H συμβολή του Virtual Reality στην Αρχιτεκτονική εκπαίδευση

Συντομογραφίες

VR: Virtual Reality AR: Augmented Reality IVR: Immersive Virtual Reality GPS: Global Position System VRML: Virtual Reality Modeling Language HMDs: Head Mounted Displays ΔΠ: Δυνητική Πραγματικότητα EπΠ: Επαυξημένη Πραγματικότητα CAD: Computer Aided Design BIM: Building Information Modeling 2D: Two Dimensions (Width - Length) 3D: Three Dimensions (Width - Length - Height) 4D: Four Dimensions (Width - Length - Height - Time)

Περιεχόμενα

Κεφάλαιο 4: Το VR στην Αρχιτεκτονική εκπαίδευση 4. 1 Αλλαγές στον τρόπο μάθησης και τη διαδικασία της διδασκαλίας με τη χρήση τεχνολογίας VR.

41

Ανάπτυξη χωρικής κατανόησης

44

Ανάπτυξη των εμπειριών μάθησης ανεξαρτήτου κόστους

45

Κεφάλαιο 1: Η εξέλιξη της τεχνολογίας και η επιρροή της

Μάθηση μέσα από την πράξη

45

στην Αρχιτεκτονική

Ομαδική μάθηση

45

Συντομογραφίες Εισαγωγή

1

1.1 Η τεχνολογική εξέλιξη στην Αρχιτεκτονική

5

1.2 Η συμβολή των ψηφιακών εργαλείων σχεδίασης στην αναπαράσταση της Αρχιτεκτονικής σύνθεσης

Κεφάλαιο 5: Πρακτική εφαρμογή 5. 1 Εφαρμογή Αρχιτεκτονικής Εκπαίδευσης μέσω VR (ArchEdu) 51

8

1.3 Ψηφιακή οπτικοποίηση στην Αρχιτεκτονική

10

1.4 4D Ψηφιακά περιβάλλοντα

12

5. 2 Σχεδιαστικές προκλήσεις για τη δημιουργία της Αρχιτεκτονικής Εκπαίδευσης εφαρμογής μέσω VR (ArchEdu)

52

Λειτουργικότητα 52 Αφήγηση 52

Κεφάλαιο 2: Το Δυνητικό Περιβάλλον 2.1 Δυνητικό Περιβάλλον

17

Προσαρμοστικότητα

54

2.2 Η Ιστορική εξέλιξη της Δυνητικής Πραγματικότητας

19

Μετρήσιμα αποτελέσματα

62

2.3 Επαυξημένη Πραγματικότητα

22

2.4 Δυνητικό Περιβάλλον και Επαυξημένη Πραγματικότητα

24

Κεφάλαιο 3: Ο ρόλος του VR στην Αρχιτεκτονική 3.1 Εφαρμογές του VR στην Αρχιτεκτονική

29

Συνεργασία 31 Χωρική σύλληψη

32

Τρόποι εκμετάλλευσης ψηφιακών δεδομένων

34

3.2 Σχεδιαστικές προκλήσεις με αναλογικά και ψηφιακά μέσα

36

Συμπεράσματα

63

Βιβλιογραφία

65

Εισαγωγή

Η δυνητική πραγματικότητα (Virtual είναι έναReality) ψηφιακό είναι περιβάλλον η δυνατότητα που έχει αλληλεπίδρασης παραχθεί με τουχρήση τη ανθρώπου ηλεκτρονικού σε πραγματικό υπολογιστή χρόνο όπου με το τρισδιάστατα άτομο που το περιβάλλοντα βιώνει έχει μια εξ μίμηση ολοκλήρου του πραγματικού κόσμου δημιουργημένα από σεηλεκτρονικό μια δυνητικήυπολογιστή διάσταση. Στην μέσω παρούσα των αισθήσεων πτυχιακή εργασία της όρασης, αφότου αναφερθεί της ακοής η καικύρια της αφής. ιστορική (Μεϊμάρης, εξέλιξη βασικών 1997, σελ. στοιχείων 1). Στηνπου παρούσα αποτελούν πτυχιακή ένα σύγχρονο εργασία, σύστημα VR,ηπεριγράφεται αναφερεται ιστορική εξέλιξη ο ρόλος βασικών τηςστοιχείων δυνητικήςπου πραγματικότητας αποτελούν ένα στην σύγχρονο αρχιτεκτονική σύστημα και οι VR, περιγράφεται εφαρμογές της ο ρόλος στον αρχιτεκτονικό της δυνητικήςσχεδιασμό. πραγματικότητας Σκοπός της στην πτυχιακής αρχιτεκτονική μας εργασίας και οι ήταν να μελετήσουμε εφαρμογές της στον αρχιτεκτονικό πως η εξελικτική σχεδιασμό. πορεία Σκοπός του της VR πτυχιακής στον αρχιτεκτονικό εργασίας είναι τομέα η μεταφράζεται μελέτη της εφαρμογής και βρίσκει τηςεφαρμογή δυνητικής στην πραγματικότητας αρχιτεκτονική στην εκπαίδευση. αρχιτεκτονική Το VR εκπαίδευση. μπορεί να μεταμορφώσει Το VR μπορεί νατον διαφοροποιήσει τρόπο παροχής τονεκπαιδευτικού τρόπο παροχής περιεχομένου, εκπαιδευτικού λειτουργεί περιεχομένου, με βάση καθώς την προϋπόθεση οι μαθητές μπορούν της δημιουργίας να μάθουν ενός γιαδυνητικού ένα θέμακόσμου ενώ το -βιώνουν. πραγματικού Οι έμφυτες ή φανταστικού αντιδράσεις - και επιτρέπει σε αυτό που στους βιώνουμε χρήστες είναι να αλληλεπιδρούν θεμελιώδεις για με τη αυτό. δημιουργία Χάρη στη μνήμης. φύσηΗτου μετάβαση VR, οι μαθητές από τις μπορούν ναδιδακτικές αναλογικές μάθουν γιαπρακτικές ένα θέμαστις ενώ ψηφιακές το βιώνουν. θαΟι αλλάξει έμφυτες τη αντιδράσεις μέθοδο διδασκαλίας σε αυτό που και βιώνουμε ο ρόλος του είναι εκπαιδευτικού θεμελιώδεις θα γιαεπαναπροσδιοριστεί. τη δημιουργία μνήμης. ΜεΗάλλα μετάβαση λόγια οαπό εκπαιδευτικός τις αναλογικές θα διδακτικές πρέπει να επικεντρωθεί πρακτικές στις στη ψηφιακές δημιουργία θα αλλάξει συνθηκών τη μέθοδο για εξερεύνηση, διδασκαλίας αντίκαι γιαο τη ρόλος παροχή του εκπαιδευτικού έτοιμης γνώσης. θαΗεπαναπροσδιοριστεί. μελέτη μας εμβαθύνει Η δυνητική σε επιμέρους πραγματικότητα έννοιες πουθακαθιστούν χρησιμοποιηθεί το VR στις αίθουσες εργαλείο για την διδασκαλίας βελτίωση για τηςτην εκπαιδευτικής ενίσχυση της διδασκαλίας μάθησης. Όπως όπωςείπε την κάποτε χωρικήοκατανόηση, Albert Einstein:ομαδική την «Ποτέ δεν μάθηση διδάσκω μέσα τους από μαθητές τη συλλογικότητα μου, προσπαθώ και τη μόνο συζήτηση, να παρέχω τηντις μάθηση κατάλληλες μέσα συνθήκες από την πράξη, στις οποίες την ανάπτυξη μπορούν των να μάθουν». εμπειριών Μεμάθησης άλλα λόγια ανεξαρτήτου ο εκπαιδευτικός κόστους θακαι πρέπει την να επικεντρωθεί δυνατότητα απεικόνισης στη δημιουργία σύνθετων συνθηκών λειτουργιών για εξερεύνηση, ή μηχανισμών. αντί γιαΤέλος, τη παροχή μελετήσαμε έτοιμης γνώσης. και σχεδιάσαμε Η μελέτη μιαμας εκπαιδευτική εμβαθύνει σε εφαρμογή επιμέρους δυνητικής έννοιες που πραγματικότητας, καθιστούν το με VR ασκήσεις εργαλείο για την βελτίωση βασισμένες στο σύστημα της εκπαιδευτικής μάθησης VARK, διδασκαλίας ως μια επίδειξη όπως του τηντρόπου χωρικήμεκατανόηση, τον οποίο την η ομαδική μάθηση δυνητική πραγματικότητα μέσα απόμπορεί τη συλλογικότητα να μεταμορφώσει και τη συζήτηση, την διαδικασία την μάθηση μάθησης μέσα μέσα απόαπό την πράξη, την εξερεύνηση την ανάπτυξη του ψηφιακού των εμπειριών κόσμου. μάθησης ανεξαρτήτου κόστους και την δυνατότητα απεικόνισης σύνθετων λειτουργιών ή μηχανισμών. Τέλος, μελετήσαμε και σχεδιάσαμε μια εκπαιδευτική εφαρμογή δυνητικής πραγματικότητας, με ασκήσεις βασισμένες στο σύστημα μάθησης VARK, ως μια επίδειξη του πως η εικονική πραγματικότητα μπορεί να μεταμορφώσει την διαδικασία μάθησης μέσα από την εξερεύνηση του ψηφιακού κόσμου.

1

1.1 Η τεχνολογική εξέλιξη στην Αρχιτεκτονική

Η εξελικτική πορεία της ανθρώπινης κοινωνίας μέσα από την τεχνολογική επανάσταση του 20ου αιώνα σηματοδοτήθηκε από μια νέα τάξη πραγμάτων στην οικονομία, την κοινωνία και την πολιτιστική ζωή. Καθ’ ένα από αυτά είναι άμεσα συνυφασμένο με την εξέλιξη της αρχιτεκτονικής καθώς και της κατασκευαστικής βιομηχανίας (Mitchell & MacCullough, 1996). Η επανάσταση του υπολογιστή άρχισε να αναδύεται στη Βρετανία και τις Ηνωμένες Πολιτείες τα έτη αμέσως μετά το Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο. Απόρροιες από την επανάσταση του υπολογιστή, οι αλλαγές τις οποίες επέφερε η πληροφορική και η τεχνολογία των επικοινωνιών κατά τη διάρκεια του δεύτερου μισού του 20ου αιώνα και σχετίζονται άμεσα με τον όρο Ψηφιακή Επανάσταση. Η Ψηφιακή επανάσταση είναι η αλλαγή από τη μηχανική και αναλογική τεχνολογία στα ψηφιακά ηλεκτρονικά, τα οποία άρχισαν να εμφανίζονται από τα τέλη του 1950 και του 1970 με την υιοθέτηση και την εξάπλωση των ηλεκτρονικών υπολογιστών. Κεντρικό ρόλο σε αυτή αποτελεί η μαζική παραγωγή, η ευρεία χρήση των ψηφιακών λογικών κυκλωμάτων και τεχνολογιών που πηγάζουν από αυτήν (πχ. Η/Υ, κινητό τηλέφωνο, ‘Ιντερνετ ) (Debjani, 2014).

Εικόνα 01 Apple Lisa, 1983 | Macintosh, 1984 | iMac, 1998 Η εξέλιξη των προσωπικών υπολογιστών, με το iMac να είναι από τους πρώτους προσωπικούς υπολογιστές σε προσιτή τιμή.

Η ψηφιακή επανάσταση επηρεάζει τους τρόπους μέσω των οποίων τα αρχιτεκτονικά έργα σχεδιάζονται και κατασκευάζονται. Οι τεχνικές διαδικασίες οι οποίες χρησιμοποιούνται για το σχεδιασμό έργων ποικίλλουν σε αριθμό, αναδεικνύοντας τόσο την εξέλιξη της τεχνολογίας, όσο και την επιρροή της στον Αρχιτεκτονικό τομέα. Πλέον αρχιτεκτονική και τεχνολογία έχουν ενωθεί σχηματίζοντας μια αλληλοεξαρτώμενη σχέση. Ο συγγραφέας και καθηγητής του πανεπιστημίου των καλών τεχνών στο Calgary του Καναδά, Branko Kolarevic αναφέρει στο “Architecture in the Digital Age: De5 Η εξέλιξη της τεχνολογίας και η επιρροή της στην Αρχιτεκτονική

sign and Manufacturing”, ότι οι ψηφιακές μέθοδοι επιτρέπουν στις αρχιτεκτονικές ιδέες να πραγματοποιηθούν σε ένα αποκλειστικά ψηφιακό περιβάλλον, καθώς αυτό περιέχει τις “πληροφορίες” για μια απευθείας μετάφραση του ψηφιακού σχεδιασμού σε υλική κατασκευή. Η σύνδεση ανάμεσα στην αρχική ιδέα και στη κατασκευή είναι μια συνθετική διαδικασία που βελτιώνεται από την επίδραση των ψηφιακών μεθόδων. Οι ψηφιακές τεχνολογίες κατασκευής στρέφουν την Αρχιτεκτονική προς μια διαφορετική κατεύθυνση σύμφωνα με την οποία η τεχνολογία αφήνει περιθώρια για νέες τεχνικές σχετικά με το σχεδιασμό και τη κατασκευή (Kolarevic, 2005). Το βασικό επιχείρημα είναι ότι η ψηφιακή εποχή προχωράει και επαναπροσδιορίζει τον ρόλου του αρχιτέκτονα στην παραγωγή κτιρίων. Οι ψηφιακές τεχνολογίες επιτρέπουν μια συσχέτιση μεταξύ του τι μπορεί να σχεδιαστεί και τι μπορεί να χτιστεί. Με την ενσωμάτωση του σχεδιασμού, της ανάλυσης, της παραγωγής και της συναρμολόγησης των κτιρίων, οι ψηφιακές τεχνολογίες, οι αρχιτέκτονες, οι μηχανικοί και οι κατασκευαστές έχουν την ευκαιρία να επαναπροσδιορίσουν τη σχέση μεταξύ της σύλληψης ιδέας και της παραγωγής. Τα τωρινά ξεχωριστά πεδία της αρχιτεκτονικής, της μηχανικής και της κατασκευής μπορούν να ενσωματωθούν σε ένα σχετικά ψηφιακό συλλογικό εγχείρημα στο οποίο οι αρχιτέκτονες θα μπορούσαν να παίζουν κεντρικό ρόλο.

Εικόνα 02 Εξώφυλλο από το βιβλίο του Branko Kolarevic και της Vera Parlac “Building Dynamics: Exploring the Architecture of Change” | 2007

6

7 Η εξέλιξη της τεχνολογίας και η επιρροή της στην Αρχιτεκτονική

1.2 Η συμβολή των ψηφιακών εργαλείων σχεδίασης στην αναπαράσταση της Αρχιτεκτονικής σύνθεσης

Τα εργαλεία σχεδίασης πλέον γίνονται ψηφιακά και βοηθούν στην παραγωγή και υλοποίηση σύνθετων σχεδίων. Όπως σχολιάζει ο Branko Kolarevic (2015) με τα CAD εργαλεία σχεδίασης κατασκευής είναι πολύ πιο εύκολο να παραχθεί μια γεωμετρικά ελεύθερη μορφή αρχιτεκτονικής. Σύνθετες αρχιτεκτονικές μορφές - σχήματα καθιστούν την ανέγερση του κτιρίου συχνά καινοτόμα και μη συμβατική, δυστυχώς όμως και πιο ακριβή από την ανέγερση απλών ορθογώνιων κτιρίων (Penttilä, 2006). Σε αρκετά πρόσφατα εμβληματικά αρχιτεκτονικά παραδείγματα, όπως αυτά του Frank Gehry, Greg Lynn, Peter Cook & Colin Fournier σχεδιασμένα ψηφιακά ο έλεγχος της μορφής και η στενή σχέση του με την πραγματική οικοδομική παραγωγή είχε εμφανή επίδραση στην αρχιτεκτονική έκφραση και τελική μορφή του κτιρίου. Είναι προφανές ότι χωρίς την χρήση σύγχρονων ψηφιακών τεχνικών σχεδίασης κτίρια με οργανική μορφή δεν θα ήταν το ίδιο εύκολο να επιτευχθούν. Η μεγαλύτερη εξέλιξη που συνέβη στη σύγχρονη αρχιτεκτονική είναι η μετάβαση από τις παραδοσιακές σχεδιαστικές τεχνικές με παραλληλογράφο στο ψηφιακό σχεδιασμό μέσω ηλεκτρονικού υπολογιστή. Η ακρίβεια στο σχεδιασμό, η δυνατότητα για απεριόριστες διορθώσεις, η δημιουργία πολλαπλών αντιγράφων καθώς και η προσθαφαίρεση επιστρώσεων πολλαπλής ανάγνωσης ενός αρχείου αποτελούν χαρακτηριστικά γνωρίσματα που επιφέρει ο ηλεκτρονικός σχεδιασμός, οποιασδήποτε μορφής ανάλογα με τις ανάγκες του σχεδιαστή. Αναλύοντας τα υπολογιστικά σχεδιαστικά προγράμματα, παρατηρείται ότι αυτά υπάγονται σε δύο μεγάλες κατηγορίες: η πρώτη αφορά τα σχεδιαστικά προγράμματα CAD (Computer Aided Design) που προσφέρουν τη δυνατότητα 2D ή 3D σχεδίων γεωμετρικής αναπαράστασης (Kolarevic ,2015). Κατά τα οποία ένα σύνολο γεωμετρικών σχημάτων αναπαριστά το τελικό σχεδιαζόμενο στοιχείο, όπως ακριβώς ένα σχέδιο με παραλληλογράφο στο σχεδιαστήριο, με χαρακτηριστικό παράδειγμα τέτοιας εφαρμογής να αποτελεί το γνωστό AutoCAD. Από την άλλη, υπάρχει η κατηγορία των προγραμμάτων κατασκευής τύπου BIM (Building Information Modeling), όπως το ArchiCAD και το Revit. Αυτά δεν προσφέρουν μόνο τη δυνατότητα γραμμικού σχεδίου, αλλά λειτουργούν κυρίως με την εισαγωγή έτοιμων 3D ή 2D στοιχείων, όπως τοίχων, κουφωμάτων κα. Η ιδιαιτερότητα ωστόσο των BIM λογισμικών σχεδίασης δεν περιορίζεται μόνο σε μια μελέτη κατα την οποία δημιουργείται ένα ψηφιακό μοντέλο του αντικειμένου αλλά επεκτείνεται και περιέχει όλες εκείνες τις πληροφορίες και τις ιδιότητες που είναι αναγκαίες για την ολοκλήρωση, την κατασκευή, τη λειτουργία και τη συντήρηση του μοντέλου στο φυσικό περιβάλλον (Paranandi, 2015). Πλέον, έχουμε να κάνουμε με ψηφιακή μοντελοποίηση συνόλων, και όχι

σχεδιασμό τους υπό το σύνολο γεωμετρικών σχημάτων. Επιπροσθέτως, τα συγκεκριμένα προγράμματα προσφέρουν δυνατότητες όπως ο απευθείας σχεδιασμός τομών και όψεων και η επιλογή συγκεκριμένων δομικών υλικών κ.ά. Πιο κοντά στη δεύτερη κατηγορία, αλλά με εμφανή στοιχεία της πρώτης, υπάγονται τα τρισδιάστατα σχεδιαστικά προγράμματα (3D Studio Max, Maya κ.λπ.) (Penttilä, 2006). Σ’ αυτά υπάρχει μεν η δυνατότητα απευθείας «σχεδιασμού» γεωμετρικών σχημάτων, π.χ. κύβων, σφαιρών, πρισμάτων, αλλά χαρακτηριστικό τους αποτελεί η δυνατότητα εφαρμογής φυσικών και κατασκευαστικών «πεδίων» όπως η βαρύτητα, η τριβή, η συνύπαρξη ενός υλικού με ένα άλλο, κ.λπ.

