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Using virtual reality in education to develop spatial skills

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Researchers

Natacha Duroisin, Laurent Debailleux, Geoffrey Hismans

Abstract of the research

Virtual modelling figuring realistic, constructed environments has progressed significantly over the last decade and is largely used for scientific, educational and recreational purposes. Helped by gaming industry advances, 3D engines are continuously pushing the technological frontiers by providing more and more realistic environments, which allows increased interactions with users. In this context, a head-mounted display, such as Oculus Rift, facilitates interactivity allowing more realism in an immersive experience.

 This research presents an innovative use of Oculus Rift, without any other connected device, in order to allow virtual mobility without constrained navigation. It also meant that visual item selection or information requests in a 3D scene could be done using a virtual pointer. This innovation brings an added value to the existing virtual reality experience by making it possible to fluidify the interaction between the user and the model while valuing the intuitiveness and spontaneity of actions. The system might be therefore easy to handle even for a non 3D expert user.

 The main square of the city of Mons (Belgium), European Capital of Culture in 2015, was chosen as a case study to put the project into practice. The historical centre of the city has many architectural heritage buildings from the gothic and classical periods which constitute an ideal heritage site to work on. The virtual model was built with Rhino software and later imported into the Unity 3D real time engine to perform the animations and allow the 3D environment’s interaction with the Oculus Rift.

The project proposes a virtual tour of the historical town center where each building is described through an audio storytelling. Each audio description inform the user about the cultural heritage value of the building under scope. The gaming experience has been tested by a group of children aged between 9 and 12 years old. Although, the user is free to virtually walk around the main square, each user has to follow audio instructions and listen to indications in order to make the visit in a particular order.

 For more informations :natacha.duroisin@umons.ac.be ; Geoffrey.Hismans@umons.ac.be ; Laurent.Debailleux@umons.ac.be  

Keywords

Virtual Reality, Virtual Heritage, Oculus Rift, 3D Visualization, Spatial Cognition, Learning Space, Information and Communication Technology, Cognitive Psychology 

Virtual environment

References

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Utilisation et évaluation de la réalité virtuelle 

La recherche qui est ici présentée résulte d’un partenariat entre le Département de Génie Architectural et Urbain de la Faculté Polytechnique (Laurent Debailleux, Geoffrey Hismans) et le Service Méthodologie et Formation de l’UMONS (Natacha Duroisin).

L’étude a consisté à évaluer les perceptions et les acquis d’apprentissage de jeunes enfants de la région immergés dans un environnement virtuel reproduisant en trois dimensions et de manière réaliste l’environnement bâti de la Grand-Place de Mons. À la manière d’un parcours touristique ponctué de descriptifs audio, chaque utilisateur a été invité à découvrir le lieu à travers son histoire et son patrimoine architectural. Afin de générer davantage de spontanéité dans les réactions de l’utilisateur, les ressources offertes par le casque de réalité virtuelle ont ici été exploitées de manière à lui permettre de se déplacer librement dans l’environnement 3D et d’interagir avec celui-ci par de simples mouvements de la tête. La phase d’évaluation s’est quant à elle concentrée sur sa représentation mentale de l’environnement virtuel acquise par les utilisateurs (définition du plan de l’espace et localisation des bâtiments visités) ainsi que sur les acquis d’apprentissage liés aux informations contextuelles restituées après la visite.

Cliquez sur les images ci-dessous pour accéder à la vidéo de présentation :