoy ze sklepu Unity Asset Store i dodaj gotowce Boi do sceny jako element podrzędny punktu kontrolnego. Zduplikuj gotowiec boi, klikając go prawym przyciskiem myszy i wybierając Duplikuj. Nazwij jedną "pławę L", a drugą "pławę R" i umieść je po 4 jednostki na osi X, dostosowując pozycję transformacji każdej z nich, jak powyżej. Ustaw położenie pławy L na X=-2, Y=0 i Z=0, a położenie dla pławy R na X=2, Y=0, Z=0.
		<ol>
			<li>Na karcie Inspector (Inspektor) dla obiektu gry Checkpoint (Checkpoint Game Object) wybierz opcję Add Component (Dodaj komponent) | Fizyka | Pudełko Collidor. Następnie wybierz opcję Edytuj zderzacz i narysuj zderzacz między dwiema bojami.</li>
			<li>Tak jak powyżej, dodaj skrypt Checkmark do obiektu gry Checkpoint. Skrypt opuszcza scenę, gdy Gracz do niej wejdzie (tj. przepłynie przez boje) i przejdzie do następnej sceny.</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Utwórz trzecią nową scenę: Wave Test (Rysunek 3), wybierając Plik | Zapisz jako, będąc jeszcze w scenie testu boi i zmieniając jej nazwę.
	<ol>
		<li>Usuń obiekt gry Checkpoint, klikając go prawym przyciskiem myszy w hierarchii i wybierając opcję Usuń.</li>
		<li>Dodaj prostą drewnianą łódź do sceny, pobierając zasób Old Wooden Row Boat v2 ze sklepu Unity Asset Store i dodaj prefabrykat łodzi do sceny. Dostosuj pozycję transformacji łodzi jak powyżej na X=-12, Y=-0.16 i Z=14.66.</li>
		<li>Pobierz zasób Low Poly Animated People ze sklepu Unity Asset Store i dodaj gotowiec Kid do sceny. Zduplikuj gotowiec dla dzieci, jak powyżej, i potomek do gotowca łodzi, zmieniając nazwę obiektu gry na łódź z dziećmi i umieszczając dwójkę dzieci na dwóch siedzeniach w łodzi.</li>
		<li>Jak powyżej, dodaj animatora do łodzi z obiektem gry dla dzieci i nagraj animację łodzi powoli krążącej po wodzie, naśladując łódź wiosłową powoli poruszającą się.</li>
		<li>Przejdź do gotowca odtwarzacza i jego elementów podrzędnych w oknie hierarchii i zmień nazwę lewej ręki na "machaj ręką".
		<ol>
			<li>Jak wyżej, dodaj Animatora do ręki machającej i nagraj animację ramienia i ręki poruszających się w górę iw dół, symulując falowanie ręką.</li>
			<li>Tak jak wyżej, w zakładce Inspector (Inspektor) obiektu gry gracza dodaj źródło dźwięku z klipem dźwiękowym przedstawiającym rękę pluskającą się w wodzie, w odróżnieniu od dodanego wcześniej klipu z dwoma ramionami pluskającymi się w wodzie.</li>
			<li>Jak wyżej, dodaj skrypt FemaleAnimate do ręki machania, aby umożliwić uczestnikowi gry sterowanie machaniem ręką za pomocą kontrolerów Oculus.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Dostosuj tekst w TextCanvas tak, aby brzmiał "Pomachaj do ludzi na łodzi!", nagraj plik audio z odczytem tego tekstu i ustaw go tak, aby był odtwarzany na początku sceny.</li>
		<li>Opierając się na skrypcie PlayerMotor2, gdy tylko uczestnik zobaczy łódź i fale, Unity przechodzi do sceny Rip Current.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Utwórz czwartą nową scenę: Rip Current (<silna klasa="xfig">Rysunek 4).
	<ol>
		<li>Dostosuj tekst w TextCanvas tak, aby brzmiał "Jesteś ściągany z brzegu!", a następnie, jak wyżej, nagraj plik audio z tym tekstem, dodaj go do TextCanvas i ustaw go tak, aby był odtwarzany na początku sceny. 
		UWAGA: Nie mów wyraźnie, że uczestnik doświadcza prądu rozrywającego, aby jak najdokładniej zasymulować nieoczekiwane złapanie przez prąd rozrywający. </li>
		<li>Tak jak powyżej, utwórz nowy obiekt gry w hierarchii o nazwie rip_collider i dodaj zderzacz skrzynek. Aby użyć rip_collider do emulacji prądu rozrywającego jako wąskiego kanału przepływu rozciągającego się od plaży do oceanu, użyj transformacji, aby ustawić pozycję na X, =251, Y=1, Z=251, i zmień skalę na X=8.2 i Z=35.7, aby utworzyć odpowiednie wymiary. Skrypt PlayerMotor2 symuluje również prąd rozrywający, stale ciągnąc gracza prostopadle (oddalając) od brzegu (tj. terenu plaży). Ten prąd rozrywający jest stałą siłą 1,25 razy silniejszą niż normalne ruchy pływackie gracza.