H τεχνολογία της πληροφορίας και της επικοινωνίας μας επιτρέπει να διαχειριστούμε πιο σύνθετα έργα γρηγορότερα και πιο ολοκληρωμένα από ότι νωρίτερα δημιουργώντας τα στο ψηφιακό χώρο καθιστώντας την έκφραση της αρχιτεκτονικής σύνθεσης ευκολότερη.

Εικόνα 03 Frank Gehry, Walt Disney Concert Hall, Los Angeles, California | 1988

Computer Aided Design

|

Εικόνα 05 Building Information Modeling

|

Τρισδιάστατα Σχεδιαστικά Προγράμματα

Εικόνα 04 Peter Cook and Colin Fournier, Kunsthaus Graz, Austria, Graz | 2003

8

9 Η εξέλιξη της τεχνολογίας και η επιρροή της στην Αρχιτεκτονική

1.3 Ψηφιακή οπτικοποίηση στην Αρχιτεκτονική

Ο όρος αναπαράσταση εμφανίζεται από την αρχαία τέχνη της δημιουργίας γραφικών παραστάσεων. Πριν την εξάπλωση των ηλεκτρονικών υπολογιστών και την ευρεία χρήση λογικών κυκλωμάτων η αναπαράσταση πραγματοποιούνταν με παραδοσιακές τεχνικές όπως το μελάνι και το χαρτί που αποτελούσαν τα βασικά εργαλεία αναπαράστασης των αρχιτεκτονικών σχεδίων. Καθώς η τεχνολογία των γραφικών υπολογιστών μετά τη ψηφιακή επανάσταση έχει γίνει πιο προσιτή, η τρισδιάστατη απεικόνιση έχει μετατραπεί σε ένα σημαντικό εργαλείο για αρχιτέκτονες, μηχανικούς, επιστήμονες και ένα ευρύ φάσμα άλλων επαγγελματιών (Weagly, 2019). Ο φωτορεαλισμός - οπτικοποίηση περιλαμβάνει τα πάντα, από τα βασικά σκίτσα έως τις πιο εξελιγμένες τρισδιάστατες απεικονίσεις και τις διαδραστικές εικονικές περιηγήσεις. Κοινός παρονομαστής των παραπάνω αποτελεί η διαδικασία δημιουργίας γραφικού περιεχομένου χρησιμοποιώντας τρισδιάστατα λογισμικά σχεδίασης (Legrenzi, 2008). Πρόκειται για μια τεχνολογία που έχει εξελιχθεί στις τελευταίες δεκαετίες και αποτελεί σε μία από τις πιο αποτελεσματικές επιλογές για την παραγωγή ψηφιακού περιεχομένου υψηλής ποιότητας. Ωστόσο, όπως αναφέρθηκε παραπάνω, είναι “η διαδικασία με την οποία δημιουργείται ένα γραφικό περιεχόμενο”, που σημαίνει ότι το τελικό αποτέλεσμα είναι το οπτικό περιεχόμενο (δηλ. Εικόνες και κινούμενα σχέδια).

Εικόνα 07 3D Visualization του Nakagin Capsule Tower από τον Bertrand Benoit

Εικόνα 08 Revit viewport του Nakagin Capsule Tower

Εικόνα 06 Educational tutorial about architectural visualization by Johannes Lindqvist | 2018 Εικόνα 09 Τομή από το Nakagin Capsule Tower

Ο όρος οπτικοποίηση - φωτορεαλισμός δεν είναι το ίδιο με τον τρισδιάστατο σχεδιασμό και την τρισδιάστατη ανάπτυξη ενός έργου, όροι που γενικά αναφέρονται στην παραγωγή περιεχομένου, όπως τα αρχεία σχεδιασμού με υπολογιστή (CAD), τα οποία προορίζονται για κατασκευαστικούς σκοπούς. Οι τρισδιάστατοι καλλιτέχνες (3D Artists) μπορούν να χρησιμοποιήσουν τα CAD δεδομένα κατά την ανάπτυξη τρισδιάστατων απεικονίσεων, αλλά τα τελικά αποτελέσματα είναι κάτι παραπάνω από απλά αρχεία CAD - είναι δυναμικά γραφικά που συνδυάζουν τεχνικές δεξιότητες. Ο σχεδιασμός και η κατασκευή κτιρίων είναι μια δαπανηρή και χρονοβόρα διαδικασία, οποιαδήποτε αλλαγή στη διάταξη ή τα υλικά όταν η κατασκευή είναι σε εξέλιξη σημαίνει οικονομική και χρονική επιβάρυνση. Ο αρχιτεκτονικός φωτορεαλισµός αποτελεί τη λύση για την οπτικοποίηση και την τρισδιάστατη αναπαράσταση των αρχιτεκτονικών κτιρίων ή άλλων σχεδιαστικών αντικειµένων. Με τη βοήθεια ηλεκτρονικού υπολογιστή πριν από την υλοποίηση του έργου, µε πιστή αναπαράσταση των υλικών, των χρωµάτων και του φωτισµού η τρισδιάστατη απεικόνιση καταργεί την ανάγκη να δημιουργηθεί ένα πρωτότυπο φυσικό αντικείμενο κατα το σχεδιαστικό στάδιο (Legrenzi, 2008). Παράλληλα επιτρέπει τη δοκιμή του σχεδίου για ορισμένες μεταβλητές σε ένα ψηφιακό περιβάλλον. Η δυνατότητα να σχεδιάζεται ή να αναδημιουργείται κάτι στον υπολογιστή χρησιμοποιώντας τα τεχνικά του δεδομένα, επιτρέπει πολλές εμπορικές δυνατότητες και πρακτικές εφαρμογές. Ακολουθώντας την ίδια λογική µε την οποία δηµιουργεί ένα κτίριο ή µια οποιαδήποτε οικοδοµή, ο µελετητής µπορεί να σχεδιάσει σε κλίµακα κατασκευές και χρηστικά αντικείµενα ή και κατασκευαστικά γενικότερα στοιχεία εσωτερικών ή εξωτερικών χώρων και τοπίων βάση πραγµατικών διαστάσεων µε απόλυτη αναλογία και ανάλογη λεπτοµέρεια. Μέσω του τρισδιάστατου µοντέλου που δηµιουργείται εισάγοντας τις κατάλληλες πληροφορίες στο ψηφιακό σχέδιο, αυτόµατα µπορούµε να έχουµε όλη την τεκµηρίωση της µελέτης τοµές, όψεις, προοπτικά, ρεαλιστική απεικόνιση κ.α. Μεταβάλλοντας παραµέτρους κατ’ επιλογή, παράγεται πλήθος αποδεκτών αρχιτεκτονικών λύσεων. Σήµερα, oι φωτορεαλιστικές απεικονίσεις βρίσκουν εφαρμογή σε ένα ευρύ φάσµα δραστηριοτήτων, είναι πλέον απαραίτητες για τον αρχιτέκτονα, πολιτικό µηχανικό, σχεδιαστή, διακοσµητή και ιδιώτη. Σχετικά µε την αρχιτεκτονική και τη διαµόρφωση του χώρου, ο φωτορεαλισµός είναι ένας από τους καλύτερους τρόπους παρουσίασης και µελέτης µιας αρχιτεκτονικής κατασκευής πριν την αποπεράτωσή της. Οι φωτορεαλιστικές απεικονίσεις είναι πλέον κάθε κλίµακας. Από απλές οικοδοµές κατοικιών – καταστηµάτων και εξοχικές κατοικίες, µέχρι οικισµούς, συγκροτήµατα κτιρίων, εµπορικά κέντρα, ξενοδοχειακές µονάδες και βιοµηχανικά κτίρια (Weagly & Joseph, 2019). Ο αρχιτεκτονικός φωτορεαλισμός διευκολύνει τον µελετητή να κατανοήσει και να βελτιώσει το έργο του, παρέχοντας παράλληλα τη δυνατότητα ελέγχου και οριστικοποίησης των χρωµάτων, των υλικών και της αισθητικής του έργου. Συντελεί στην αποτροπή ενδεχόµενου επενδυτικού ρίσκου και συνεπώς στη µείωση του κατασκευαστικού κόστους, καθώς παρέχεται η δυνατότητα να εντοπιστούν και να προληφθούν τεχνικά τα αισθητικά λάθη πριν την ολοκλήρωση της κατασκευής.

10

11 Η εξέλιξη της τεχνολογίας και η επιρροή της στην Αρχιτεκτονική

1.4 4D Ψηφιακά περιβάλλοντα

Τα ψηφιακά προγράμματα παράγουν ένα «ψηφιακό» κόσμο, μια «ψηφιακή πραγματικότητα». Εκτός του τρισδιάστατου σχεδιασμού, η εξέλιξη της τεχνολογίας έχει οδηγήσει στη δημιουργία 4D κόσμων που αποτελούν το συνδυασμό του ευκλείδειου χώρου των τριών διαστάσεων με τον χρόνο ως μια επιπρόσθετη τέταρτη διάσταση φτιαγμένων πάντα από υπολογιστικά συστήματα. Σύμφωνα με εκτεταμένες επιστημονικές απόψεις, ο χρόνος αναφέρεται ως τέταρτη διάσταση και λαμβάνεται υπόψη στην 4D κατασκευή (Newton, 1999). Το ψηφιακό μοντέλο είναι «ενεργό», και ο χρήστης μπορεί πλέον να περιηγηθεί σε αυτό, δαπανώντας τον κατάλληλο χρόνο και παρακολουθώντας τι συμβαίνει κατά τη διάρκεια της περιπλάνησης του. Μάλιστα, η περιήγηση στο ψηφιακό μοντέλο εκφράζεται ήδη από τα τέλη της δεκαετίας του ’90, περίοδος όπου αναπτύσσονται ήδη τα ψηφιακά μέσα σχεδιασμού. Ανάλογα με το αρχιτεκτονικό έργο, τον τρόπο κατασκευής και το ψηφιακό πρόγραμμα, τα ψηφιακά μέσα σχεδιασμού εξελίσσονται από δισδιάστατα σε πολυδιάστατα (ν-διαστάσεις), και αυτό συμβαίνει ήδη από την προηγούμενη δεκαετία (Penttilä, 2006). Παρόμοιες δυνατότητες προσφέρουν τα κατασκευαστικά προγράμματα δυνητικής πραγματικότητας (Virtual Reality) τα γνωστά game engines, όπως το Unity και το Unreal Engine 4. Η επαφή του χρήστη με το αρχιτεκτονικό έργο οδηγείται από το «πώς το βλέπεις;» στο «πώς το αισθάνεσαι; πώς το ακούς;». Η δυνητική πραγματικότητα επιτρέπει στο χρήστη να περιηγηθεί μέσα στο έργο, και για αυτόν το λόγο είναι, αυτήν τη στιγμή, ευρέως διαδεδομένη. Εξάλλου, οι τελευταίες τεχνολογικές εξελίξεις βοηθούν τους αρχιτέκτονες ακόμα και στις παρουσιάσεις έργων και στην επικοινωνία τους με άλλους συμμετέχοντες του σχεδιασμού. Ένα βήμα πιο ψηλά από τη δυνητική πραγματικότητα βρίσκεται η «Επαυξημένη Πραγματικότητα» (Augmented Reality), στην οποία χρησιμοποιούνται ευρύτερες οπτικές και τεχνικές που έχουν να κάνουν με την κατασκευή μοντέλου, τις ψηφιακές τεχνολογίες και την επικοινωνία ψηφιακού μοντέλου – σχεδιαστή – συμμετέχοντα στο έργο όπως θα αναλυθεί παρακάτω.

Εικόνα 10 Περιήγηση μέσα σε ένα δυνητικό περιβάλλον μέσω της εφαρμογής VRtisan | 2016

12

13 Η εξέλιξη της τεχνολογίας και η επιρροή της στην Αρχιτεκτονική

2.1 Δυνητικό Περιβάλλον

Εικόνα 11 Virtual Reality, the new era | 2017

Η δυνητική πραγματικότητα είναι πρακτικά ένας τύπος “οπτικοποίησης φωτορεαλισμού”, μια τεχνική που έχει αναπτυχθεί ιδιαίτερα στον επαγγελματικό και ακαδημαϊκό τομέα. Ο όρος δυνητική πραγματικότητα ή Virtual Reality (VR) εισάγεται το 1989 από τον Jaron Lanier (Τζάρον Λέινιερ) ηγέτη της VPL Research (Virtual Programming Languages) και ανέπτυξε μερικά από τα πρώτα συστήματα τη δεκαετία του 1980. Ο ίδιος χαρακτηρίζει τη δυνητική πραγματικότητα ως “Ένα αλληλεπιδραστικό, τρισδιάστατο περιβάλλον, φτιαγμένο από υπολογιστή, στο οποίο μπορεί κάποιος να εμβυθιστεί” (Brooks, 1999, σελ.278). Ενώ σύμφωνα με το Collins Dictionary, 2014 “VR είναι ένα ψηφιακό περιβάλλον που έχει παραχθεί με τη χρήση ηλεκτρονικού υπολογιστή όπου το άτομο που το βιώνει έχει μια μίμηση του πραγματικού κόσμου σε μια δυνητική διάσταση.”

(Collinsdictionary, 2014). Η δυνητική πραγματικότητα αποτελεί μια τεχνολογία σταδιακής εξέλιξης επιμέρους τεχνολογιών τα τελευταία 30 χρόνια αποκομίζοντας διαφορετικές ονομασίες στο πέρας αυτού του χρονικού διαστήματος. Στην παρούσα πτυχιακή εργασία θα χρησιμοποιήσουμε στη θέση των διαδεδομένων όρων “εικονική πραγματικότητα” και “εικονικό περιβάλλον” τους όρους “δυνητική πραγματικότητα” και “δυνητικό περιβάλλον”, διότι πιστεύουμε ότι εκφράζεται έτσι καλύτερα η εμπειρία εμβύθισης και ο τρόπος που τη βιώνει ο χρήστης σε ένα τέτοιου είδους περιβάλλοντος (Χαρίτος, 2005). Η τεχνολογία της δυνητικής πραγματικότητας χρησιμοποιεί ηλεκτρονικούς υπολογιστές, για να δημιουργήσει και να προσομοιώσει περιβάλλοντα στα οποία o χρήστης μπορεί να κινηθεί ελεύθερα, αλληλεπιδρώντας παράλληλα με τα αντικείμενα που τον περιβάλλουν, όπως θα έκανε και στον πραγματικό κόσμο. Για να είναι όσο πιο πετυχημένη γίνεται η εμβύθιση ενός χρήστη σε ένα περιβάλλον δυνητικής πραγματικότητας, είναι σημαντικό να απομονωθεί ο χρήστης και οι αισθήσεις του από τον πραγματικό κόσμο και να επικαλυφθούν τα ερεθίσματα του πραγματικού κόσμου με τα αντίστοιχα εικονικά, φτιαγμένα από το σύστημα της δυνητικής πραγματικότητας. Έτσι είναι πρωταρχικής σημασίας ένα σύστημα ΔΠ να παρέχει όραση (στερεοσκοπική εικόνα), ακοή (στερεοσκοπικός ήχος), όσφρηση (smell sensors) ή και αφή (haptics technology), όπου με τις κατάλληλες συσκευές ο χρήστης είναι σε θέση να εκτελέσει κάποιες ενέργειες. Αν όλα τα παραπάνω συνδυαστούν και με την ανίχνευση των κινήσεων του χρήστη με ειδικές συσκευές ανίχνευσης κίνησης, έτσι ώστε το δυνητικό περιβάλλον να συμπεριφέρεται όπως και το πραγματικό, τότε η συνολική εμπειρία που θα αποκτήσει ο χρήστης μπορεί να είναι άκρως ρεαλιστική (Brooks, 1999). Ο Lanier διαχωρίζει τον όρο VR σε τρεις κατηγορίες, το παθητικό VR που αναφέρεται στις δραστηριότητες των θεατών όπως η παρακολούθηση τηλεόρασης, η προβολή ταινιών, η ανάγνωση βιβλίων κ.λπ., το διερευνητικό VR όπου αφορά αποκλειστικά την 17 Το Δυνητικό Περιβάλλον

2.2 Η Ιστορική εξέλιξη της Δυνητικής Πραγματικότητας

εξερεύνηση ενός 3D περιβάλλοντος μέσω της οθόνης ενός υπολογιστή. Παραδείγματα αποτελούν παιχνίδια όπως το Myst, VRML, Αρχιτεκτονικά walk-through προσομοίωσης κλπ. Η τρίτη κατηγορία είναι το immersive VR (IVR), ένας όρος που τέθηκε αργότερα και αποτελεί το στάδιο του VR όπου ο χρήστης μπορεί να αλληλεπιδράσει πλήρως με το τεχνητό περιβάλλον, παρέχοντας διέγερση σε όλες τις αισθήσεις του και οι ενέργειές του στον ψηφιακό κόσμο επηρεάζουν άμεσα το τεχνητό περιβάλλον. Τελευταία, λόγω της αντιφατικότητας του όρου δυνητική πραγματικότητα στην επιστημονική κοινότητα αποφεύγεται η χρήση του και αντικαθίστανται από τον όρο Δυνητικό Περιβάλλον ή Virtual Environment (VE) (Gonzalez-Franco & Lanier 2017).

Εικόνα 12 Εικονογράφηση από το βιβλίο του Stanley G. Weinbaum | 1935

Η ιδέα της δυνητικής πραγματικότητας πρωτοεμφανίστηκε το 1935 στο μυθιστόρημα (Weinbaum, S. G. (1949). A Martian odyssey: And others. Fantasy Press.) του συγγραφέα Stanley G. Weinbaum (εικόνα 12). Στο λογοτεχνικό του έργο περιγράφει την έννοια των γυαλιών VR καθώς και την αίσθηση της οσμής και της αφής προτείνοντας για πρώτη φορά την εμπειρία της πλήρης εμβύθισης σε ένα Δυνητικό κόσμο. Το 1962, αναπτύχθηκε από τον σκηνοθέτη Morton Heilig μια πρωτότυπη μηχανή VR με την ονομασία Sensorama (εικόνα 13), ενώ παράλληλα σχεδίασε ένα φορητό VR HMD παραπλήσιο με μια σύγχρονη συσκευή αλλά δυστυχώς δεν κατασκευάστηκε ποτέ (Geslin, 2012). Η πρώτη λειτουργική κάσκα δυνητικής πραγματικότητας εφευρέθηκε από τον μηχανικό ηλεκτρονικών υπολογιστών Ivan Sutherland (εικόνα 14) μεταξύ 1965 και 1968 στο Πανεπιστήμιο της Γιούτα. Η συσκευή χρησιμοποιεί δύο σωλήνες καθοδικών ακτίνων και οπτικά στοιχεία για την προβολή εικόνων που δημιουργούνται από υπολογιστή μέσα στα μάτια του χειριστή. Δεκατέσσερα χρόνια αργότερα ο εφευρέτης και καθηγητής Thomas Furness θα αναπτύξει μια συσκευή VR που ονομάζεται “Super Cockpit” και χρησιμοποιήθηκε από την Πολεμική Αεροπορία για να βοηθήσει στην καλύτερη εκπαίδευση πιλότων για μαχητικές πτήσεις (Gigante, 1993).

Εικόνα 13 Η συσκευή Sensorama | 1962

Εικόνα 14 Ivan Sutherland’s VR headset | 1967

18

19 Το Δυνητικό Περιβάλλον

Σημείο σταθμός στην εξέλιξη των συσκευών VR αποτέλεσε το 1989 καθώς οι συσκευές εισήχθησαν στο ευρύ κοινό με τη Nintendo να λανσάρει το Power Glove (εικόνα 15), ένα ηλεκτρονικό γάντι που μπορούσε να αναγνωρίσει 256 θέσεις για κάθε δάχτυλο. Ενώ λίγο αργότερα το 1991 το Virtuality 1000CS (εικόνα 16) θα αποτελέσει την πιο εμπορική συσκευή VR με τις περισσότερες πωλήσεις στη δεκαετία του 90’. Η εφαρμογή χρησιμοποίησε ένα HMD για την προβολή του βίντεο και την αναπαραγωγή ήχου, ενώ ο χρήστης μετακινούνταν και αλληλεπιδρούσε μεσα στον δυνητικό κόσμο με τη χρήση ενός τηλεχειριστηρίου. Τα χρόνια που ακολούθησαν στιγματίστηκαν από κάποιες αποτυχημένες συσκευές VR με αποτέλεσμα το κοινό ενδιαφέρον να μειωθεί ραγδαία με χαρακτηριστικό παράδειγμα το Nintendo Virtual Boy (εικόνα 17) το 1995. Μια κονσόλα με τη μορφή κράνους VR όπου η οθόνη έδειχνε τα πάντα σε κόκκινο ή μαύρο σε μια οθόνη σχετικά χαμηλής ανάλυσης που προκαλούσε στους χρήστες πονοκεφάλους και ναυτία μετά από βραχυχρόνια χρήση. Παρόλα αυτά η πρόοδος της τεχνολογίας του VR συνέχισε με σημαντικά βήματα προς τη σύγχρονη μορφή της με παραδείγματα το eMagin Z800 3DVisor και το Scuba VR της Philips σχεδιασμένο για να λειτουργεί με το λογισμικό των Windows (Digital Sensations, 1999).

Εικόνα 15 Nintendo Power Glove | 1989

Εικόνα 18 Nintendo Wii remote controller | 2006

Εικόνα 16 Virtuality 1000CS | 1991

Εικόνα 19 Oculus Rift HMD & remote controllers | 2012

Εικόνα 17 Nintendo Virtual Boy | 1995

Εικόνα 20 Google Cardboard | 2014

Κατά τη διάρκεια του 2006 έως το 2010 εφευρέθηκαν οι συσκευές ελέγχου κίνησης της Nintendo Wii Remote (εικόνα 18), του PlayStation Move και του Xbox Kinect, οι οποίες αποτέλεσαν κλειδί για την ανάπτυξη του VR όσον αφορά την τεχνολογία ανίχνευσης κίνησης. Τα τελευταία χρόνια η αγορά του VR έχει προσελκύσει την προσοχή των επενδυτών και του γενικού πληθυσμού. Ειδικότερα, το 2012, η ​​Oculus (εικόνα 20) κατάφερε να συγκεντρώσει 2,5 εκατομμύρια δολάρια από ένα άκρως επιτυχημένο Kickstarter ως Start up επιχείρηση. Ενω το Μάρτιο του 2014, το Facebook δαπάνησε 2 δισεκατομμύρια δολάρια για να αγοράσει την Oculus και να υποστηρίξει τη βιομηχανία του VR. Την ίδια χρονιά η Unity θα αποτελέσει την πρώτη μηχανή παιχνιδιών που παρέχει εγγενή υποστήριξη για τα Oculus Rift και θα επιτρέψει σε ένα μεγάλο αριθμό προγραμματιστών να συμμετάσχουν στην ανάπτυξη VR έργων. Επιπροσθέτως, το 2014 η Google κυκλοφόρησε τα Google Cardboard (εικόνα 20), μια χάρτινη κάσκα δυνητικής πραγματικότητας χαμηλού κόστους που επιτρέπει στα κινητά τηλέφωνα να μεταφέρουν στο χρήστη μια εμπειρία VR, χρησιμοποιώντας τους αισθητήρες του κινητού τηλεφώνου με κυριότερο το γυροσκόπιο, που αντιλαμβάνεται πότε και προς τα πού περιστρέφει ο χρήστης το κεφάλι του δίνοντας έτσι τη δυνατότητα για περιήγηση στο δυνητικό κόσμο. Καθώς η τεχνολογία του VR εξελίσσεται, μεγάλη ποικιλία νέων συσκευών εισάγονται συνεχώς στην αγορά, μεταξύ αυτών, οι δημοφιλής συσκευές HTC Vive, Samsung Gear VR και Daydream. Ενώ παράλληλα εμφανίζεται η αντίστοιχη ανάπτυξη παιχνιδιών, εφαρμογών και λογισμικών συμβατά με την τεχνολογία του VR (Sexton, 2016).

20

21 Το Δυνητικό Περιβάλλον

2.3 Επαυξημένη Πραγματικότητα

H επαυξημένη πραγματικότητα (Augmented Reality - AR) είναι μια τεχνολογία, η οποία επιτρέπει την προσθήκη ψηφιακών πληροφοριών, προερχόμενα από ένα υπολογιστικό σύστημα ενσωματώνοντας τα στον πραγματικό κόσμο, μέσω κατάλληλων συσκευών ανίχνευσης . Το πεδίο έρευνας της εξελίσσεται ραγδαία, με στόχο τον εμπλουτισμό της αντίληψης της πραγματικότητας από το χρήστη. Σύμφωνα με τον Ronald Azuma «H επαυξημένη πραγματικότητα είναι μία παραλλαγή του εικονικού περιβάλλοντος, αλλά δε θα πρέπει να συγχέεται με το τελευταίο, διότι συμπληρώνει τον πραγματικό κόσμο και δεν τον υποκαθιστά» (Azuma, 1997). Επιπρόσθετα, σύμφωνα με την εγκυκλοπαίδεια Britannica « Η επαυξημένη πραγματικότητα, στον προγραμματισμό των ηλεκτρονικών υπολογιστών, είναι μια διαδικασία συνδυασμού βίντεο ή φωτογραφικής οθόνης με υπέρθεση των εικόνων χρησιμοποιώντας δεδομένα από τον υπολογιστή» (Hosch, 2018). Με τη χρήση σύγχρονων τεχνολογιών χωροθέτησης, όπως το GPS, αισθητήρων κίνησης, αδράνειας και διεύθυνσης, κάμερες ενσωματωμένες σε συσκευές και αισθητήρων βάθους, είναι δυνατό πλέον να ορίσουμε την ΕπΠ ως την τεχνολογία η οποία γνωρίζοντας πού βρίσκεται ο χρήστης, προς τα πού κοιτάει, πώς είναι ο χώρος στον οποίο βρίσκεται και τι είναι το αντικείμενο με το οποίο αλληλεπιδρά στον πραγματικό κόσμο, επιτρέπει τη χωρική και χρονική συσχέτιση πληροφορίας που παράγει ο υπολογιστής και την εμφανίζει σε τρισδιάστατη υπέρθεση με το φυσικό κόσμο, σε πραγματικό χρόνο (Azuma, 2004). Η τεχνολογία της επαυξημένης πραγματικότητας συνδυάζει τους τομείς της υπολογιστικής όρασης και των υπολογιστικών γραφικών. Η υπολογιστική όραση ή αλλιώς τεχνητή όραση είναι ένα επιστημονικό πεδίο της τεχνητής νοημοσύνης το οποίο επιχειρεί να αναπαράγει αλγοριθμικά την αίσθηση της όρασης, συνήθως σε ηλεκτρονικό υπολογιστή. Τα γραφικά υπολογιστών (computer graphics) ασχολούνται με τη θεωρία και την τεχνολογία σύνθεσης εικόνων σε μοντέλα. Οι ερευνητές ορίζουν συνήθως την επαυξημένη πραγματικότητα ως ένα σύστημα πραγματικού χρόνου αλλά ωστόσο υπάρχουν και κάποιες εφαρμογές της τεχνολογίας AR οι οποίες μόνο επαυξάνουν μια εικόνα και δεν προσφέρουν στον χρήστη κανένα είδος αλληλεπίδρασης του εικονικού κόσμου με το πραγματικό. Ακόμη, ένας ορισμός για το Augmented Reality είναι ότι επιτρέπει την ζωντανή προβολή ενός φυσικού περιβάλλοντος του οποίου όμως η πραγματικότητα είναι επαυξημένη με την προβολή πληροφοριών αλλά και εικονικών προσώπων ή χώρων σχεδιασμένων μέσα από έναν ηλεκτρονικό υπολογιστή. Ο συνδυασμός της κάμερας με το σύστημα GPS ενός κινητού τηλεφώνου επιτρέπουν την προβολή επιπλέον πληροφοριών για ένα γεωγραφικό σημείο, διαμορφώνοντας ένα επαυξημένο πληροφοριακά τελικό

αποτέλεσμα. Παρέχονται πληροφορίες που περιλαμβάνουν κείμενα, ήχους και video και αφορούν ειδικά τη γεωγραφική θέση που βρίσκεται ο χρήστης και στοχεύει η κάμερα του. Οι προβολές δεδομένων είναι δυνατές είτε από τις οθόνες κινητών είτε από ειδικά γυαλιά προβολής Augmented Reality. Χρήση επαυξημένης πραγματικότητας αποτελεί και η γνωστή εφαρμογή PokemonGo (εικόνα 22) όπου κυκλοφόρησε τον Ιούνιο του 2016 και καλεί τους παίκτες να πιάνουν, να μονομαχούν και να προπονούν εικονικά πλάσματα που βρίσκονται κρυμμένα στον πραγματικό κόσμο. Η βασική ιδέα της επαυξημένης πραγματικότητας είναι η υπέρθεση γραφικών, ήχου και αισθητηριακών ενισχύσεων στον πραγματικό κόσμο σε πραγματικό χρόνο. Η επαυξημένη πραγματικότητα αποτελεί ένα συνδυασμό των πραγματικών και ψηφιακών εικόνων. Σε αντίθεση με το Δυνητικό Περιβάλλον όπου ο χρήστης βρίσκεται σε έναν τελείως τεχνητό κόσμο, η επαυξημένη πραγματικότητα παρουσιάζει επιπλέον πληροφορίες σχετικά με πραγματικές σκηνές. Συνήθως, ο υπολογιστής που δημιουργεί τα γραφικά είτε επικαλύπτει το πεδίο του χρήστη με επιπλέον πληροφορίες σχετικά με το πραγματικό περιβάλλον, είτε παρέχει οπτική καθοδήγηση για την ολοκλήρωση μιας εργασίας (Azuma, 1997).

Εικόνα 21 Augmented Reality demonstration | 2018

Εικόνα 22 PokemonGo Application | 2016

22

23 Το Δυνητικό Περιβάλλον

2.4 Δυνητικό Περιβάλλον και Επαυξημένη Πραγματικότητα

Εικόνα 24 Virtual Reality HMD & Augmented Reality glasses | 2018

Εικόνα 23 Virtual Reality HMD & Augmented Reality glasses | 2018

Στο σημείο αυτό αξίζει να τονιστεί η διαφορά της Επαυξημένης Πραγματικότητας από εκείνη της δυνητικής πραγματικότητας, διότι οι δύο αυτές τεχνολογίες συχνά συγχέονται από τους χρήστες. Αναλυτικότερα, η δυνητική πραγματικότητα VR στοχεύει στην αντικατάσταση του πραγματικού περιβάλλοντος του χρήστη, με ένα δυνητικό που παράγεται και ελέγχεται πλήρως από τον υπολογιστή. Οι χρήστες νιώθουν ότι διαδραματίζεται μπροστά τους μια δυνητική σκηνή, στην οποία μπορούν να διαχειρίζονται ψηφιακά και διαδραστικά τα στοιχεία της. Η σκηνή αυτή αποτελείται εξ’ ολοκλήρου από γραφικά και οι χρήστες έχουν την ψευδαίσθηση ότι βρίσκονται σε πραγματικό κόσμο. Για τη δημιουργία μιας ρεαλιστικής δυνητικής σκηνής, απαιτείται υψηλό επίπεδο λεπτομέρειας στην αναπαράσταση των γραφικών και συγχρόνως η απεικόνισή της να γίνεται σε πραγματικό χρόνο. Αντίθετα, η επαυξημένη πραγματικότητα AR έχει σαν στόχο την επαύξηση και όχι την αντικατάσταση των στοιχείων του πραγματικού περιβάλλοντος με συνθετικές πληροφορίες από το δυνητικό, μέσω της χρήσης αισθητήρων ήχου, εικόνας, βίντεο και άλλων πολυμέσων που παράγονται από ένα υπολογιστικό σύστημα. Με τον τρόπο αυτό, τα στοιχεία του πραγματικού περιβάλλοντος δεν αποκρύπτονται εντελώς, αλλά διαδραματίζουν κυρίαρχο ρόλο της τελικής απεικόνισης (Azuma, 2004). Τα εικονικά αντικείμενα δεν είναι απαραίτητο να απαιτούν υψηλό επίπεδο λεπτομέρειας στην αναπαράσταση των γραφικών και συγχρόνως η ρεαλιστική τους ποιότητά περιορίζεται μόνο από τις παραμέτρους της εφαρμογής. Ως αποτέλεσμα ένα σύστημα επαυξημένης πραγματικότητας στο οποίο απεικονίζονται απλά εικονικά αντικείμενα σε μια σκηνή, απαιτεί λιγότερη υπολογιστική ισχύ από ένα σύστημα δυνητικής, στο οποίο απεικονίζεται ολόκληρη η σκηνή. Κύρια επίσης διαφορά είναι ότι στα συστήματα δυνητικής πραγματικότητας, οι συσκευές απεικόνισης χρησιμοποιούνται για να ανιχνεύουν τη θέση του χρήστη μαζί με μία οθόνη που απεικονίζει την ψηφιακή σκηνή, ενώ στα σύστημα επαυξημένης πραγματικότητας, υπάρχουν διαφορετικές τεχνικές και εξοπλισμοί για την ανίχνευση και την πληροφόρηση του χρήστη (Chen, 2018). Συνοψίζοντας τα παραπάνω, o Azuma περιγράφει τα ακόλουθα τρία χαρακτηριστικά ως γνωρίσµατα ενός AR συστήµατος. Να συνδυάζει την πραγματική με τη δυνητική πληροφορία, να επιτρέπει την αλληλεπίδραση σε πραγματικό χρόνο και να λειτουργεί αναφορικά με τον πραγματικό τρισδιάστατο κόσμο. Η Επαυξημένη Πραγματικότητα και η δυνητική είναι παραπλήσιες έννοιες αλλά όχι ταυτόσημες ή αντίθετες. Σύμφωνα με τον επιστήμονα των υπολογιστών Lev Manovich (2005) το κατά πόσο κατανοούμε μια συγκεκριμένη κατάσταση ως βύθιση ή επαύξηση είναι απλά θέμα κλίμακας. Ανάλογα με το μέγεθος της οθόνης αλλάζει και η αντίληψη του γύρω περιβάλλοντος. Όταν η οθόνη απεικόνισης είναι μικρή σε μέγεθος, τότε δεν επικαλύπτει την αντίληψη του πραγματικού χώρου και έτσι θεωρείται μέσο επαύξησης (AR).” Παρόλα αυτά και επειδή ο σκοπός της εργασίας είναι η τεχνολογία του Εικονικού Περιβάλλοντος που έχει τις ίδιες ρίζες με αυτό του AR, με τον όρο VR θα συμπεριλαμβάνουμε και τις δύο αυτές “πραγματικότητες”.