		<ol>
			<li>Wybierz GameObject | Efekty | Particle System, aby dodać nowy system cząsteczek o nazwie "Rain Basic" i przypisać go do rip_collider. System cząstek emuluje ciekłe elementy w 3D, takie jak deszcz i chmury. System cząstek służy do symulacji spienionej wody, co pomaga wyznaczyć prąd rozrywający w wodzie oceanicznej. Aby to zrobić, w zakładce Inspector ustaw pozycję transformacji na X=0, Y=3 i Z=0.97 oraz skaluj X=0.1 i Z=0.1, aby osadzić cząstki w kanale prądu rozrywającego.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Tak jak powyżej, użyj karty Inspector (Inspektor), aby dodać skrypt RipExit do obiektu gry rip_collider. Skrypt rejestruje, czy odtwarzacz uciekł przed prądem rozrywającym (tj. opuścił zderzacz rip_collider). 
		UWAGA: Jak opisano w Tabeli 1, skrypt PlayerMotor2 steruje większością aspektów sceny Rip Current, wychodząc ze sceny i powracając do sceny Main Menu, gdy spełniony jest którykolwiek z następujących warunków: 
		-- Gracz faluje 
		-- Gracz wychodzi rip_collider 
		-- Wytrzymałość osiąga zero 
		Skrypt zapisuje również wyniki interakcji gracza w scenie do pliku, który służy do późniejszej analizy danych dotyczących ogólnych interakcji uczestników z prądem rozrywającym.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Aby skompilować ostateczny projekt, wybierz pozycję Plik | Ustawienia kompilacji i upewnij się, że wszystkie cztery utworzone sceny są zaznaczone i we właściwej kolejności. Następnie wybierz platformę PC, Mac i Linux Standalone i wybierz pozycję Kompiluj. Spowoduje to wyświetlenie okna wyboru folderu wyjściowego kompilacji. Wybierz odpowiedni folder (np. "Pulpit"), a następnie skompiluj. Spowoduje to utworzenie skrótu do pliku wykonywalnego w żądanym folderze o nazwie "Rip Current".</li>
</ol>
2. Ankietuj osoby z aktualną grą wideo VR
<ol>
	<li>Otwórz oprogramowanie "Oculus" za pomocą skrótu na pulpicie, a następnie skonfiguruj sprzęt za pomocą programu. Upewnij się, że zestaw słuchawkowy, dwa czujniki i dwa kontrolery są wyświetlane na zielono (Rysunek 5).
	<ol>
		<li>Określ lokalizację ankiety i metodę rekrutacji. W tym badaniu zastosowano wygodne pobieranie próbek. Naukowcy odwiedzali publiczną plażę dwa razy w tygodniu przez osiem tygodni w lipcu i sierpniu i prosili potencjalnych uczestników podczas spaceru wzdłuż nadmorskiej promenady. Oprócz tego, że miał ukończone 16 lat, nie było żadnych innych wymagań poza chęcią uczestnictwa.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Administrowanie pierwszą częścią ankiety (formularz zgody i pytania demograficzne) na osobnym iPadzie.</li>
	<li>Przekaż kontrolery VR uczestnikowi i upewnij się, że trzyma je prawidłowo we właściwych rękach i jest zaznajomiony/komfortowo ze sterowaniem, a następnie załóż zestaw słuchawkowy na uczestnika.</li>
	<li>Wybierz i uruchom skrót Rip Current z pulpitu.</li>
	<li>Pozwól uczestnikowi przejść przez symulację, udzielając coachingu/porady tylko wtedy, gdy jest to konieczne. Powinni samodzielnie ukończyć główną scenę prądu zgrywkowego.</li>
	<li>Gdy skończą, zdejmij zestaw słuchawkowy i rozpocznij drugą część ankiety, część wywiadu.</li>
	<li>Podłącz mikrofon do tabletu i rozpocznij nagrywanie. Zadawaj pytania dotyczące wcześniejszej wiedzy i doświadczenia z prądami rozrywającymi oraz skuteczności symulacji prądu rozrywającego w demonstrowaniu właściwych działań, które należy podjąć, a także oceny jej realizmu i wciągającego charakteru.</li>
	<li>Po zakończeniu wywiadu przerwij nagrywanie, podziękuj uczestnikowi i zapewnij wynagrodzenie zgodnie z życzeniem. Zapisz plik wywiadu z nazwą odpowiadającą dacie i numerowi gracza nagranemu w scenie Rip Current.</li>
</ol>

<ol><li>Rip Current Science. National Weather Service. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.weather.gov/safety/ripcurrent-science">https://www.weather.gov/safety/ripcurrent-science</a> (2020).</li>
<li>Moulton, M., Dusek, G., Elgar, S., Raubenheimer, B. <a target="_blank" href="https://journals.ametsoc.org/waf/article/32/4/1659/41111/Comparison-of-Rip-Current-Hazard-Likelihood">Comparison of rip current hazard likelihood forecasts with observed rip current speeds.</a> Weather and Forecasting. 32 (4), 1659-1666 (2017).</li>
<li>Weather Related Fatality and Injury Statistics. National Weather Service. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.weather.gov/hazstat">https://www.weather.gov/hazstat</a> (2020).</li>
<li>Gensini, V. A., Ashley, W. S. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s11069-009-9458-0">An examination of rip current fatalities in the United States.</a> Natural Hazards. 54 (1), 159-175 (2010).</li>
<li>Houser, C., et al. <a target="_blank" href="https://www.nat-hazards-earth-syst-sci.net/17/1003/2017/">Public perceptions of a rip current hazard education program: "Break the Grip of the Rip!".</a> Natural Hazards and Earth System Sciences. 17 (7), 1003(2017).</li>
<li>Doelp, M. B., Puleo, J. A., Cowan, P., Arford-Granholm, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Delaware+coast+Delaware+surf+zone+injury+demographics%5BTitle%5D)+AND+%22The+American+Journal+of+Emergency+Medicine%22%5BJournal%5D)">Delaware coast Delaware surf zone injury demographics.</a> The American Journal of Emergency Medicine. 36 (8), 1372-1379 (2018).</li>
<li>Castelle, B., et al. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s11069-018-3354-4">Surf zone hazards and injuries on beaches in SW France.</a> Natural Hazards. 93 (3), 1317-1335 (2018).</li>
<li>Brannstrom, C., Trimble, S., Santos, A., Brown, H. L., Houser, C. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s11069-014-1061-3">Perception of the rip current hazard on Galveston Island and North Padre Island, Texas, USA.</a> Natural Hazards. 72 (2), 1123-1138 (2014).</li>
<li>Caldwell, N., Houser, C., Meyer-Arendt, K. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s11069-013-0673-3">Ability of beach users to identify rip currents at Pensacola Beach, Florida.</a> Natural Hazards. 68 (20), 1041-1056 (2013).</li>
<li>Fallon, K., Lai, Q., Leatherman, S. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s11069-017-3060-7">Rip current literacy of beachgoers at Miami Beach, Florida.</a> Natural Hazards. 90 (2), 601-621 (2018).</li>
<li>Berg, L. P., Vance, J. M. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s10055-016-0293-9">Industry use of virtual reality in product design and manufacturing: a survey.</a> Virtual Reality. 21 (1), 1-17 (2017).</li>
<li>Sundar, S. S., Kang, J., Oprean, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Being+there+in+the+midst+of+the+story%3A+how+immersive+journalism+affects+our+perceptions+and+cognitions%5BTitle%5D)+AND+%22Cyberpsychology%2C+Behavior%2C+and+Social+Networking%22%5BJournal%5D)">Being there in the midst of the story: how immersive journalism affects our perceptions and cognitions.</a> Cyberpsychology, Behavior, and Social Networking. 20 (11), 672-682 (2017).</li>
<li>Dede, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Immersive+interfaces+for+engagement+and+learning%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Immersive interfaces for engagement and learning.</a> Science. 323 (5910), 66-69 (2009).</li>
<li>Klippel, A., et al. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs10055-019-00418-5">The value of being there: toward a science of immersive virtual field trips.</a> Virtual Reality. , 1-18 (2019).</li>
<li>Bernhardt, J., et al. <a target="_blank" href="https://journals.ametsoc.org/bams/article/100/10/1897/344806/Communicating-Hurricane-Risk-with-Virtual-Reality">Communicating Hurricane Risk with Virtual Reality: A Pilot Project.</a> Bulletin of the American Meteorological Society. 100 (10), 1897-1902 (2019).</li>
<li>"Break the Grip of the Rip" brochure. National Weather Service. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.weather.gov/media/safety/rip/rip_brochure_51419b.pdf">https://www.weather.gov/media/safety/rip/rip_brochure_51419b.pdf</a> (2019).</li>
<li>Rip Current Survival Guide transcript. National Oceanic and Atmospheric Administration. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://oceantoday.noaa.gov/ripcurrentfeature/">https://oceantoday.noaa.gov/ripcurrentfeature/</a> (2016).</li>
<li>McCarroll, R. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+swimmer-based+rip+current+escape+strategies%5BTitle%5D)+AND+%22Natural+Hazards%22%5BJournal%5D)">Evaluation of swimmer-based rip current escape strategies.</a> Natural Hazards. 71 (3), 1821-1846 (2014).</li>
<li>Unity User Manual. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://docs.unity3d.com/Manual/2Dor3D.html">https://docs.unity3d.com/Manual/2Dor3D.html</a> (2019).</li>
<li>Unity Asset Store. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://assetstore.unity.com/">https://assetstore.unity.com/</a> (2020).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Wstępna analiza wyników ankiety uzupełniającej pokazuje, że gra wideo VR rip current była ogólnie skuteczna w dokładnym przedstawianiu ryzyka i demonstrowaniu właściwych działań, które należy podjąć, w angażujący i zapadający w pamięć sposób. Respondenci odpowiadający na pytania w skali Likerta wskazywali, że symulacja VR sprawiła, że czuli się lepiej przygotowani na prąd rozrywający, a także, że była dość wciągająca. Co więcej, wyniki wyboru jednego z sześciu krótkich stwierdzeń wyraźnie pokazały, że gra wideo była pomo...