24

25 Το Δυνητικό Περιβάλλον

3.1 Εφαρμογές του VR στην Αρχιτεκτονική

Από την εποχή που o Ivan Sutherland ανέπτυξε το πρώτο προηγμένο σύστημα head mounted display (HMDs) για χρήση σε ΕΠ - VR κατά τα τέλη της δεκαετίας του εξήντα, υπήρξαν μεγάλες προσδοκίες για τις συνέπειες αυτής της ανακάλυψης στον αρχιτεκτονικό κλάδο (Negroponte, Harrington, Mckay & Christian, 1997). Χαρακτηριστικά ο ίδιος αναφέρει “Σε λίγα χρόνια από τώρα θα είστε σε θέση να μπείτε σε ένα δωμάτιο και να μετακινήσετε με τα χέρια σας αντικείμενα, να εμφανίζεται επιφάνειες που δεν υπάρχουν και να ελέγχετε την επίδραση του φωτός σε εικονικούς δυνητικούς χώρους όμοιους με τον πραγματικό. Θα είστε σε θέση να χτίσετε ένα κτίριο έτσι ώστε να μπορείτε να περπατήσετε γύρω από αυτό και να το αλλάξετε πριν ακόμα κτιστεί” (Paranandi, 2015). Ο Van Dam, ένας αξιοσημείωτα πρωτοπόρος προγραμματιστής γραφικών υπολογιστών, παρατηρεί ότι το VR θα προσφέρει μια φυσική διεπαφή για να περιηγούνται οι αρχιτέκτονες, να κάνουν χωρικές αλλαγές στο εσωτερικό του κτιρίου και να χειρίζονται το τρισδιάστατο φυσικό περιβάλλον. Βασισμένοι σε αυτό, οι ερευνητές τα τελευταία χρόνια επένδυσαν στην εύρεση τρόπων - μέσων για την ουσιαστική εφαρμογή του VR στην αρχιτεκτονική. Με αποτέλεσμα επί του παρόντος, το κόστος των συστημάτων VR σε σχέση με τα προηγούμενα τρία χρόνια να είναι προσιτό στον χρήστη αποτελώντας μια σχετικά οικονομική λύση.

Εικόνα 25 Εξώφυλλο του άρθρου “Utilizing Virtual Reality in Architecture” | 2018

29 Ο ρόλος του VR στην Αρχιτεκτονική

Φυσικά το κόστος ενός συστήματος VR τόσο στο κομμάτι του hardware που απαιτείται όσο και στο κομμάτι του software αλλά και στην πολυπλοκότητα του σχεδιασμού είναι όλα άμεσα αναλογικά του επίπεδου φωτορεαλισμού και της γενικότερης ευκρίνειας - ακρίβειας που θα θέλαμε να επιτύχουμε. Αρκετά έργα αρχιτεκτονικής προσομοίωσης μεταφέρονται στο δυνητικό κόσμο για να ληφθούν σχεδιαστικές αποφάσεις με βάση τη θερμοκρασία, την υγρασία, τη ροή αέρα και τη προσομοίωση του φωτισμού των χώρων σε κτίρια. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί το έργο GreenSpace II στο εργαστήριο του πανεπιστημίου του ΜIT όπου εφαρμόζει την έννοια του distributed VR (απομακρυσμένοι συμμετέχοντες με κοινή παρουσία σε ένα κοινόχρηστο δυνητικό περιβάλλον) στον αρχιτεκτονικό σχεδιασμό, διευκολύνοντας μια απομακρυσμένη συζήτηση - εξέταση του αρχιτεκτονικού χώρου. Έργα όπως αυτό αποδεικνύουν το VR να είναι ένα μεγάλο πλεονέκτημα για την ακριβή παρουσίαση της σχεδιαστικής ιδέας σε μια ομάδα ανθρώπων σχετικών ή και μη εξοικειωμένων με τη χωρική αντίληψη (Paranandi, 2015). Σε όλα αυτά τα έργα η ταχύτητα της απόκρισης και της ανάδρασης, με άλλα λόγια η διαδραστικότητα σε πραγματικό χρόνο, ήταν πιο σημαντική από ό, τι η ποιότητα - απόδοση του φωτορεαλιστικού αποτελέσματος. Το κοινό στοιχείο μεταξύ οπτικοποίησης - και κατ’ επέκταση και ο φωτορεαλισμός - με το VR είναι η έμφαση στην οπτική ως εργαλείο επικοινωνίας. Ο αμερικάνος στατιστικολόγος και καθηγητής των πολιτικών επιστημών Edward Tufte το 1990, περιγράφει την οπτικοποίηση ως μέσο για τη διευκρίνιση ορισμένων σύνθετων δεδομένων, υποστηρίζοντας ότι έχει πλεονεκτήματα σε σχέση με τη γραπτή λέξη ή τη φωνή από μόνη της. Η αίσθηση της όρασης είναι μακράν η κυρίαρχη συνιστώσα του ανθρώπου στην αισθητηριακή αντίληψη, και παρότι η προσομοίωση της πραγματικότητας θεωρείται ως η επιτομή της δυνητικής πραγματικότητας, η χρήση του VR για σχεδιαστικούς σκοπούς οδηγεί σε ενίσχυση αυτού του ορισμού και ίσως αποτελεί τον κυρίαρχο λόγο ύπαρξής του (Tufte, 1990)(Bruce, Georgeson & Green, 2014).

Συνεργασία

Εικόνα 26 Demonstration από την εφαρμογή InsiteVR | 2018

Η αποτελεσματική συνεργασία κατά τα πρώτα στάδια του αρχιτεκτονικού σχεδιασμού αποτελεί προϋπόθεση για ένα αποτελεσματικό συνολικό σχεδιασμό και για την ορθή κατασκευή του έργου όπως επισημαίνει ο καθηγητής των πληροφοριακών συστημάτων και επικοινωνίας ανθρώπου - υπολογιστή Παναγιώτης Κουτσαμπάσης (2012). Πέραν της δυνατότητας προσθήκης εικονικών οντοτήτων στον “πραγματικό κόσμο”, η τεχνολογία VR ενισχύει τη συνεργασία μεταξύ των μελών των σχεδιαστικών ομάδων όπως αναφέρει ο επίκουρος καθηγητής αρχιτεκτονικής του πανεπιστημίου του Σύδνεϋ Xiangyu Wang (2007). Οι καθηγητές του πανεπιστημίου του Μόντρεαλ Tomas Dorta, Annemarie Lesage και Edgar Pérez (2011) εξηγούν ότι τα στούντιο εικονικού σχεδιασμού έχουν τη δυνατότητα να εξισορροπ ούν την απουσία ενός τοπικού ή απομακρυσμένο χώρου. Δηλαδή με άλλα λόγια, η δυνατότητα της δυνητικής μεταφοράς των αισθήσεων μας σε οποιοδήποτε απομακρυσμένο χώρο. Οι ίδιοι περιγράφουν μια περίπτωση στην οποία δύο ομάδες ήταν σε θέση να σχεδιάζουν παράλληλα ενώ είχαν “τηλε - μεταφερθεί” η μια στο δυνητικό περιβάλλον της άλλης. Οι ερευνητές ψηφιακών τεχνολογιών και ηλεκτρονικών μέσων Ning Gu, Mi Jeong Kim και Mary Lou Maher (2011) αξιολογούν τρισδιάστατους (3D) εικονικούς κόσμους για συνεργασία από απομακρυσμένους αρχιτέκτονες - σχεδιαστές και την ξεκάθαρη - εύκολη επικοινωνία μεταξύ των χρηστών. Έρευνα σχετικά με τις τρισδιάστατες εφαρμογές του εικονικού κόσμου υπογραμμίζει αλλαγές στη σχεδιαστική συμπεριφορά όταν οι σχεδιαστές είναι πρακτικά - σωματικά απομακρυσμένοι αλλά σχεδόν συν - τοποθετημένοι εικονικά μέσα στην σχεδιαστική τους αναπαράσταση με τη μορφή τρισδιάστατου μοντέλου. Αυτοί οι τύποι εφαρμογών μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να βελτιώσουν τόσο τη συνεργασία σχεδιαστή με σχεδιαστή όσο και την επικοινωνία σχεδιαστή με πελάτη στις αρχιτεκτονικές εφαρμογές (Phan & Choo, 2010). Σε τομείς όπως η αρχιτεκτονική, η κατασκευή και η μηχανική οι βέλτιστες και πιο ακριβείς πληροφορίες παρουσιάζονται πλέον σε τρισδιάστατη ψηφιακή μορφή, με μοντέλα ΒΙΜ, CAD ή ακόμα και μοντέλα φυσικής κλίμακας που δίνουν την καλύτερη εντύπωση όχι μόνο στο τελικό προϊόν αλλά και στις οποιεσδήποτε ιδιαιτερότητες του σχεδιασμού. Στο σημερινό κόσμο όπου οι συντελεστές ενός project είναι πιθανόν να διαμένουν σε διαφορετικές ηπείρους, η λεπτότητα αυτών των πληροφοριών μπορεί να είναι δύσκολο να μεταδοθούν χρησιμοποιώντας μια επίπεδη οθόνη και φωνητικές οδηγίες σε μια διαδικτυακή σύνδεση. Εργαλεία όπως το GoToMeeting ή το WebEx έχουν προσπαθήσει να διευκολύνουν αυτή τη διαδικασία, αλλά εξακολουθούν να περιορίζονται στην δισδιάστατη παρουσίαση τρισδιάστατων μοντέλων. Με το VR να γίνεται όλο και πιο οικονομικά αποδοτική επιλογή, το πλεονέκτημα χρήσης του για τη δημιουργία ενός κοινού χώρου συνάντησης φαίνεται σαφές. Το InsiteVR (εικόνα 25), εταιρία που ειδικεύεται στις νέες τεχνολογίες βασισμένες

30

31 Ο ρόλος του VR στην Αρχιτεκτονική

στο VR, δημιούργησε ένα προϊόν που πιστεύει ότι θα βελτιώσει σημαντικά την ποιότητα των συναντήσεων σε τομείς όπως ο σχεδιασμός, η μηχανική, η κατασκευή και η αρχιτεκτονική. Οι συνεδριάσεις επιτρέπουν στους επαγγελματίες να συγκεντρωθούν σε ένα δυνητικό χώρο για να εξετάσουν από κοινού τα ψηφιακά αρχιτεκτονικά μοντέλα. Οι συνεδριάσεις έχουν ενσωματωμένες φωνητικές λειτουργίες μέσω των IP των συνεργατών και συγχρονισμό των ψηφιακών αρχείων - μοντέλων σε σύστημα cloud για να διευκολύνουν την ανταλλαγή πληροφοριών. Για να αποφευχθεί μια συνάντηση να γίνει ελεύθερη για όλους, ένα πρόσωπο ορίζεται ως παρουσιαστής. Ο ίδιος επιτρέπει στους συμμετέχοντες να μετακινηθούν σε μια συγκεκριμένη θέση μέσα στο δυνητικό μοντέλο, να ελέγχουν την κλίμακα του και την γενικότερη πλοήγηση τους στον ψηφιακό κόσμο. Όλοι οι συμμετέχοντες μπορούν να δουν το μοντέλο, αλλά μόνο ο παρουσιαστής μπορεί να κατευθύνει την προσοχή του κοινού σε μια συγκεκριμένη τοποθεσία (InsiteVR, 2018). Η δυνητική πραγματικότητα (VR) έχει τη δυνατότητα να βοηθήσει τους ανθρώπους - συνεργάτες που απέχουν μεγάλη απόσταση να συνδεθούν μεταξύ τους. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για πολυπρόσωπες σχεδιαστικές ομάδες μεγάλων έργων, όπου οι πληροφορίες πρέπει να μοιράζονται γρήγορα, με ακρίβεια και εχεμύθεια (Phan & Choo, 2010).

Χωρική σύλληψη Επιπροσθέτως παρά τα σημαντικά πλεονεκτήματα συνεργασίας, το VR διευκολύνει επίσης στην κατανόηση της χωρικής σύλληψης. Πρόσφατη έρευνα των Farzad Rahimian και Ibrahim Rahinah (2011) για το VR και την σχέση του με την αρχιτεκτονική εστιάζει στα πλεονεκτήματα αυτά. Αναλυτικότερα αναφέρεται στον εντοπισμό και το σχεδιασμό των “προβληματικών χώρων”, δηλαδή των χώρων όπου δεν έχουν κάποια εφαρμογή ή χρηστικότητα και δεν μπορούν εύκολα να προβλεφθούν κατά το σχεδιαστικό στάδιο (Chen & Schnabel, 2009). Η έρευνα χωρίζει δύο ομάδες αρχιτεκτόνων και επισημαίνει ότι με την δυνητική πλοήγηση μέσα στο σχέδιό τους οι αρχιτέκτονες της α’ ομάδας ήταν σε θέση από τα πρώτα μόλις στάδια του σχεδιασμού να προβλέψουν και να μειώσουν στο ελάχιστο τους “κενούς χώρους”, σε σχέση με την ομάδα αρχιτεκτόνων που χρησιμοποιούσε τις παραδοσιακές τεχνικές σχεδίασης. Το συγκεκριμένο πλεονέκτημα του VR ίσως έχει καλύτερη εφαρμογή στην Αρχιτεκτονική εσωτερικών χώρων, όπου η ανάγκη για ορθή χωρική διάταξη είναι μεγαλύτερη, αλλά μπορεί να χρησιμοποιηθεί εξίσου και στην Αρχιτεκτονική γενικότερα, όπως επισημαίνουν οι καθηγητές πανεπιστημίου Ronald Campbell και Jung Ye (2006). Επιπροσθέτως, σε συσχετισμό με τη χωρική σύλληψη η τεχνολογία δυνητικής πραγματικότητας είναι σε θέση να μας παρέχει σημαντικές πληροφορίες πλοήγησης και σημείων σήμανσης για τον προσανατολισμό εντός του δομημένου περιβάλλοντος, με

Εικόνα 27 Έρευνα M. Mavridou, C. Hoelscher και C. Kalff | 2009

χαρακτηριστικό παράδειγμα το GPS, που χρησιμοποιούμε σήμερα. Ποια όμως η σχέση των πλοηγικών βοηθημάτων με την Αρχιτεκτονική και τι πληροφορίες μπορούμε να αντλήσουμε μέσα από αυτά; Η χρήση πλοηγικών τεχνολογιών για την μετακίνηση σε ένα δυνητικό περιβάλλον είναι απαραίτητη αλλά εκτός της λειτουργικής τους φύσης, τα βοηθήματα αυτά μπορούν να μας παρέχουν ένα πλήθος πληροφοριών σε σχέση με την κίνηση, την παραμονή και την ταχύτητα του χρήστη στο δυνητικό περιβάλλον. Αρχιτεκτονικά γραφεία και ερευνητικές ομάδες παρατηρούν την πλοήγηση ατόμων σε ένα τέτοιο περιβάλλον για να αναλύσουν τις κινήσεις, τις διαδρομές και τα σημεία ενδιαφέροντος όπου θα προσελκύσουν το κοινό. Μέσα από αυτές τις παρατηρήσεις οι ερευνητές - αρχιτέκτονες είναι σε θέση να έχουν μια μεγάλη βάση δεδομένων για τις γραμμές κίνησης, την αποφυγή συσσώρευσης ή και τις ψυχολογικές ανησυχίες όπως κλειστοφοβία, αγοραφοβία κλπ. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αυτής της έρευνας αποτελεί ένα project αρχιτεκτονικού θεάτρου όπου το 80% των εικονικών του επισκεπτών επέλεγαν τη δεξιά σε σχέση με την αριστερή είσοδο στον κύριο χώρο του θεάτρου. Δεχόμενοι αυτά τα συντριπτικά αποτελέσματα η ερευνητική ομάδα (Andre Parush και Danne Berman) άλλαξε το σχεδιασμό των δύο εισόδων και της χωρικής περιοχής γύρω αυτών για την αποφυγή ανθρώπινης συμφόρησης στις ώρες λειτουργίας του (Portman, Natapov & Gewirtzman, 2015). Παρομοίως, οι αρχιτέκτονες Μάγδα Μαυρίδου, Christoph Hoelscher, και Christopher Kalff (2009) αναφέρουν το ζήτημα της τρισδιάστατης κλίμακας του αστικού περιβάλλοντος ως στοιχείο που λείπει στην ψηφιακή αρχιτεκτονική μέχρι την εισαγωγή του VR. Οι ίδιοι πραγματοποίησαν ένα πείραμα χρησιμοποιώντας VR που εξέταζε τις επιδόσεις των συμμετεχόντων σε τέσσερα εικονικά κτίρια, ίδια μεταξύ τους αλλά διαφορετικών υψών, στο πόσο ταχεία και λειτουργική θα είναι η πλοήγησή τους στο δυνητικό κτίσμα. Αυτή η έρευνα μας επισημαίνει την επιρροή που έχουν οι γεωμετρικές και οι τοπολογικές ιδιότητες του χώρου σε έναν συμμετέχοντα και τις πληροφορίες που μπορεί να παράγει για να ενημερώσει τις αποφάσεις του αρχιτεκτονικού σχεδιασμού. Στην ανασκόπηση τους οι ερευνητές και αρχιτέκτονες Marc Schnabel, Xiangyu Wang, και Kvan (2008) εξηγούν ότι το δυνητικό περιβάλλον έχει ενισχύσει τους σχεδιαστές να εκφράσουν και να εξερευνήσουν τη φαντασία τους με μεγαλύτερη ευκολία. Οι ίδιοι παρατήρησαν επίσης, ότι οι σχεδιαστικές γραμμές που ακολουθούσαν οι χρήστες VR ξεφεύγουν από τις κλασικές φόρμες και οδηγούνταν σε ποιο ελεύθερες - οργανικές συνθέσεις. Όταν η δυνητική πραγματικότητα, προσομοιώνει όλες τις αισθήσεις οι σχεδιαστές τείνουν να δουλεύουν διαδραστικά σε δυνητικό περιβάλλον τα τρισδιάστατα έργα τους. Κάθε δημιουργία τους αποτελεί μια χωρική εμπειρία κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού, ο αρχιτέκτονας είναι σε θέση να περιηγηθεί, να μετακινήσει, να εξοικειωθεί με το χωρικό σχεδιασμό του έργου του και να αλλάξει δομικά στοιχεία ενώ ο ίδιος βρίσκεται μέσα σε αυτό το χώρο και αλληλεπιδρά με αυτόν σε πραγματικό χρόνο.