Prądy rozrywające to "silne, wąskie strumienie wody, które rozciągają się od plaży1." Prądy rozrywające mogą często występować na każdej plaży z załamującymi się falami i mogą szybko odciągnąć pływaków od brzegu. Niebezpieczne prądy rozrywające mogą wystąpić w pozornie "bezpieczne" dni na plaży, gdy wysokość fal wynosi zaledwie 2 do 3 stóp2, a tym samym mogą zaskoczyć pływaków, ponieważ są przenoszone na znaczną odległość od brzegu. Naraża to pływaków na panikę, wyczerpanie, a nawet utonięcie. W rezultacie prądy rozrywające są jedną z głównych przyczyn śmiertelnych wypadków pogodowych w Stanach Zjednoczonych. Na przykład w 2018 roku 71 zgonów przypisano prądom rozrywającym, a w okresie 10 lat 2009-2018 każdego roku ginęło średnio 58 osób3. Prądy rozrywające są głównym zagrożeniem dla plażowiczów; w 2018 r. zgony spowodowane prądem rip stanowiły 65% wszystkich ofiar śmiertelnych w "strefie surfingu" w Stanach Zjednoczonych. Wydaje się, że istnieje pewna kontrola demograficzna nad podatnością na prądy rozrywające, ponieważ jedno z badań wykazało, że mężczyźni są ponad sześć razy bardziej narażeni na utonięcie z powodu prądów rozrywających niż kobiety4. Co więcej, dodatkowe badania wykazały, że osoby rzadko korzystające z plaży są bardziej skłonne do podejmowania gorszych wyborów dotyczących bezpieczeństwa na plaży5 oraz że osoby niebędące miejscowymi są znacznie bardziej narażone na odniesienia obrażeń w strefie surfingu6,7.
Niemniej jednak, pomimo ich miejsca wśród najbardziej śmiercionośnych zagrożeń pogodowych w Stanach Zjednoczonych, prądy rozrywające są słabo rozumiane przez społeczeństwo. Ankieta przeprowadzona wśród 392 użytkowników publicznych plaż w Teksasie wykazała, że tylko 13% potrafiło poprawnie zidentyfikować prąd rozrywający na podstawie prezentowanych im zdjęć8, podczas gdy podobne wyniki uzyskano w badaniach przeprowadzonych w Pensacola Beach na Florydzie9 (15%) i Miami Beach na Florydzie10 (27%). W szerszym ujęciu, Houser i in. (2017)5 przeprowadzili ankietę internetową z udziałem 1622 respondentów w 49 z 50 stanów USA i stwierdzili, że 54% uczestników poprawnie zgłosiło działanie, które należy podjąć, gdy zostanie złapanych w prąd rozrywający. Jednak samodzielnie wybrany charakter próby badawczej sprawił, że tylko 10% próby stanowili rzadcy użytkownicy plaży, którzy są najbardziej narażeni na prądy rozrywające i w badaniu wykazano, że mają mniejszą wiedzę na temat tego, co robić w jednym z nich.
Jest jasne, że prądy rozrywające stanowią wyjątkowe wyzwanie, biorąc pod uwagę, że są słabo rozumiane przez społeczeństwo, mogą wystąpić nagle na małą skalę, z minimalnym lub żadnym wcześniejszym ostrzeżeniem, i mogą prowadzić do śmierci. W związku z tym potrzebne są nowe podejścia, aby sprostać temu wyzwaniu w zakresie bezpieczeństwa publicznego. Technologie immersyjne, takie jak rzeczywistość wirtualna (VR), zapewniają innowacyjne podejście do zwiększania umiejętności korzystania z prądów rozrywających i zachęcania do pozytywnych zachowań po uderzeniu. Wcześniejsze badania wykazały, że VR i podobne rodzaje mediów immersyjnych są bardzo skuteczne w przekazywaniu informacji. VR jest ogólnie definiowany jako interaktywne doświadczenie odbywające się w symulowanym środowisku, które obejmuje słuchowe i wizualne informacje zwrotne, zwykle za pomocą zestawu słuchawkowego. Jedno z ostatnich badań11 stwierdziło, że VR jest dojrzałą technologią, dobrze nadającą się do pomocy w procesie badań naukowych. Co więcej, inne niedawne badania12 wykazały, że kiedy ludzie czytają artykuł New York Timesa z dodatkiem VR, są bardziej skłonni postrzegać źródło jako wiarygodne, przypominają sobie przedstawione informacje, dzielą się nimi z innymi i czują emocjonalną więź, niż ci, którzy czytali artykuł w tradycyjnych mediach, zawierający tylko tekst i grafikę. Dodatkowe badania13,14 wykazały, że immersyjne media promują edukację poprzez zwiększanie zaangażowania i możliwości zastosowania tematu w świecie rzeczywistym. Ostatnio badacze15 wykorzystali VR do symulacji uderzenia huraganu kategorii 3 na ląd i ustalili, że respondenci oglądający VR byli znacznie bardziej skłonni do rozważenia ewakuacji niż ci, którzy oglądali tylko tradycyjne produkty tekstowe i graficzne. Pomimo oczywistej użyteczności, żadne badania ani inicjatywy nie wykazały kompleksowo, w jaki sposób można skutecznie zastosować VR do wyjątkowego wyzwania, jakim jest szkolenie użytkowników plaż w zakresie lepszego lokalizowania i reagowania na prądy rozrywające. Niniejsza praca wypełnia tę lukę badawczą, najpierw ucząc ludzi, jak pływać i falować w wirtualnym środowisku oceanicznym, a następnie oceniając, jak reagują na nagłe i nieostrzeżone nadejście prądu rozrywającego. Uczestnicy zostali przeszkoleni zarówno w pływaniu, jak i machaniu w celu uzyskania pomocy, ponieważ każde z tych działań jest uważane za prawidłowe reakcje, gdy zostaną złapane w prąd rozrywający16,17, przy czym warunki specyficzne dla danej osoby często decydują, która akcja może być najbardziej skuteczna w ułatwieniu ucieczki18. Stawiamy hipotezę, że realistyczna i zapadająca w pamięć natura symulacji prądu rozrywającego VR pozwoli uczestnikom skutecznie podjąć działania wymijające w wirtualnej grze, a następnie zgłosić, że doświadczenie to poszerzyło ich wiedzę na temat ryzyka prądu rozrywającego i jego łagodzenia.