32

33 Ο ρόλος του VR στην Αρχιτεκτονική

Τρόποι εκμετάλλευσης ψηφιακών δεδομένων Τα παραδοσιακά λογισμικά ψηφιακού σχεδιασμού έχουν συγκεκριμένα όρια όσων αφορά την εκμετάλλευση του συνόλου των δεδομένων που έχει στη διάθεσή του ένας σχεδιαστής σε ένα έργο. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την προσομοίωση του πραγματικού κόσμου μέχρι ένα συγκεκριμένο βαθμό, αλλά υπάρχουν πολλά που μπορεί ένας αρχιτέκτονας να κάνει αξιοποιώντας όλα αυτά τα δεδομένα. Πολλοί αρχιτέκτονες θεωρούν ότι το λογισμικό τρισδιάστατης προσομοίωσης τους προσφέρει νέους τρόπους για να χρησιμοποιήσουν τα δεδομένα τους. Οι ίδιοι ψάχνουν πέρα από ​​ τις ρεαλιστικές αναπαραστάσεις, προς πράγματα που δεν μπορούν να είναι ορατά. Στην ουσία, το VR τους επιτρέπει να εμπλέξουν αισθήσεις πέρα ​​από το βλέμμα. Οι επαγγελματίες το ονομάζουν Immersive Analytics. Αυτό είναι ένα νέο πεδίο που αντιπροσωπεύει μια εξέλιξη στην οπτικοποίηση δεδομένων. Ο λέκτορας του πανεπιστημίου του Σίδνεϊ Dr. Benjamin Coorey (2018), αναφέρει “σκεφτείτε κάθε κτίριο που έχετε σχεδιάσει ή μελετήσει, κάθε ένα περιέχει συμπλέγματα περίπλοκων δεδομένων, ίσως πολύ περισσότερα από ό, τι θα μπορούσατε να εμφανίσετε με ένα λογισμικό τρισδιάστατης μοντελοποίησης. Μπορεί να μπορείτε να αναπαράγετε την εικόνα, αλλά η αίσθηση του εικονικού - πραγματικού χώρου είναι κάτι άλλο. Για παράδειγμα, θα μπορούσατε να κωδικοποιήσετε δεδομένα για να δείτε πώς το ηλιακό φως φτάνει στο κτίριο σε διάφορες ώρες της ημέρας”. Ενώ συμπληρώνει “Με το λογισμικό ψηφιακού σχεδιασμού, μπορείτε να δείτε πώς αυτό επηρεάζει ένα μοντέλο. Χρησιμοποιώντας λογισμικό δυνητικής αρχιτεκτονικής, μπορείτε να το αισθανθείτε. Το ηλιακό φως λάμπει μέσα από τα παράθυρα και δημιουργεί σκιές, τις οποίες μπορείτε να εξερευνήσετε”. Τα δεδομένα δεν δημιουργούν μόνο φωτορεαλιστικά μοντέλα. Αν χρησιμοποιηθούν ορθά τότε ο σχεδιαστής μπορεί να προσομοιώσει το πώς είναι να βρίσκεται στο μοντέλο (Chen, 2018). Εμπνευσμένος από το στίχο, στο έργο του “The Room, the Street and Human Agreement”, ο Louis Kahn παραφράζει “Πιο κομμάτι του ήλιου εισέρχεται στο δωμάτιό σας;” Ο μεγάλος αρχιτέκτονας πέρασε όλη την καριέρα του πειραματιζόμενος με αυτούς τους δύο πρωταγωνιστές, το φως και τη σκιά. Η εμμονή του Kahn με το φως και ιδιαίτερα ο αρχιτεκτονικός έλεγχος του επηρέασε αμέτρητους αρχιτέκτονες, όπως τον Peter Zumthor και τον Tadao Ando. Η αρχιτέκτονας Κύνθια Χαμηλοθώρη μοιράζεται την ίδια ανησυχία. Η διδακτορική της διατριβή με τίτλο “Daylight patterns as a means to influence the spatial ambiance: a preliminary study” (2017) επικεντρώνεται στο πώς τα σχέδια του φωτός και της σκιάς διαμορφώνουν τον τρόπο που αντιλαμβανόμαστε τους αρχιτεκτονικούς χώρους. Όμως, ενώ ο Kahn και άλλοι αρχιτέκτονες είχαν στηριχθεί στη διαίσθηση τους για το πώς ο ήλιος επιδρά στο έργο τους, η Χαμηλοθώρη χρησιμοποιεί επιστημονικές μεθόδους, δουλεύοντας με ένα εργαλείο που δεν ήταν διαθέσιμο μέχρι πρότινος, την

δυνητική πραγματικότητα. Μέσω πειραμάτων σε δυνητικό και πραγματικό περιβάλλον, η ίδια διερευνά τις επιπτώσεις των διαφορετικών σχεδίων σε μια πρόσοψη σε συνδυασμό με το φως και πως αυτό επιδρά στην ατμόσφαιρα του χώρου (Chamilothori, Wienold & Andersen 2018).

Εικόνα 28 Daylight patterns as a means to influence the spatial ambiance | 2018

Τέλος, η ίδια συμπληρώνει “Φανταστείτε αν μπορούσατε να εντοπίσετε διαφορετικά υλικά με τα δάχτυλά σας, να αισθανθείτε τη ζεστασιά των επιφανειών του ηλιακού φωτός ή τη διαφορά θερμοκρασίας καθώς εξερευνείτε ένα δυνητικό χώρο, και ταυτόχρονα να καταγράφονται οι φυσιολογικές αντιδράσεις σας. Αυτό θα μπορούσε να προωθήσει σημαντικά την κατανόηση του πώς η αρχιτεκτονική επηρεάζει την ανθρώπινη αντίληψη και συμπεριφορά” (Κύνθια Χαμηλοθώρη, Archdaily, 2017).

34

35 Ο ρόλος του VR στην Αρχιτεκτονική

3.2 Σχεδιαστικές προκλήσεις με αναλογικά και ψηφιακά μέσα

Η Αρχιτεκτονική στην ψηφιακή εποχή χρησιμοποιεί τεχνολογίες που διαφέρουν από τις παραδοσιακές μεθόδους. Σε αντίθεση με τα μοντέλα υπολογιστών και τις απεικονίσεις που προέρχονται από αυτά, τα σχέδια που έχουν σχεδιαστεί με το χέρι έχουν τη δυνατότητα να προσδίδουν μια γκάμα χαρακτηριστικών σε ένα σχέδιο όπως είναι η κλίμακα, ο χώρος και το σχήμα χωρίς να ανησυχούν για την ακρίβεια του σχεδιασμού. Τα σχέδια ασκούν μεγάλη επιρροή στη φαντασία καλύπτοντας τα οποιαδήποτε κενά ασάφειες, παρόλα αυτά η τελική μορφή πολλών σπουδαίων αρχιτεκτονημάτων απορρέει από τα αρχικά τους “ασαφή” σκίτσα. Στον αρχιτεκτονικό κόσμο, υπάρχουν αρκετές επίμονες συζητήσεις που προκύπτουν ξανά και ξανά, αλλά ένα από τα πιο διαρκή επιχειρήματα στην αρχιτεκτονική - ειδικά στην ακαδημαϊκή σφαίρα - είναι η μάχη μεταξύ παραδοσιακών μορφών σχεδίασης και σχεδιασμού με ψηφιακά μέσα. Και τα δύο σχολεία έχουν τους διάσημους υποστηρικτές τους με απόρροια τις διαφορετικές πεποιθήσεις για τον ευεργετικό η μη χαρακτήρα που επιφέρει στην Αρχιτεκτονική το VR μέσω της περαιτέρω ψηφιοποίησης του κλάδου. Σύμφωνα με την έρευνα της Archdaily (2017), σχετικά με τις ψηφιακές μεθόδους ενάντια στις παραδοσιακές μορφές σχεδίασης στον Αρχιτεκτονικό σχεδιασμό το σχέδιο με το χέρι είναι ένα αξιόπιστο εργαλείο κατάλληλο για τον αρχικό σχεδιασμό προτού ο χρήστης να μεταβεί στην ψηφιακή μοντελοποίηση. Εξηγεί πως αυτή η μέθοδος προστατεύει το σχεδιαστή από το να επηρεαστεί και να περιοριστεί κατα τη διάρκεια του σχεδιασμού του στις δυνατότητες του εκάστοτε ψηφιακού εργαλείου που τυχαίνει να χρησιμοποιεί, με αποτέλεσμα το ψηφιακό μέσο να μην αλλοιώσει την αρχική του ιδέα. Με άλλα λόγια ο απευθείας σχεδιασμός σε ψηφιακή μορφή όπως για παράδειγμα αυτή της σχεδίασης σε ένα περιβάλλον VR εγκυμονεί σχεδιαστικούς κινδύνους που προέρχονται είτε από τις περιορισμένες γνώσεις του σχεδιαστή στο τεχνικό κομμάτι του προγράμματος είτε από τη φύση του ίδιου του λογισμικού. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί η εμπειρία της Amanda, η οποία αναφέρει πως κατα τη διάρκεια της σχεδίασης με τη χρήση του λογισμικού Rhinoceros τα έργα της έτειναν να έχουν πάντοτε μια οργανική μορφή σε αντίθεση με το σχεδιασμό της στο λογισμικό Archicad όπου το αποτέλεσμα ήταν πάντοτε ορθοκανονικό με απλές μορφές. Συμπεραίνει πως το σκίτσο σας επιτρέπει να αναλάβετε τον πλήρη έλεγχο του σχεδιασμού σας. Επιπροσθέτως ο Mark τοποθετείται και αναφέρει πως ο σχεδιασμός με παραδοσιακές μορφές στην εκπαίδευση διαφέρει από τον οποιασδήποτε μορφής σχεδιασμό στο περιβάλλον εργασίας. Συγκεκριμένα θεωρεί ότι οι παραδοσιακές τεχνικές σχεδίασης με μολύβι είναι ένα απαραίτητο βήμα που πρέπει να προσπελάσουν όλοι οι αρχιτέκτονες καθώς τους βοηθάει να οραματιστούν, να αποδομήσουν μορφές και να αντιληφθούν το βάθος, έννοιες όπου στον ψηφιακό

Εικόνα 29 Παράδειγμα Archicad

Εικόνα 30 Παράδειγμα Revit

σχεδιασμό απλοποιούνται και παρουσιάζονται απευθείας από τα σχεδιαστικά λογισμικά με αποτέλεσμα να μην εκπαιδευτεί η αντίληψη του μαθητευόμενου πάνω στο κομμάτι του σχεδιασμού (Archdaily, 2017). Αντίθετο με τις ψηφιακές μορφές σχεδιασμού και τη χρήση εικονικών περιβαλλόντων AR/VR βρίσκει ένα ποσοστό επιστημόνων οι οποίοι τονίζουν τις αρνητικές επιπτώσεις που η εκτεταμένη χρήση τους μπορεί να επιφέρει στην υγεία του ανθρώπου. Ο εξοπλισμός HMD που χρησιμοποιείται για την εμβύθιση σε ένα δυνητικό περιβάλλον περιέχει 2 μικρές οθόνες LCD, οι οποίες προβάλλουν μια εικόνα στο κάθε μάτι δημιουργώντας ένα στερεοσκοπικό αποτέλεσμα που δίνει στους χρήστες την ψευδαίσθηση ενός τεχνητού περιβάλλοντος που δημιουργείται γύρω τους. Ο μεγάλος χρόνος εστίασης σε μια οθόνη HMD αυξάνει την αίσθηση της ναυτίας και της παραμόρφωσης, ένα φαινόμενο που ονομάζεται ασθένεια της δυνητικής πραγματικότητας - Virtual Reality Sickness. Κατα την εστίαση μας σε μια οθόνη HMD το πεδίο όρασης μας είναι περιορισμένο με αποτέλεσμα να εστιάζουμε σε ένα συγκεκριμένο σημείο πολύ ώρα. Καταλήγουμε να ανοιγοκλείνουμε τα μάτια μας με λιγότερη συχνότητα από αυτή στον πραγματικό κόσμο, έχοντας ως αποτέλεσμα την ξήρανση του ματιού επονομαζόμενο ως Eye Strain. Παραπλήσια αποτελέσματα ναυτίας - ζάλης προκαλούνται και σε άτομα με αμβλυωπία (μια ανισορροπία στην οπτική ισχύ ανάμεσα στα 2 μάτια) ή άλλες συνθήκες που δυσκολεύουν την εστίαση, την αντίληψη βάθους ή την κανονική τρισδιάστατη όραση, τα άτομα αυτά δυσκολεύονται να κατανοήσουν την αίσθηση του βάθους σε ένα δυνητικό περιβάλλον με τη χρήση HMD. Τα άτομα με αυτές τις διαταραχές ενδέχεται να εμφανίσουν πονοκεφάλους και κόπωση των ματιών όταν χρησιμοποιούν εργαλεία VR (Sheng & Yu, 2009).

36

37 Ο ρόλος του VR στην Αρχιτεκτονική

4. 1 Αλλαγές στον τρόπο μάθησης και τη διαδικασία διδασκαλίας με τη χρήση τεχνολογίας VR.

Η μεταφορά της γνώσης ανέκαθεν υπήρξε προτεραιότητα για την εξέλιξη του πολιτισμού με την εκπαίδευση να αποτελεί τη βάση για μια ακμάζουσα κοινωνία. Οι άνθρωποι αναζητούν συνεχώς τρόπους για να καταστήσουν τη μεταφορά γνώσεων πιο εύκολη, πιο γρήγορη και αποτελεσματικότερη. Στην εποχή των ψηφιακών συσκευών έχουμε την ευκαιρία να επιτρέψουμε την καλύτερη μάθηση με τη χρήση της τεχνολογίας, με την δυνητική πραγματικότητα (VR) να προβάλλει ώς το φυσικό επόμενο βήμα για την εξέλιξη της εκπαίδευσης. Το VR αποτελεί την τεχνολογία η οποία μπορεί να μεταμορφώσει τον τρόπο με τον οποίο παρέχεται το εκπαιδευτικό περιεχόμενο. Πριν να εμβαθύνουμε στις λεπτομέρειες σχετικά με τον τρόπο με τον οποίο το VR θα βελτιώσει την εκπαιδευτική διαδικασία, είναι σημαντικό να κατανοήσουμε τον λόγο για τον οποίο είναι απαραίτητη η βελτίωση της ποιότητας της εκπαίδευσης. Ιστορικά, οι περισσότερες τεχνολογίες που αποσκοπούν στην ενίσχυση της μάθησης έχουν ως στόχο να επιτρέψουν την πρόσβαση σε πληροφορίες - γεγονότα και παρατηρήσεις για τον κόσμο. Πριν την εμφάνιση των υπολογιστών το εργαλείο που μας βοηθούσε να διατηρήσουμε τα γεγονότα στην πάροδο του χρόνου ήταν τα βιβλία και μετέπειτα στην εποχή των ψηφιακών τεχνολογιών, τα βιβλία μετατράπηκαν σε ebooks. Οι σύγχρονες μηχανές αναζήτησης καθιστούν την αποθήκευση γεγονότων πολύ εύκολη και παρότι η γνώση έχει καταστεί ευκολότερα διαθέσιμη για τους περισσότερους ανθρώπους, η σημερινή προσέγγιση της εκπαίδευσης βασίζεται στην ίδια παλιά μέθοδο - παροχής πληροφοριών. O ψυχολόγος και προγραμματιστής της Adobe, Nick Babich στο άρθρο του “How Virtual Reality Will Change How We Learn and How We Teach” (2018) επισημαίνει η πρόσβαση και η κατανάλωση πολλών πληροφοριών δεν είναι ταυτόσημη με τη μάθηση. Πολλές πληροφορίες που ελήφθησαν σε σύντομο χρονικό διάστημα μπορούν εύκολα να κατακλύσουν τους μαθητές. Με αποτέλεσμα, την έλλειψη προσοχής και τη δημιουργία ερωτημάτων σχετικά με το λόγο για τον οποίο μπαίνουν στη διαδικασία μάθησης ενός συγκεκριμένου θέματος. Επομένως, για την εξέλιξη της εκπαίδευσης είναι απαραίτητο να μεταβούμε από την απλή παροχή πληροφοριών σε διδακτικούς τρόπους οι οποίοι εξασφαλίζουν ότι οι μαθητές μαθαίνουν. Το VR μπορεί να μεταμορφώσει τον τρόπο παροχής εκπαιδευτικού περιεχομένου, λειτουργεί με βάση την προϋπόθεση της δημιουργίας ενός εικονικού κόσμου πραγματικού ή φανταστικού - και επιτρέπει στους χρήστες να αλληλεπιδρούν με αυτό. Η δυνητική πραγματικότητα μπορεί να χρησιμοποιηθεί στις αίθουσες διδασκαλίας για την ενίσχυση της μάθησης και της διάδρασης των μαθητών. Έχοντας εμβυθιστεί σε ένα δυνητικό περιβάλλον, οι εκπαιδευόμενοι οδηγούνται στην πλήρη κατανόησή του ενώ 41 To VR στην Αρχιτεκτονική εκπαίδευση

απαιτείται λιγότερη προσπάθεια από μεριάς τους για την επεξεργασία των πληροφοριών που δέχτηκαν. Στην έρευνα των ερευνητών και αρχιτεκτόνων Rui Chen και Xiangyu Wang (2008) που συγχωνεύει υπολογιστικά παραγόμενες πληροφορίες για τα δομικά αρχιτεκτονικά υλικά και τις προσομοιάζει σε εικονικά αντικείμενα στον πραγματικό χώρο, το μαθησιακό επίπεδο της τάξης μπόρεσε μέσω αυτής της διάδρασης να μάθει και να ξεχωρίζει τα διαφορετικά δομικά υλικά σχεδόν στο μισό χρονικό διάστημα απ ότι πριν. Όπως υποστηρίζουν οι ίδιοι τέτοιες τεχνολογίες μπορούν να βελτιώσουν την παιδαγωγική αποτελεσματικότητα στην αρχιτεκτονική εκπαίδευση. Για να προσελκύσουν το ενδιαφέρον και να παρακινήσουν νέους χρήστες οι ερευνητές Wei Yan, Cristopher Culp και Robert Graf (2011) παρουσιάζουν ένα πλαίσιο για την ενσωμάτωση Πληροφοριών Μοντελοποίησης Κτιρίων (BIM) που χρησιμοποιούνται στην ψηφιακή αρχιτεκτονική. Οι ίδιοι ενσωματώνουν το BIM σε παιχνίδια πραγματικού χρόνου (Real Time), μέσω διαδραστικών και φωτορεαλιστικών walkthrough όπου ο χρήστης περιηγείται μέσα από ένα δυνητικό ανθρώπινο μοντέλο. Αυτό το σύστημα επιτρέπει το “παιχνίδι” σε σχεδιασμένα περιβάλλοντα με τη δυνατότητα φυσικών προσομοιώσεων και τη δυνατότητα εικονικών δραστηριοτήτων του χρήστη. Για παρόμοιους σκοπούς, το VR έχει χρησιμοποιηθεί για να προκαλέσει το ενδιαφέρον μαθητών αστικού σχεδιασμού. Ένα ενδιαφέρον εύρημα από τη μελέτη της ερευνητικής ομάδας των VR-KiDS που περιγράφεται από τους Jessica Li, Derrick D’Souza & Yunfei Du (2011) ήταν η άνεση της παρουσίασης από νέους στη χρήση VR στο να χρησιμοποιούν με μεγαλύτερη άνεση το VR σε σύγκριση με τους καθηγητές τους. Παρακάτω παρατίθενται μερικοί λόγοι που καθιστούν το VR ισχυρό για την εκπαίδευση.