<table><tbody><tr><td>Notebook Dell 17,3" Alienware 17 R5 Komputer</td><td>Dell</td><td></td><td>do tworzenia rzeczywistości wirtualnej</td></tr><tr><td>Oculus Rift S</td><td>Oculus</td><td></td><td>Zestaw słuchawkowy do rzeczywistości wirtualnej</td></tr></tbody></table>

opracowanie gry wideo w rzeczywistości wirtualnej do symulacji prądów rozrywających

Developing a Virtual Reality Video Game to Simulate Rip Currents

Plażowicze w Stanach Zjednoczonych są narażeni na wiele różnych zagrożeń, ale prądy rozrywające są corocznie najbardziej śmiercionośne dla pływaków oceanicznych. Pomimo ryzyka, jakie niosą ze sobą prądy rozrywające, oczywiste jest, że społeczeństwo ma ograniczone zrozumienie ich niebezpieczeństwa i odpowiednich działań łagodzących, które należy podjąć, gdy zostaną złapane w jeden z nich. Aby pomóc złagodzić ten problem, opracowano grę wideo w rzeczywistości wirtualnej (VR), w której uczestnicy znajdują się w symulowanym prądzie rozrywającym. Gra VR została wykorzystana do przeprowadzenia ankiety wśród plażowiczów na atlantyckim wybrzeżu Long Island w stanie Nowy Jork w lipcu i sierpniu 2019 r. Rejestrowano działania, jakie uczestnicy podejmowali w konfrontacji z prądem rozrywającym, a także to, czy uciekli z niego, czy utonęli. Przeprowadzono również wywiad z każdym graczem po tym, jak wzięli udział w grze, aby określić realizm symulacji prądu rozrywającego i jej skuteczność w demonstrowaniu właściwych działań, które należy podjąć, gdy zostanie on dotknięty przez jeden z nich. Analiza tych wyników wskazuje, że VR ma potencjał do komunikowania ryzyka związanego z prądami rozrywającymi i sposobów jego minimalizacji w unikalny i angażujący sposób. Potrzebne są jednak dalsze prace, aby poprawić łatwość korzystania z symulacji VR i lepiej zrozumieć, w jaki sposób czynniki takie jak dane demograficzne wpływają na postrzegane ryzyko prądu rozrywającego i reakcję behawioralną.