Εικόνα 31 Google education project with VR - Expeditions app | 2016

42

43 To VR στην Αρχιτεκτονική εκπαίδευση

Ανάπτυξη χωρικής κατανόησης

Ανάπτυξη των εμπειριών μάθησης ανεξαρτήτου κόστους

Με τη χρήση του VR, οι μαθητές μπορούν να μάθουν για ένα θέμα ενώ το βιώνουν. Με το VR δεν περιορίζονται σε περιγραφές λέξεων ή στις εικονογραφήσεις βιβλίων. Μπορούν να εξερευνήσουν το θέμα και να διαπιστώσουν μόνοι τους πώς έχουν τα πράγματα. Είναι εύκολο να ξεχάσουμε ότι οι εμπειρίες του VR δεν είναι πραγματικές - το σώμα μας υποσυνείδητα πιστεύει πως πραγματικά βρίσκεται σε ένα νέο χώρο. Αυτό το συναίσθημα ασκεί το μυαλό με τρόπο που είναι αξιοσημείωτο. Οι έμφυτες αντιδράσεις σε αυτό που βιώνουμε είναι θεμελιώδεις για τη δημιουργία μνήμης. Το VR καθιστά εύκολη την εμπλοκή των μαθητών καθ ‘όλη τη διάρκεια του χρόνου, καθιστώντας τις εμπειρίες πραγματικά αξέχαστες. Η τεχνολογία VR μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να προσελκύσει τους μαθητές σε θέματα που σχετίζονται με τη γεωγραφία, την ιστορία και την αρχιτεκτονική, προσφέροντας βαθιά εμβύθιση των αισθήσεων στον τόπο και το χρόνο όπως για παράδειγμα ο εκπαιδευόμενος μπορεί να περιηγηθεί στα στενά της αρχαίας Ρώμης μέσω της εκπαιδευτικής εφαρμογής Unimersiv app. Το Google Expeditions είναι ένα καλό παράδειγμα μιας εφαρμογής που παρέχει μια τέτοια εμπειρία. Η εφαρμογή Expeditions είναι μια βιβλιοθήκη διαθέσιμων προορισμών για τον οποιονδήποτε χρήστη smartphone. Κάθε ταξίδι αποτελείται από ένα σύνολο από περιβάλλοντα VR, όπου τα ταξίδια μπορούν να διαφέρουν από το Σινικό Τείχος της Κίνας μέχρι τον Άρη. Η εφαρμογή δίνει στους χρήστες τη δυνατότητα να επισκεφθούν μέρη που μπορεί να είναι σχεδόν αδύνατο να επισκεφθούν αυτοπροσώπως. Φυσικά, το VR δεν πρόκειται ποτέ να αντικαταστήσει τους πραγματικούς προορισμούς και τα ταξίδια. Αλλά, το VR επιτρέπει την επίσκεψη οποιοδήποτε μέρος του πλανήτη - αυτός ο τύπος εμπειρίας είναι πολύ πιο αποτελεσματικός από το να διαβάζετε μόνο γι ‘αυτόν (Babich,2018).

Το VR μας επιτρέπει να δημιουργήσουμε εικονικά περιβάλλοντα όπως επιστημονικά εργαστήρια ή χειρουργικές αίθουσες κάνοντας τη μάθηση πιο δυναμική και πιο ελκυστική για τους εκπαιδευόμενους. Μια σχετικά μικρή συσκευή VR μπορεί να λειτουργήσει ως ένα ολόκληρο εργαστήριο επιστήμης καθώς τέτοιες τεχνολογίες είναι δαπανηρές και σχεδόν αδύνατες να καλύψουν το εύρος των δραστηριοτήτων, επιτρέποντας στους μαθητές να κατανοήσουν πώς λειτουργούν τα πράγματα με βάση την πρακτική εμπειρία (Babich,2018). Εικόνα 34 Εικόνα από πραγματικό μικροβιολογικό εργαστήριο | 2017

Μάθηση μέσα από την πράξη Με το VR, οι εκπαιδευόμενοι έχουν την ευκαιρία να μάθουν μέσα από την πράξη και όχι μέσα από το διάβασμα. Είναι γεγονός ότι ο άνθρωπος μαθαίνει καλύτερα με την πράξη. Ωστόσο, εάν παρατηρήσει κανείς τη σύγχρονη εκπαίδευση, θα διαπιστώσει πόσο λίγη εκμάθηση στην πραγματικότητα συμβαίνει μέσα από την πρακτική. Οι μαθητές επικεντρώνονται στην ανάγνωση οδηγιών παρά στη χρήση τους στην πράξη. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί η βραβευμένη δυνητική χειρουργική πλατφόρμα εκπαίδευσης από την ομάδα OssoVR (Babich,2018).

Εικόνα 32 Περιήγηση στην Αρχαία Ρώμη μέσω της Unimersiv app | 2018

Εικόνα 33 Google education project with VR - Expeditions app | 2016

Εικόνα 35 Εικόνα από δυνητικό μικροβιολογικό εργαστήριο για εκπαιδευτική εφαρμογή δημιουργημένο από την ομάδα Labster | 2017

Ομαδική μάθηση

Εικόνα 36 Εικόνα από το δυνητικό περιβάλλον του χειρουργείου της OssoVR | 2017

Ορισμένες από τις σημαντικότερες γνώσεις που αποκτά ο εκπαιδευόμενος προέρχονται μέσα από τη συλλογικότητα και τη συζήτηση. Το VR δίνει την ευκαιρία της κοινωνικοποίησης στις μαθησιακές εμπειρίες επιτρέποντας στους μαθητές να επικοινωνούν μεταξύ τους. Χρησιμοποιώντας είδωλα (avatars) και εικονικές εκφράσεις του προσώπου, οι άνθρωποι μπορούν να συναντηθούν για να συζητήσουν, να συνθέσουν και να μάθουν ο ένας από τον άλλο. Το VR επίσης, μας επιτρέπει να γεφυρώσουμε το χάσμα ανάμεσα στους εκπαιδευτικούς και τους εκπαιδευόμενους, οι εκπαιδευτικοί μπορούν να τηλεμεταφέρουν στον κόσμο του VR και να καθοδηγήσουν τους μαθητές μέσω των εμπειριών τους.

44

45 To VR στην Αρχιτεκτονική εκπαίδευση

Δουλεύοντας σε ένα συνεδριακό δυνητικό περιβάλλον οι μαθητές μαθαίνουν πώς να σχεδιάζουν είτε παρακολουθώντας τον εκπαιδευτή τους να σχεδιάζει είτε σχεδιάζοντας οι ίδιοι συνεργατικά με την καθοδήγηση του. Κατά τη διάρκεια της παραμονής τους σε μια τέτοια συνεδρίαση οι μαθητές και ο εκπαιδευτής συζητούν θέματα σχεδιασμού, ενώ έχουν τη δυνατότητα της παρακολούθησης του εικονικού μοντέλου από πολλές διαφορετικές οπτικές γωνίες και κλίμακες, τα οποία οδηγούν στη βελτίωση και την εξέλιξη των έργων. Η συνεργασία και η επικοινωνία αποτελεί πρωταρχική μέριμνα για την ορθή διαπαιδαγώγηση των μαθητών. Συζητήσεις για ζητήματα σχεδιασμού και πιθανές λύσεις σχετικά με την αποπεράτωση του έργου σε εικονικά συνεργατικά περιβάλλοντα βελτιώνουν στο μέγιστο δυνατό την επικοινωνία μεταξύ μαθητών και εκπαιδευτή αποφεύγοντας το οποιοδήποτε επικοινωνιακό χάσμα που μπορεί να δημιουργηθεί. H εφαρμογή Spatial προτείνει ένα δυνητικό περιβάλλον για συνεργασία μέσω απόστασης μειώνοντας τις φυσικές και νοητικές αποστάσεις. Η ποικιλία των οπτικών γωνιών θέασης τους επιτρέπει να αντιμετωπίζουν συγκεκριμένες λεπτομέρειες παράλληλα με το γενικότερο σχεδιασμό, δηλαδή με άλλα λόγια, η δυνατότητα να εισέρχονται στο δυνητικό έργο εξερευνώντας το σε First Person, όπου η κάμερα βρίσκεται στο ύψος των ματιών τους αλλά παράλληλα και σε μια οπτική Third Person όπου το μοντέλο προβάλλεται σαν μακέτα. Αυτή η διαντίδραση στις διαφορετικές οπτικές και το συγχρονισμό που έχουν με το μοντέλο επηρεάζει τη συνολική διαδικασία σχεδιασμού των σπουδαστών και συνεπώς την έκβαση του σχεδίου. Οι έμπειροι αρχιτέκτονες έχουν τη δεξιότητα της χωρικής αντίληψης που τους επιτρέπει να αντιληφθούν από μια επίπεδη αναπαράσταση του χώρου την τρισδιάστατη απεικόνιση του. Με άλλα λόγια, ενώ σχεδιάζουν ένα δισδιάστατο σχέδιο με χαρτί και μολύβι, δημιουργούν διανοητικά τη χωρική αναπαράσταση αυτού του χώρου. Ενώ, αντίθετα οι σπουδαστές είναι ακόμα αρχάριοι για την ανάπτυξη μιας τέτοιας δεξιότητας. Για να εκφράσουν τις ιδέες τους και να αντιληφθούν το χώρο, οι σπουδαστές χρησιμοποιούν διάφορους τρόπους παρουσίασης όπως τομές, προπλάσματα, τρισδιάστατα μοντέλα, φωτορεαλιστικές απεικονίσεις και κατόψεις για την αναπαράσταση του ίδιου χώρου που όμως πολλές φορές δεν ταυτίζονται πλήρως μεταξύ τους. Το θέμα με τις παραδοσιακές αναπαραστάσεις είναι ότι δεν διατηρείται καμία σύνδεση ή συγχρονισμός μεταξύ των διαφόρων αναπαραστάσεων του ίδιου αντικειμένου με αποτέλεσμα η μειωμένη παιδαγωγική εμπειρία κατά τη διάρκεια μιας εξέτασης. Όπως υποστηρίζουν οι Milovanovic, Moreau, Siret και Miguet στο “Virtual and Augmented Reality in Architecture Design and Education” η ένταξη του Virtual Reality και του Augmented Reality θα μπορούσε να ωφελήσει τους μαθητές σε διάφορα στάδια της έκβασης ενός σχεδίου, γεφυρώνοντας το χάσμα στην έλλειψη επικοινωνίας ανάμεσα στους ίδιους και τους εκπαιδευτές τους (Babich,2018).

Εικόνα 37 Demonstration από την εφαρμογή Spatial App | 2017

Εικόνα 38 Hololens Sketchup | 2018

46

47 To VR στην Αρχιτεκτονική εκπαίδευση

5. 1 Εφαρμογή Αρχιτεκτονικής Εκπαίδευσης μέσω VR (ArchEdu)

Το ArchEdu είναι μια εκπαιδευτική εφαρμογή VR που αναπτύξαμε και σχεδιάσαμε για να παρουσιάσουμε μερικούς τρόπους παροχής του εκπαιδευτικού υλικού με κεντρικό άξονα το μαθητή. Η μετάβαση από τις αναλογικές διδακτικές πρακτικές στις ψηφιακές θα αλλάξει τη μέθοδο διδασκαλίας. Ο ρόλος του εκπαιδευτικού θα αλλάξει από την παράδοση του περιεχομένου στη διευκόλυνση της κατανόησης του. Οι εκπαιδευτικοί θα πρέπει να επικεντρωθούν στη δημιουργία συνθηκών για εξερεύνηση, αντί να παρέχουν έτοιμη γνώση. Το γνωστικό αντικείμενο της εφαρμογής που επιλέξαμε είναι η ρυθμολογία επίπλου και μέσα από την εφαρμογή επιτρέπεται στους εκπαιδευόμενους να εξερευνήσουν τη γνώση με τον δικό τους ρυθμό σε ένα ψηφιακό - δυνητικό κόσμο διατηρώντας τα βασικά χαρακτηριστικά του πραγματικού. Όπως είπε κάποτε ο Albert Einstein: «Ποτέ δεν διδάσκω τους μαθητές μου, προσπαθώ μόνο να παρέχω τις κατάλληλες συνθήκες στις οποίες μπορούν να μάθουν» (Babich, 2018). Ορμώμενοι από αυτό βασίσαμε την εφαρμογή στις διαφορές μεταξύ των τρόπων κατανόησης και μάθησης των εκπαιδευόμενων που αναφέρονται παρακάτω, όπως μελέτησε και και ανέλυσε ο καθηγητής της νευροφυσιολογίας Neil Fleming (Hawk & Shah, 2007).

“Ποτέ δεν διδάσκω τους μαθητές μου, προσπαθώ μόνο να παρέχω τις κατάλληλες συνθήκες στις οποίες μπορούν να μάθουν.”

Albert Einstein

Εικόνα 39 Albert Einstein

51 Πρακτική Εφαρμογή

5. 2 Σχεδιαστικές προκλήσεις για τη δημιουργία της Αρχιτεκτονικής Εκπαίδευσης εφαρμογής μέσω VR (ArchEdu)

Ο σχεδιασμός για VR περιβάλλοντα είναι γεμάτος προκλήσεις που πρέπει να λάβουμε υπόψη για να πετύχουμε τα βέλτιστα αποτελέσματα στη διδασκαλία. Για την ανάπτυξη της εφαρμογής μας ακολουθήσαμε και προσαρμόσαμε τη μεθοδολογία του προγραμματιστή Nick Babich (2018) της Adobe.

-

Λειτουργικότητα

Πιο συγκεκριμένα σχεδιάζοντας την εφαρμογή το βασικό στοιχείο που έπρεπε να λάβουμε υπόψη είναι το κοινό που αναφέρεται - νέους εκπαιδευόμενους σχετικούς ή μη με τα ψηφιακά μέσα και να δημιουργήσουμε μια εύχρηστη εφαρμογή VR χωρίς ιδιαίτερη τεχνογνωσία, εξαλείφοντας την ανάγκη ειδικών δεξιοτήτων για την αλληλεπίδραση σε ένα δυνητικό περιβάλλον.

-

Εικόνα 40 Εισαγωγή των 3D μοντέλων στο περιβάλλον του Unity για τη δημιουργία της αίθουσας που θα διαδραματίζονται οι ασκήσεις

Αφήγηση Εικόνα 41 Pop up μενού της εφαρμογής

Επιπροσθέτως, για μια καλή εμπειρία εκμάθησης είναι σημαντικό να χρησιμοποιηθεί η τεχνική της αφήγησης, μια καλή ιστορία είναι ο καλύτερος τρόπος για να μεταφερθούν και να κατανοηθούν τα σωστά μηνύματα από τους μαθητευόμενους. Ο σκοπός της εφαρμογής είναι να διευκολύνει την εκμάθηση της ιστορίας των επίπλων και των καλλιτεχνικών κινημάτων παρέχοντας μια βιωματική ευκαιρία μάθησης για τους μαθητές που χρησιμοποιούν τις δυνατότητες της τεχνολογίας VR. Ο χρήστης βιώνει την αίσθηση της ύπαρξης σε μια δυνητική αίθουσα μουσείου και είναι σε θέση να περιηγηθεί μέσα στο χώρο και να λάβει μέρος σε ένα δυνητικό στήσιμο της έκθεσης. Μέσω των ασκήσεων καλείται είτε να τοποθετήσει τα έπιπλα στις σωστές θέσεις είτε να συμπληρώσει πινακίδες - διαγράμματα που περιέχουν τα κινήματα, τις χρονολογίες και τις ονομασίες τους.

Εικόνα 43 Η δυνητική αίθουσα μουσείου της εκπαιδευτικής εφαρμογής ArchEdu

Εικόνα 42 Προσχέδιο της αίθουσας για την εφαρμογή ArchEdu

52

53 Πρακτική Εφαρμογή

-

Προσαρμοστικότητα

Για να διασφαλίσουμε την αποτελεσματική χρήση της εφαρμογής μας στην αρχιτεκτονική εκπαίδευση χρειάστηκε να καθαρίσουμε τον τρόπο με τον οποίο οι μαθητές μαθαίνουν και στη συνέχεια να χρησιμοποιήσουμε αυτή τη γνώση για να σχεδιάσουμε την εκπαιδευτική μας VR εφαρμογή ώστε να επιτρέπει την αποτελεσματική μάθηση. Πιο συγκεκριμένα για την επιλογή των ασκήσεων χρησιμοποιήθηκε το σύστημα VARK όπως βρήκε εφαρμογή στην έρευνα των επιστημόνων των υπολογιστών Larry McNutt και Marie Brennan , το 2015 στο 35ο Εκπαιδευτικό συνέδριο στην Ιντιανάπολις της Αμερικής (35th ASEE/IEEE Frontiers in Education Conference) με θέμα τη σύνδεση μεταξύ των διαφορετικών τύπων μάθησης και τη διαδικτυακή μάθηση που θα αναλυθεί παρακάτω. Το σύστημα VARK αναφέρονται σε μια σειρά από θεωρίες που στοχεύουν στις διαφορές μεταξύ των τρόπων κατανόησης και μάθησης των εκπαιδευόμενων. Αυτές οι θεωρίες προτείνουν ότι όλοι οι άνθρωποι μπορούν να ταξινομηθούν σύμφωνα με τον τρόπο μάθησης, αν και οι διάφορες θεωρίες παρουσιάζουν διαφορετικές οπτικές για τον τρόπο με τον οποίο θα πρέπει να οριστούν και να ταξινομηθούν αυτοί οι τρόποι. Μια κοινή ιδέα είναι ότι τα άτομα διαφέρουν ως προς τον τρόπο με τον οποίο μαθαίνουν. Η ιδέα των εξατομικευμένων μορφών μάθησης έγινε δημοφιλής στη δεκαετία του 1970 και επηρέασε σημαντικά την εκπαίδευση παρά την κριτική που έλαβε από ορισμένους ερευνητές. Οι υποστηρικτές συνιστούν οτι οι καθηγητές θα πρέπει να αξιολογήσουν τους τρόπους μάθησης των μαθητών τους και να προσαρμόσουν τις μεθόδους διδασκαλίας τους στην τάξη ώστε να ταιριάζουν καλύτερα στο στυλ μάθησης του εκάστοτε μαθητή. Τις βάσεις για το σύστημα VARK έθεσε ο επιστήμονας της ανθρώπινης αλληλεπίδρασης και εκπαίδευσης Walter Burke Barbe και οι συνάδελφοί του που πρότειναν τρεις τρόπους μάθησης (VAK) Οπτικός (Visual), Ακουστικός (Auditory) και Κινησιολογικός (Kinesthetic). Ο Barbe και οι συνάδελφοί του ανέφεραν ότι τα πλεονεκτήματα των τρόπων μάθησης μπορούν να εμφανιστούν ανεξάρτητα ή σε συνδυασμό, μπορούν να αλλάξουν με την πάροδο του χρόνου και να ενσωματωθούν με την ηλικία. Επίσης, επεσήμαναν ότι ο τρόπος μάθησης που αντιστοιχεί στον εκάστοτε εκπαιδευόμενο πολλές φορές τείνει να διαφέρει από αυτόν που ο ίδιος πιστεύει ότι προτιμάει. Λίγο αργότερα ο Neil Fleming συμπληρώνει την άποψη του Barbe και εξελίσει το σύστημα του στο σύστημα VARK, προσθέτοντας την υποκατηγορία Reading/Writting διαχωρίζοντας τον οπτικό τύπο με το σύστημα VARK να αποτελεί έναν από τους πιο διαδεδομένους τρόπους μάθησης σήμερα Οπτικός (Visual) - Ανάγνωσης/Γραφής (Reading/Writting), Ακουστικός (Auditory) και Κινησιολογικός (Kinesthetic) (Hawk & Shah, 2007).

Εικόνα 44 Προσαρμοστικότητα της εφαρμογής σύμφωνα με τον τρόπο μάθησης του συστήματος VARK

Οι εκπαιδευτές θα πρέπει να λάβουν υπόψη τους τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα που παρουσιάζουν οι μαθητευόμενοι του κάθε τύπου μάθησης ώστε να πετύχουν τα βέλτιστα αποτελέσματα στη διδασκαλία. Συνεπώς θα πρέπει να αναγνωρίσουν τους τρόπους με τους οποίους οι μαθητές μαθαίνουν και στη συνέχεια να χρησιμοποιήσουν αυτή τη γνώση στο εκπαιδευτικό τους πρόγραμμα. Σύμφωνα με τον Fleming οι οπτικοί - ανάγνωσης/γραφής εκπαιδευόμενοι προτιμούν να βλέπουν οπτικά βοηθήματα που αντιπροσωπεύουν ιδέες χρησιμοποιώντας μεθόδους διαφορετικές από καθαρά κείμενα όπως γραφήματα, διαγράμματα, σύμβολα κλπ. οι μαθητές αυτοί μετατρέπουν τις λέξεις σε εικόνες στον εγκέφαλο και αντίστροφα. Συγκεκριμένα τα άτομα που ανήκουν σε αυτό τον τύπο μάθησης μαθαίνουν πιο εύκολα μέσα από σχεδιαγράμματα και γραφικές

54

55 Πρακτική Εφαρμογή

παραστάσεις, η παρουσίασή θα πρέπει να είναι βασισμένη στο οπτικό περιεχόμενο και να είναι σαφής οι σχέσεις μεταξύ των διαφόρων σημείων/αντικειμένων. Επίσης είναι σημαντικό οι εκπαιδευόμενοι να λύνουν γραπτά κουίζ. Ομοίως, ισχυρίστηκε ότι οι ακουστικοί μαθητές μαθαίνουν καλύτερα μέσω της ακρόασης διαλέξεις, συζητήσεις, ταινίες, κλπ. Οι ακουστικοί τύποι προτιμούν να ακούν την πληροφορία που μόλις είδαν ή διάβασαν. Τέλος, οι κινησιολογικοί μαθητές προτιμούν να μαθαίνουν μέσω της εμπειρίας, της κίνησης, της αφής και προτιμούν την ενεργή εξερεύνηση του κόσμου θα είναι καλό κατά τη διάρκεια της παράδοσης να συμμετέχουν σε ασκήσεις οι οποίες τους δίνουν την ευκαιρία να κινούνται στο χώρο, όπως για παράδειγμα τα επιστημονικά πειράματα. Η θεωρία του VARK βρήκε εφαρμογή στο πείραμα των Larry McNutt και Marie Brennan που πραγματοποιήθηκε στους πρωτοετής και δευτεροετής σπουδαστές του πανεπιστημίου της Ιντιανάπολις στο τμήμα της επιστήμης των υπολογιστών, με σκοπό να περιγράψει και να διερευνήσει εάν οι επιδόσεις των μαθητών θα επηρεαστούν από τον τρόπο που θα τους παραδοθούν οι πληροφορίες σε σχέση με τον εκπαιδευτικό τύπο μάθησης στον οποίο ανήκουν (Hawk & Shah, 2007).

Εικόνα 46 Πίνακας με τα χαρακτηριστικά των ασκήσεων του κάθε τύπου της έρευνας Mayers Briggs

τύπο του κάθε μαθητή με το αναμενόμενο αποτέλεσμα της έρευνας να είναι ότι οι εκπαιδευόμενοι θα έχουν μάθει. H άσκηση αποτελείται από τρία θέματα το καθένα από αυτά είναι σχεδιασμένο να αντιστοιχεί σε ένα τύπο μάθησης (Οπτικό-Ανάγνωσης/Γραφής, Ακουστικό και Κινησιολογικό). Οι εκπαιδευόμενοι θα κληθούν να απαντήσουν και στα τρία θέματα ανεξάρτητου σε ποια ομάδα μάθησης ανήκουν (Mcnutt & Brennan, 2005). Ο σκοπός της έρευνας είναι να διερευνηθεί εάν οι συμμετέχοντες θα παρουσιάσουν το μεγαλύτερο ποσοστό επιτυχίας στο θέμα το οποίο τους αντιστοιχεί. Το περιεχόμενο του θέματος θα εμπλουτιστεί με γραφικά, ήχο ή στοιχεία μεταφοράς και απόθεσης (drag and drop), ανάλογα με τον τύπο μάθησης των εκπαιδευόμενων. Στο πρώτο θέμα που αναφέρεται στον οπτικό/ανάγνωσης/γραφής τύπο μάθησης το εκπαιδευτικό περιεχόμενο θα παρουσιάζεται με κείμενο, εικόνες και γραφικές παραστάσεις. Ενώ στο δεύτερο θέμα που αντιστοιχεί στον ακουστικό τύπο θα υπάρχει επίσης κείμενο και γραφικές παραστάσεις αλλά θα συνοδεύονται από αναλυτική φωνητική επεξήγηση του εκπαιδευτικού περιεχομένου. Τέλος στο τρίτο θέμα που αφορά τους κινησιολογικούς μαθητές το κείμενο, οι εικόνες και οι γραφικές παραστάσεις θα απαιτούν από τους εξεταζόμενους τη μεταφορά των στοιχείων στη σωστή τους θέση (drag and drop) (Mcnutt & Brennan, 2005).

Εικόνα 45 Πλάνο εργασίας της έρευνας του Mayers Briggs

Οι Mcnutt και Brennan χρησιμοποίησαν τα αποτελέσματα της έρευνας του Myers Briggs στο πανεπιστήμιο του Dallas για τη δημιουργία ασκήσεων στοχευμένες στον εκάστοτε τύπο μάθησης. Πιο συγκεκριμένα, ο κάθε σπουδαστής συμπλήρωνε μια φόρμα η οποία αποτελούνταν από ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής ώστε πριν από την έναρξη του πειράματος να έχουν καταταγεί στον τύπο μάθησης που ανήκουν. Στη συνέχεια η εφαρμογή θα παρουσιάσει το κατάλληλο περιεχόμενο σύμφωνα με το μαθησιακό

Εικόνα 47 Δείγμα ασκήσεων της έρευνας Mayers Briggs

56

57 Πρακτική Εφαρμογή

Οπτικός - Ανάγνωσης/Γραφής

Έχοντας ως οδηγό το παραπάνω πείραμα μεταφέραμε τη μορφή των ασκήσεων του πραγματικού κόσμου στο δυνητικό. Η δομή του ArchEdu διακλαδώνεται γύρω από τρία βασικά τμήματα που αναφέρονται στον τύπο μάθησης του εκάστοτε μαθητή, με το πρώτο να ονομάζεται Οπτικός (Visual) - Ανάγνωσης/Γραφής (Reading/Writting) το δεύτερο Ακουστικός (Auditory) και το τρίτο Κινησιολογικός (Kinesthetic). Ο πρώτος τύπος μάθησης καλείται στην πρώτη άσκηση να συμπληρώσει το γραπτό quiz των κινημάτων με τη χρήση τρισδιάστατου κειμένου. Ενώ στη δεύτερη άσκηση παίζει ένα παιχνίδι αντιστοίχισης, σύμφωνα με το οποίο πρέπει να αντιστοιχίσει τα σωστά γραφήματα με τα έπιπλα που ταιριάζουν, με τη χρήση της μεθόδου drag & drop. Στον ακουστικό τύπο εισάγεται ο ήχος στην ανάγνωση κάθε άσκησης αλλά και ηχητική επανάληψη κατα την επιτυχία μιας αντιστοίχισης. Τέλος ο κινησιολογικός τύπος καλείται στην πρώτη άσκηση να μεταφέρει τις σωστές πινακίδες από τα έπιπλα και να τα τοποθετήσει στη σωστή θέση του χρονοδιαγράμματος. Ενώ στη δεύτερη θα πρέπει πάλι να κινηθεί στο χώρο ώστε να τοποθετήσει τα έπιπλα στη σωστή τους θέση, κάτω από την αντίστοιχη περιγραφή τους. Εικόνα 48 Άσκηση 1 συμπλήρωση γραπτού quiz των κινημάτων με τη χρήση τρισδιάστατου κειμένου

Εικόνα 49 Άσκηση 2 αντιστοίχηση γραφημάτων με τα έπιπλα με τη χρήση της μεθόδου drag & drop

58

59 Πρακτική Εφαρμογή

Ακουστικός

Κινησιολογικός

Εικόνα 50

Εικόνα 52

Άσκηση 1 συμπλήρωση γραπτού quiz των κινημάτων με τη χρήση τρισδιάστατου κειμένου και προσθήκη ηχητικής εκφώνησης και επιβράβευσης.

Άσκηση 1 μεταφορά πινακίδων από τα έπιπλα και τοποθέτησή τους στο χρονοδιάγραμμα

Εικόνα 51

Εικόνα 53

Άσκηση 2 αντιστοίχηση γραφημάτων με τα έπιπλα με τη χρήση της μεθόδου drag & drop και προσθήκη ηχητικής εκφώνησης και επιβράβευσης.

Άσκηση 2 κίνηση στο χώρο και τοποθέτηση των επίπλων στην αντίστοιχη θέση

60

61 Πρακτική Εφαρμογή

-

Συμπεράσματα

Μετρήσιμα αποτελέσματα

Εικόνα 55 Περίπτωση λάθος απάντησης

Εικόνα 56 Περίπτωση σωστής απάντησης

Εικόνα 54 Μετρήσιμα αποτελέσματα στο τέλος κάθε άσκησης

Τέλος, εισάγαμε στην ολοκλήρωση της κάθε άσκησης την επιλογή των μετρήσιμων αποτελεσμάτων καθώς κάθε εκπαιδευτικό εργαλείο θα πρέπει να είναι σε θέση να παρέχει μετρήσιμα αποτελέσματα για το ποσοστό επιτυχίας ή αποτυχίας των μαθητών. Οι εκπαιδευτικοί, έτσι θα να είναι σε θέση να παρακολουθούν τις μετρήσεις της εκπαίδευσης, ώστε να μπορούν να μετρήσουν τις προκύπτουσες γνώσεις ενός θέματος.

62

Τα ψηφιακά μέσα σχεδιασμού διευκολύνουν την αρχιτεκτονική σύνθεση μέσω της Με την εξέλιξη μοντέλων. της εικονικής ο αρχιτεκτονικός σχεδιασμός κατασκευής ψηφιακών Με τηνπραγματικότητας, τεχνολογία δυνητικής πραγματικότητας, η επαφή έχει αρχιτέκτονα αλλάξει. Οι αρχιτέκτονες πλέον περισσότερα εργαλεία από ποτέ. Μέχρι του με το έργο τουδιαθέτουν ξεπερνά την οπτική αναπαράσταση και απευθύνεται στο πρόσφατα, άνθρωποι δεν είχαντου ισχυρή γνώμη για την πραγματικότητα (VR). σύνολο τωνπολλοί αισθήσεων. Η τεχνολογία VR εξελίσσεται με εικονική νέες συσκευές και εφαρμογές, Πρακτικά σήμερα, η εικονική πραγματικότητα βασικό της σύγχρονης ξεφεύγει από τη βιομηχανία των παιχνιδιών αποτελεί ψυχαγωγίας και στοιχείο προσανατολίζεται στον αρχιτεκτονικής. Το Oculus Rift, το HTC Vive κ.α. προσφέρουν την ευκαιρία παρουσίασης εμπλουτισμό της εκπαίδευσης. Πλέον, το VR αποτελεί ένα προσιτό λειτουργικά και σχεδίων με μέσο μέσακατάλληλο τα οποία δεν ήταν διαθέσιμα μέχρι πρότινος. Είναι μιαΗσυναρπαστική οικονομικά για να ενισχύσει την εκπαιδευτική διαδικασία. γνώση μπορεί στιγμή, αλλά είναι αυτή που ορισμένοι αρχιτέκτονες Το VR αντιπροσωπεύει να μεταδοθεί σε διαφορετικά γεωγραφικά σημεία αντιστέκονται. μέσω του δυνητικού περιβάλλοντος, μια πιθανή εξέλιξη της βιομηχανίας. υπάρχουν εκείνοι συμμετέχοντες που θα προτιμούσαν καθώς ο εκπαιδευτής είναι σε θέση να Φυσικά, ενώσει απομακρυσμένους σε ένα να κολλήσουνδυνητικό μόνο μεπεριβάλλον. τα παραδοσιακά μέσα σχεδιασμού, αντί να προχωρήσουν με κοινόχρηστο Η τεχνολογία προσφέρει εκπαίδευση σε πραγματικό την τεχνολογία. Πολλοί πιστεύουν ότι οι φωτορεαλιστικές απεικονίσεις και η ψηφιακή χρόνο με δυνατότητα παροχής ανατροφοδοτούμενων δεδομένων και η μεταφορά γνώσης εποχή την έχεικαι αποδομήσει από τον πρωταρχικό τηςπραγματικότητα ρόλο - έργο και γίνεταιτης πιοΑρχιτεκτονικής εύκολη, πιο γρήγορη πιο αποτελεσματική. Η δυνητική οτι έχουν βλάψει το πεδίο. Μια τεχνολογία της τάξης του VR δεν θα εξαλείψει, ή το πιο δεν αποτελεί εργαλείο ρεαλιστική απεικόνισης, αφορά μια νέα εμπειρία σχεδίασης, σημαντικό, δεν θα επιδεινώσει αυτό το πρόβλημα (αν υπάρχει). Δεν πρόκειται για εργαλείο αντίληψης και μάθησης. Έννοιες όπως η ανάπτυξη της χωρικής αντίληψης, η συνεργασία ρεαλισμού, αφορά μια νέαεφαρμόζονται εμπειρία σχεδίασης και αντίληψης ενός έργου και η πρακτική εξάσκηση πιο αποτελεσματικά στο αρχιτεκτονικού δυνητικό περιβάλλον. κατά το σχεδιασμό, το πλαίσιο και τη χωρική κατανόηση. Το λογισμικό Η ταχύτητα απόκρισης και ανάδρασης δηλαδή η διαδραστικότητα με της το εικονικής δυνητικό πραγματικότητας προσδίδειχρόνο ένα νέο στη ψηφιακή περιβάλλον σε πραγματικό είναιόριο πιο σημαντική από αρχιτεκτονική ότι η ποιότηταβιομηχανία. απόδοσης Αποτελεί έναν τρόπο για να γίνει κατανοητός ο σχεδιασμός ιδέες του αρχιτέκτονα και του φωτορεαλιστικού αποτελέσματος. Χωρίς αμφιβολία η τεχνολογία της δυνητικής να περιηγηθούν μέσα σε αυτό τόσο οι συνεργάτες όσο και συντελεστές μη σχετικοί με πραγματικότητας είναι σε θέση να επηρεάσει θετικά την αρχιτεκτονική εκπαίδευση, την ανάγνωση δισδιάστατων σχεδίων. Η αποτελεσματική συνεργασία κατά τα πρώτα καθώς ο ρόλος του εκπαιδευτικού θα αλλάξει από την παράδοση του περιεχομένου του στάδια του στη αρχιτεκτονικού αποτελεί προϋπόθεση για ένα αποτελεσματικό μαθήματος δημιουργία σχεδιασμού συνθηκών για εξερεύνηση. συνολικό σχεδιασμό και για την ορθή κατασκευή του έργου. Η τεχνολογία του προσφέρει αλλαγές σε πραγματικό χρόνο, με βάση τα ανατροφοδοτούμενα στοιχεία που παρέχονται κατα τη διάρκεια ενός έργου, ο χρόνος μειώνεται και η διαδικασία σχεδιασμού γίνεται πιο αποτελεσματική, ώστε να μπορούν να μετατραπούν οι σχεδιαστικές ιδέες σε πραγματικό έργο. Χωρίς αμφιβολία η τεχνολογία της εικονικής πραγματικότητας είναι σε θέση να αλλάξει την Αρχιτεκτονική όπως την ξέραμε μέχρι σήμερα. Αλλά όπως συνήθως συμβαίνει με όλες τις νέες τεχνολογίες είναι δύσκολο να το κατανοήσουμε εξαρχής, όπως χαρακτηριστικά αναφέρει ο Kym Porter. Ο αρχιτεκτονικός κλάδος είναι στο μεταίχμιο της μετάλλαξης του στον εικονικό κόσμο και στην σχεδίαση σε ένα εικονικό - δυνητικό περιβάλλον.