Badanie z wykorzystaniem gry VR o prądach wstecznych przeprowadzono w lipcu i sierpniu 2019 roku na Long Island, na plaży Town of Hempstead w Point Lookout w stanie Nowy Jork (szczegółowe wyniki znajdują się w Supplementary Table 1-3). Gra wzięło udział i odpowiedziało na ankietę 64 osób, z czego 60 zdołało uciec z prądu wstecznego, a 4 utonęło (tj. wytrzymałość spadła do zera). spośród 60 osób, które uciekły, 51 zrobiło to, machając w celu wezwania pomocy, a 9 poprzez fizyczne wypłynięcie z prądu wstecz...

Prądy rozrywające należą do najbardziej śmiercionośnych zagrożeń meteorologicznych w Stanach Zjednoczonych. Aby w niezapomniany i wciągający sposób zademonstrować właściwe działania, które należy podjąć, gdy zostanie złapany przez prąd rozrywający, opracowano grę wideo w rzeczywistości wirtualnej.

Opracowanie gry wideo w rzeczywistości wirtualnej do symulacji prądów rozrywających

Beachgoers in the United States face many different hazards, but rip currents are annually the deadliest for ocean swimmers. Despite the risk presented by ...

Protokół ten jest istotny, ponieważ prądy rozrywające stanowią główne zagrożenie na plaży. Staramy się pomóc w lepszym przekazaniu tego ryzyka za pomocą innowacyjnej gry wideo w rzeczywistości wirtualnej. Ze względu na format VR technika ta będzie bardziej zapadająca w pamięć i wciągająca dla użytkowników niż tradycyjna literatura tekstowa oparta na zgrywaniu.Aby stworzyć grę wideo typu rip current, najpierw otwórz odpowiednią wirtualną platformę programistyczną. Wybierz nowy projekt 3D o nazwie rip current, w programie otwórz zakładkę magazynu zasobów, która zawiera już utworzone prefabrykaty obiektów gry 2 i 3D oraz pliki audio opracowane przez innych użytkowników, które można dodać do projektu. Aby utworzyć pierwszą nową scenę, kliknij prawym przyciskiem myszy, aby wybrać interfejs użytkownika i płótno, aby dodać nowe płótno zatytułowane menu główne z polem tekstowym dla tytułowej symulacji VR.Aby dołączyć skrypty napisane w języku C sharp do obiektu gry, wybierz menu główne i dodaj komponent, dodaj nowy skrypt i wprowadź żądany tytuł skryptu. Następnie wybierz interfejs użytkownika i przycisk, aby dodać przyciski rozpoczęcia, opcji, informacji i zakończenia do płótna. Za pomocą odpowiedniej funkcji z menu głównego i skryptów najechania myszką, po wybraniu przycisku.Aby utworzyć scenę testową boi, pobierz realistyczny zasób wodny ze sklepu z zasobami jedności i dodaj prefabrykat morski do sceny. Dodaj plik audio fal oceanu do prefabrykatu morskiego w pętli i pobierz pakiet zasobów standardowych ze sklepu z zasobami aparatu Unity. Dodaj do sceny gotowiec gracza, który zawiera kamerę wbudowaną w odtwarzacz.Największą sensacją jest to, że uczestnik gry steruje graczem i wybiera zasoby, tworzy i animuje kontroler, aby dodać animację do kamery. Użyj okna animatora, aby nagrać animację kamery kołyszącej się w górę iw dół i ustaw animację tak, aby zapętlała się w sposób ciągły, aby symulować osobę utrzymującą pływanie na oceanie. Pobierz pakiet VR Hands and First-Person Arms Pack ze sklepu z zasobami Unity i dodaj do gracza gotowiec postaci pierwszoosobowej jako dziecko, aby ramiona mogły poruszać się wraz z graczem i podskakiwać w górę iw dół wraz z kamerą gracza.Pobierz zasób Simple Buoy ze sklepu zasobów Unity i dodaj prefabrykat boi do sceny jako element podrzędny punktu kontrolnego. Aby zduplikować gotowiec boi, kliknij go prawym przyciskiem myszy i wybierz Duplikuj. Na karcie inspektora obiektu gry z punktem kontrolnym wybierz dodaj komponent, fizykę i zderzacz skrzynek, a następnie wybierz edytuj zderzacz, aby narysować zderzacz między dwiema bojami.Następnie dodaj skrypt znaczników wyboru do obiektu gry z punktem kontrolnym. Skrypt opuści scenę, gdy gracz do niej wejdzie, a my przejdziemy do następnej sceny. Aby utworzyć scenę testu fal, dodaj prostą drewnianą łódź do sceny i pobierz zasób Low Poly Animated People ze sklepu z zasobami aparatu Unity.Dodaj prefabrykat