63

Βιβλιογραφία Azuma, R. (2004). Overview of augmented reality. Proceedings of the Conference on SIGGRAPH 2004 Course Notes - GRAPH ‘04. doi:10.1145/1103900.1103926 Azuma, R. T. (1997, 08). A Survey of Augmented Reality. Presence: Teleoperators and Virtual Environments, 6(4), 355-385. doi:10.1162/pres.1997.6.4.355 Babich, N. (2018, Ιανουάριος 05). How Virtual Reality Will Change How We Learn and How We Teach. Εύρεση από https://theblog.adobe.com/virtual-reality-will-change-learn-teach/ Brief Biography of Jaron Lanier. (2007). Εύρεση από http://www.jaronlanier.com/ general.html Brooks, F. (1999). What’s Real About Virtual Reality? Proceedings IEEE Virtual Reality (Cat. No. 99CB36316). doi:10.1109/vr.1999.756916 Bruce, V., Georgeson, M. A., & Green, P. R. (2014). Visual Perception Physiology, Psychology and Ecology. Taylor and Francis.

Chamilothori, K., Wienold, J., & Andersen, M. (2018, 01). Adequacy of Immersive Virtual Reality for the Perception of Daylit Spaces: Comparison of Real and Virtual Environments. Leukos, 1-24. doi:10.1080/15502724.2017.1404918 Chen, B. X. (2018, Ιούνιος 27). If You’re Not Seeing Data, You’re Not Seeing. Εύρεση από https://www.wired.com/2009/08/augmented-reality/ Chen, I. R., & Schnabel, M. A.(2009) Retrieving lost space with tangible augmented reality. In Proceedings of the 14th conference on computer-aided architectural design research in Asia, national Yunlin university of science and technology, Taiwan, 135–142.

Chen, R., & Wang, X. (2008, 10). An empirical study on tangible augmented reality learning space for design skill transfer. Tsinghua Science and Technology, 13(S1), 13-18. doi:10.1016/s1007-0214(08)70120-2 Debjani, R. (2014, 11). Cinema in the Age of Digital Revolution. International Journal of Interdisciplinary and Multidisciplinary Studies (IJIMS), Vol 1, No.4 , 107 -111.

64

65

A Critical History of Virtual Reality. (1999). Digital Sensations, 1-29. doi:10.5749/j. cttts6mg.6 Dorta, T., Lesage, A., Pérez, E., & Bastien, J. C. (2011). Signs of Collaborative Ideation and the Hybrid Ideation Space. Design Creativity, 199-206. doi:10.1007/978-0-85729-2247_26 Definition of ‘virtual reality’. Εύρεση από https://www.collinsdictionary.com/dictionary/english/virtual-reality Geslin, E. (2012). Method of induction of basic and complex emotions in video games and virtual environments. SIGGRAPH Asia 2012 Courses on - SA ‘12. doi:10.1145/2407783.2407789 Gigante, M. A. (1993). Virtual Reality: Definitions, History and Applications. Virtual Reality Systems, 3-14. doi:10.1016/b978-0-12-227748-1.50009-3 Gonzalez-Franco, M., & Lanier, J. (2017, 06). Model of Illusions and Virtual Reality.

Frontiers in Psychology, 8. doi:10.3389/fpsyg.2017.01125 Gu, N., Kim, M. J., & Maher, M. L. (2011, 05). Technological advancements in synchronous collaboration: The effect of 3D virtual worlds and tangible user interfaces on architectural design. Automation in Construction, 20(3), 270-278. doi:10.1016/j.autcon.2010.10.004 Hawk, T. F., & Shah, A. J. (2007, 01). Using Learning Style Instruments to Enhance Student Learning. Decision Sciences Journal of Innovative Education, 5(1), 1-19. doi:10.1111/ j.1540-4609.2007.00125.x Hosch, W. L. (2018, Δεκέμβριος 26). Augmented reality. Εύρεση από https://www. britannica.com/technology/augmented-reality How Virtual Reality Heralds Change in the Architectural Sector. (2018). Εύρεση από https://www.linkedin.com/pulse/how-virtual-reality-heralds-change-architectural-sector-coorey/ InsiteVR. (2018). Εύρεση από https://www.insitevr.com/

lor and Francis.

Koutsabasis, P., Vosinakis, S., Malisova, K., & Paparounas, N. (2012, 07). On the value of Virtual Worlds for collaborative design. Design Studies, 33(4), 357-390. doi:10.1016/j. destud.2011.11.004 Legrenzi, F. (2008). VRay the complete guide. Cop. Francesco Legrenzi.

Li, J., D’souza, D., & Du, Y. (2011, 08). Exploring the Contribution of Virtual Worlds to Learning in Organizations. Human Resource Development Review, 10(3), 264-285. doi:10.1177/1534484311406421 Manovich, L. (2005). Database as Symbolic Form. Database Aesthetics, 39-60. doi:10.5749/j.cttts7q7.6 Mavridou, M., Hoelscher, C., & Kalff, C. (2009) The impact of different building height configurations on navigation and wayfinding. In D. Koch, L. Marcus, & J. Steen (Eds.), Proceedings of the 7th international space syntax symposium, Stockholm, 072:1–072:11.

Mcnutt, L., & Brennan, M. (2005). Work in Progress – Learning Styles and elearning, what is the Connection? Proceedings Frontiers in Education 35th Annual Conference. doi:10.1109/fie.2005.1612037 Μεϊμάρης, Μ. (1997). Ανάπτυξη, εφαρμογές και προοπτικές της εικονικής πραγματικότητας. Σε πρακτικά του διεθνούς συνεδρίου (From computer graphics to Virtual Reality). hold.

Mitchell, W. J., & MacCullough, M. (1996). Digital design media. Van Nostrand Rein-

Negroponte, N., Harrington, R., Mckay, S. R., & Christian, W. (1997). Being Digital.

Computers in Physics, 11(3), 261. doi:10.1063/1.4822554 Newton, C. (1999). Simulated Site Visits. A 4D multimedia database for the study of architectural construction. IEEE International Conference on Information Visualization (Cat. No. PR00210). doi:10.1109/iv.1999.781537

Kolarevic, B. (2005). Architecture in the digital age: Design and manufacturing. Tay66

67

Paranandi, M. (2015, 08). BIM as a Catalyst to Foster Creativity through Collaboration. Building Information Modeling, 237-249. doi:10.1002/9781119174752.ch18 Penttilä, H. (2006, 05). Describing The Changes In Architectural Information Technology To Understand Design Complexity And Free-Form Architectural Expression. Architect SAFA, ITcon Vol. 11, R. Howard Editions, 401 Phan, V. T., & Choo, S. Y. (2010, 08). Interior Design in Augmented Reality Environment. International Journal of Computer Applications, 5(5), 16-21. doi:10.5120/912-1290 Portman, M., Natapov, A., & Fisher-Gewirtzman, D. (2015, 11). To go where no man has gone before: Virtual reality in architecture, landscape architecture and environmental planning. Computers, Environment and Urban Systems, 54, 376-384. doi:10.1016/j.compenvurbsys.2015.05.001 Rahimian, F. P., & Ibrahim, R. (2011, 05). Impacts of VR 3D sketching on novice designers’ spatial cognition in collaborative conceptual architectural design. Design Studies, 32(3), 255-291. doi:10.1016/j.destud.2010.10.003 Schnabel, M. A., Wang, X., & Kvan, T. (2008) Touching the untouchable: Virtual, augmented and reality. In International conference on the association for computer aided architectural design research, Asia.

Weagly, J., & Joseph, A. (2019, Ιανουάριος 02). What is 3D Visualization? Εύρεση από https://www.wisegeek.com/what-is-3d-visualization.htm Weinbaum, S. G. (1949). A Martian odyssey: And others. Fantasy Press.

Will Virtual Reality Transform the Way Architects Design? (2017, Μάιος 30). Εύρεση από https://www.archdaily.com/872011/will-virtual-reality-transform-the-way-architects-design Yan, W., Culp, C., & Graf, R. (2011, 07). Integrating BIM and gaming for real-time interactive architectural visualization. Automation in Construction, 20(4), 446-458. doi:10.1016/j.autcon.2010.11.013 Ye, J., Campbell, R., Page, T., & Badni, K. (2006, 01). An investigation into the implementation of virtual reality technologies in support of conceptual design. Design Studies, 27(1), 77-97. doi:10.1016/j.destud.2005.06.002 Χαρίτος, Δ. (2005) «Δυνητική πραγματικότητα: ένα 2. νέο σύστημα διεπαφής ανθρώπουυπολογιστή ή ένα νέο μέσο επικοινωνίας; », Ζητήματα Επικοινωνίας, τχ. 2, Αθήνα: Εκδόσεις Καστανιώτη, σελ. 83-99

Sexton, M. J. (2016, Μάρτιος 23). The History Of Virtual Reality. Εύρεση από https:// www.tomshardware.com/picturestory/704-history-of-virtual-reality.html Sheng & Yu, (2009) Virtual Heliodon: Spatially Augmented Reality for Architectural Daylighting Design. IEEE Virtual Reality Conference, doi:10.1109/vr.2009.4811000.

Team, A. E. (2017, Σεπτέμβριος 17). How VR Is Helping Researchers Understand the Phenomenology Behind Light in Architecture. Εύρεση από https://www.archdaily.com/879817/how-vr-is-helping-researchers-understand-the-phenomenology-behind-light-in-architecture Tufte, E. R. (1990). Envisioning information. Graphics.

Wang, X. (2007, 12). Using Augmented Reality to Plan Virtual Construction Worksite.

International Journal of Advanced Robotic Systems, 4(4), 42. doi:10.5772/5677

68

69

Πηγές εικόνων Εικόνα 01: https://www.theguardian.com/technology/gallery/2016/apr/01/40-years-of-apple-inpictures Τελευταία επίσκεψη: 7/12/2018 Εικόνα 02: https://soa.utexas.edu/events/branko-kolarevic-vera-parlac-building-dynamics-exploring-architecture-change Τελευταία επίσκεψη: 15/12/2018 Εικόνα 03: https://www.archdaily.com/441358/ad-classics-walt-disney-concert-hall-frank-gehry Τελευταία επίσκεψη: 30/1/2019 Εικόνα 04: https://www.arch2o.com/kunsthaus-graz-peter-cook-and-colin-fournier/ Τελευταία επίσκεψη: 30/1/2019 Εικόνα 06: https://www.patreon.com/JohannesL/posts Τελευταία επίσκεψη: 18/1/2019 Εικόνα 07: https://www.ronenbekerman.com/nakagin-capsule-tower-by-bertrand-benoit/ Τελευταία επίσκεψη: 12/11/2018 Εικόνα 08: https://moreaedesign.wordpress.com/2010/09/14/more-about-nakagin-capsule-tower/ Τελευταία επίσκεψη: 13/11/2018 Εικόνα 09: https://moreaedesign.wordpress.com/2010/09/14/more-about-nakagin-capsule-tower/ Τελευταία επίσκεψη: 13/11/2018 Εικόνα 10: https://www.mythic-vr.com/ Τελευταία επίσκεψη: 16/11/2018 Εικόνα 11: https://engineering.stanford.edu/magazine/article/team-develops-more-personalized-virtual-reality-headset Τελευταία επίσκεψη: 5/1/2019 Εικόνα 12: https://medium.com/@aek452/pygmalions-spectacles-adventures-in-future-reality-no-2-d72465840a7a Τελευταία επίσκεψη: 18/12/2018 Εικόνα 13: http://thetech.ninja/virtual-reality-history-future-part-1/ Τελευταία επίσκεψη: 19/12/2018 Εικόνα 14: http://thetech.ninja/virtual-reality-history-future-part-1/ Τελευταία επίσκεψη: 19/12/2018 70

Εικόνα 15: http://www.nintendolife.com/news/2018/09/the_man_behind_snes_star_fox_talks_ about_the_nintendo_vr_console_that_never_was Τελευταία επίσκεψη: 20/12/2018 Εικόνα 16: https://imsvintagephotos.com/windustriesvirtuality1000cs1377839 Τελευταία επίσκεψη: 20/12/2018 Εικόνα 17: https://tvtropes.org/pmwiki/pmwiki.php/UsefulNotes/VirtualBoy Τελευταία επίσκεψη: 20/12/2018 Εικόνα 18: http://www.wackydot.com/nintendo-wii-remote-plus-red-for-wii-and-wii-u Τελευταία επίσκεψη: 18/1/2018 Εικόνα 19: https://www.oculus.com/rift/#oui-csl-rift-games=mages-tale Τελευταία επίσκεψη: 17/12/2018 Εικόνα 20: https://www.telegraph.co.uk/technology/0/best-virtual-reality-headsets-can-buy/ Τελευταία επίσκεψη: 20/12/2018 Εικόνα 21: https://medium.com/@holonextsocial/art%C4%B1r%C4%B1lm%C4%B1%C5%9F-ger% C3%A7eklik-augmented-reality-ar-nedir-ce41044bca39 Τελευταία επίσκεψη: 17/1/2019 Εικόνα 22: https://techcrunch.com/2017/12/20/pokemon-go-gets-a-new-and-improved-augmented-reality-mode-but-only-on-ios/ Τελευταία επίσκεψη: 18/1/2018 Εικόνα 23: http://www.datamanager.it/2019/01/canon-vr-e-ar-creano-ponti-per-le-aziende/ Τελευταία επίσκεψη: 23/1/2019 Εικόνα 24: https://www.theverge.com/2018/1/22/16920452/microsoft-windows-mixed-reality-headsets-sale-amazon Τελευταία επίσκεψη: 27/11/2018 Εικόνα 25: https://www.jrcaarchitects.com/news/2018/8/22/htvk0pb8m81ck2owgfz56bubn1p8wx Τελευταία επίσκεψη: 7/12/2018

71

Εικόνα 26: https://www.insitevr.com/ Τελευταία επίσκεψη: 27/1/2019 Εικόνα 27: https://www.dezeen.com/2016/05/25/virtual-reality-designing-architects-vrtisan-unreal-engine-htc-vive/ Τελευταία επίσκεψη: 23/1/2019 Εικόνα 28: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01409721/document Τελευταία επίσκεψη: 12/1/2019 Εικόνα 28: https://theblog.adobe.com/virtual-reality-will-change-learn-teach/ Τελευταία επίσκεψη: 20/1/2019 Εικόνα 29: https://www.graphisoft.com/users/bim-case-studies/valladares-pagliotti-asociados.html Τελευταία επίσκεψη: 22/1/2019 Εικόνα 30: http://designplaygrounds.com/page/4/ Τελευταία επίσκεψη: 17/1/2019 Εικόνα 31: https://theblog.adobe.com/virtual-reality-will-change-learn-teach/ Τελευταία επίσκεψη: 20/1/2019 Εικόνα 32: https://theblog.adobe.com/virtual-reality-will-change-learn-teach/ Τελευταία επίσκεψη: 20/1/2019 Εικόνα 33: https://edu.google.com/products/vr-ar/expeditions/?modal_active=none Τελευταία επίσκεψη: 12/1/2019 Εικόνα 34: https://theblog.adobe.com/virtual-reality-will-change-learn-teach/ Τελευταία επίσκεψη: 20/1/2019 Εικόνα 35: https://theblog.adobe.com/virtual-reality-will-change-learn-teach/ Τελευταία επίσκεψη: 20/1/2019 Εικόνα 36: https://theblog.adobe.com/virtual-reality-will-change-learn-teach/ Τελευταία επίσκεψη: 20/1/2019 Εικόνα 37: https://www.engadget.com/2018/10/24/spatial-augmented-reality-3d/ Τελευταία επίσκεψη: 16/12/2018 Εικόνα 38: https://help.sketchup.com/en/sketchup-viewer/sketchup-viewer-hololens 72

Τελευταία επίσκεψη: 27/11/2018 Εικόνα 39: https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1921/einstein/biographical/ Τελευταία επίσκεψη: 4/1/2019 Εικόνα 45: https://www.semanticscholar.org/paper/Work-in-Progress-%26%238211%3B-Learning-Styles-and-what-McNutt-Brennan/5765b3b3b3ed98dd6b588a817c9f90077b852362 Τελευταία επίσκεψη: 17/1/2019 Εικόνα 46: https://www.semanticscholar.org/paper/Work-in-Progress-%26%238211%3B-Learning-Styles-and-what-McNutt-Brennan/5765b3b3b3ed98dd6b588a817c9f90077b852362 Τελευταία επίσκεψη: 17/1/2019 Εικόνα 47: https://www.semanticscholar.org/paper/Work-in-Progress-%26%238211%3B-Learning-Styles-and-what-McNutt-Brennan/5765b3b3b3ed98dd6b588a817c9f90077b852362 Τελευταία επίσκεψη: 17/1/2019