dziecięcy do sceny i zduplikuj gotowat dziecięcy, aby dodać dziecko do prefabrykatu łodzi. Zmień nazwę obiektu gry na dwie łodzie z dziećmi i umieść dzieci na każdym z siedzeń w łodzi. Nagraj animację łodzi powoli krążącej po wodzie, aby naśladować wolno poruszającą się łódź wiosłową i dodaj animator do wskazówki fali.Następnie nagraj animację ramienia i dłoni poruszających się w górę iw dół, aby symulować machanie ręką, i dodaj animowany skrypt żeński do ręki machającej, aby umożliwić uczestnikowi gry sterowanie machaniem ręką za pomocą kontrolerów oculus. Opierając się na skrypcie gracza motor two, gdy tylko uczestnik zobaczy łódź i fale, jedność powinna przejść do sceny prądu rozrywającego. Aby utworzyć scenę zgrywania prądu, dostosuj tekst na płótnie tekstowym tak, aby czytał, że jesteś ściągany z brzegu, i nagraj plik audio odczytujący ten tekst.Dodaj plik audio do płótna tekstowego i ustaw plik tak, aby był odtwarzany na początku sceny. Jak pokazano, utwórz nowy obiekt gry w hierarchii o nazwie Rip Collider i dodaj Zderzacz Skrzynek. Gracz silnik dwa skrypty, będziemy również symulować prąd rozrywający, stale ciągnąc gracza prostopadle do brzegu.Jak pokazano, użyj karty inspector, aby dodać skrypt wyjścia rip i obiekt gry rip collider. Skrypt zarejestruje, czy gracz ucieknie przed prądem rozrywającym. Aby przeprowadzić ankietę wśród osób na temat aktualnej gry wideo VR, otwórz oprogramowanie VR i skonfiguruj sprzęt za pomocą programu.Aby zarządzać formularzem zgody i pytaniami demograficznymi na osobnym iPadzie, pozwól uczestnikowi przejść przez symulację. Uczestnik powinien samodzielnie ukończyć główną scenę ripowania. Po ukończeniu gry zapytaj uczestnika o jego wcześniejszą wiedzę i doświadczenie z prądami rozrywającymi oraz skuteczność symulacji prądu rozrywającego w demonstrowaniu właściwych działań, które należy podjąć, w taki sposób, aby uczestnik czuł się komfortowo, odpowiadając bez pośpiechu.Następnie poproś uczestnika, aby ocenił realizm i wciągający charakter gry. To reprezentatywne badanie dotyczące gier wideo w rzeczywistości wirtualnej zostało przeprowadzone w lipcu i sierpniu 2019 r. na Long Island w mieście Hempstead Beach w Point Lookout w stanie Nowy Jork. W grze wzięły udział 64 osoby, które odpowiedziały na ankietę.Biorąc pod uwagę, że większość uczestników machała ręką na pomoc jako sposób na ucieczkę przed utonięciem, ilość czasu potrzebnego w symulacji była przechylona w kierunku wyższych wartości. Przy średniej 11,1 sekundy, medianie 9,5 sekundy i odchyleniu standardowym 6,2 sekundy. I odwrotnie, końcowa wytrzymałość była przechylona w kierunku niższych wartości ze średnią 36,8, medianą 41,3 i odchyleniem standardowym 15,3.Po zakończeniu gry uczestnicy otrzymali zestaw sześciu krótkich stwierdzeń mających na celu uchwycenie ich opinii na temat doświadczenia z wirtualną rzeczywistością i zapytani, z którym z nich najbardziej się zgadzają. Spośród 58 uczestników, którzy odpowiedzieli na ankietę, 38 wybrało stwierdzenie, które stwierdziło, że gra pomogła im poczuć się lepiej przygotowanymi, ponieważ była realistyczna. 19 osób wybrało stwierdzenie, które mówiło, że to pomogło, ponieważ było przerażające, sprawiało, że czuli się zmartwieni.Podczas gdy tylko pięciu uczestników wybrało stwierdzenia, które mówiły, że gra nie pomogła. Zadbaj o to, aby środowisko wirtualne było jak najbardziej relatywne, uwzględniając realistyczną wodę, dźwięki i prądy rozrywające. Aby lepiej ocenić skuteczność wirtualnej rzeczywistości, rozszerz próbę badania na szersze grono odbiorców, zwłaszcza tych, którzy rzadko odwiedzają plażę.

developing-a-virtual-reality-video-game-to-simulate-rip-currents

Research

JoVE Journal

Environment

Środowisko

Projekt Inteligentnego Wieloczujnikowego Systemu Rzeczywistości Wirtualnej do Leczenia Zaburzeń Lękowych (INTREPID) ma na celu opracowanie wieloczujnikowego systemu rzeczywistości wirtualnej, świadomego kontekstu, przeznaczonego do leczenia zaburzeń związanych z lękiem.

Zastosowanie biofeedbacku w klinicznej rzeczywistości wirtualnej: Projekt INTREPID

Klasyczny paradygmat warunkowania lękowego został dostosowany dla uczestników będących ludźmi w w pełni imersyjnym środowisku wirtualnej rzeczywistości. Wykorzystując paradygmat dyskryminacyjny, zmierzono warunkowy lęk, retencję pamięci sygnału i kontekstu oraz wygaszanie lęku poprzez pomiar reakcji przewodnictwa skóry na dynamiczne wirtualne węże i pająki (bodźce warunkowane) w dwóch odrębnych kontekstach wirtualnych.

Warunkowanie lęku u ludzi przeprowadzone w pełnej imersji w trójwymiarowej rzeczywistości wirtualnej

Odtwarzanie wideo jest powszechnie stosowaną techniką w badaniach nad zachowaniem zwierząt. Stworzyliśmy i oceniliśmy program, który umożliwia interaktywne odtwarzanie trójwymiarowych animacji komputerowych w oparciu o zestaw reguł, w odpowiedzi na automatycznie gromadzone w czasie rzeczywistym dane dotyczące zachowania obiektu badań.

Zautomatyzowane interaktywne odtwarzanie wideo w badaniach nad komunikacją zwierząt

Tutaj prezentujemy protokół do opracowania i zastosowania programu wirtualnej rzeczywistości opartego na grze mobilnej do odzyskiwania dysfunkcji kończyn górnych u pacjentów po udarze. Niniejsze badanie pokazuje, że program mobilny jest wykonalny i skutecznie wspomaga regenerację kończyn górnych u pacjentów po udarze.

Program wirtualnej rzeczywistości oparty na grach mobilnych do rehabilitacji udarów kończyn górnych

Zaprojektowaliśmy test rzeczywistości wirtualnej do oceny instrumentalnych czynności życia codziennego (IADL) za pomocą systemu przechwytywania ruchu. Proponujemy szczegółową analizę kinematyczną w celu interpretacji różnych ruchów uczestnika, w tym trajektorii, odległości ruchu i czasu do ukończenia, aby ocenić możliwości IADL.

Pomiar kinematyki codziennych ruchów za pomocą systemów przechwytywania ruchu w rzeczywistości wirtualnej

Ten artykuł opisuje metodę przeprowadzania eksperymentów dla wielu użytkowników w zakresie podejmowania decyzji i nawigacji za pomocą sieciowego laboratorium komputerowego.

Sieciowy pulpit wirtualnej rzeczywistości do eksperymentów z nauką o decyzjach i nawigacji z wieloma uczestnikami

Zbudowano nowy symulator lotu w wirtualnej rzeczywistości, który umożliwia efektywną i tanią ocenę wydajności lotu i wzorców ruchów gałek ocznych. Stanowi również narzędzie badawcze o wysokim potencjale dla ergonomii i innych badań.

Ocena osiągów lotu i wzorców ruchów gałek ocznych za pomocą symulatora lotu w rzeczywistości wirtualnej

Ten protokół wykorzystuje obrazowanie za pomocą arkusza świetlnego do badania funkcji skurczu serca u larw danio pręgowanego i uzyskania wglądu w mechanikę serca poprzez śledzenie komórek i interaktywną analizę.

Obrazowanie 4D Light-sheet skurczu serca danio pręgowanego

Obrazy motoryczne w środowisku wirtualnej rzeczywistości mają szerokie zastosowanie w systemach interfejsu mózg-komputer. Manuskrypt ten przedstawia wykorzystanie spersonalizowanych cyfrowych awatarów, które przypominają uczestników wykonujących ruchy wyobrażone przez uczestnika w środowisku rzeczywistości wirtualnej, aby zwiększyć immersję i poczucie posiadania ciała.

Wydajność obrazowania motorycznego dzięki ucieleśnionym cyfrowym bliźniakom w środowisku interfejsu mózg-komputer z obsługą rzeczywistości wirtualnej

Ten protokół służy do ekstrakcji i koncentracji białka i DNA z biomasy mikrobiologicznej zebranej z wody morskiej, a następnie do generowania peptydów tryptycznych odpowiednich do analizy proteomicznej opartej na tandemowej spektrometrii mas.

Przebieg metaproteomiki mikrobiologicznej organizmów wodnych: od komórek do peptydów tryptycznych odpowiednich do analizy opartej na tandemowej spektrometrii mas

Odkryj metodę tworzenia gry VR symulującej prądy rozrywające w celu edukacji o bezpieczeństwie na plaży. Ta technika zwiększa zaangażowanie użytkowników w porównaniu do tradycyjnych metod.

Opracowanie gry wideo w rzeczywistości wirtualnej do symulacji prądów rozrywających

Przeglądaj więcej filmów