Aine eesmärk on:
- analüüsida ja mõista virtuaal- ja liitreaalsuse (VR/AR) põhimõtteid, sealhulgas uurida nende ajaloolist arengut, kriitilisi rakendusi, tööriistu, tehnoloogiaid ning praeguse tarkvara ja riistvara piiranguid;
- eristada erinevaid immersiivseid keskkondi, nagu virtuaalreaalsus, liitreaalsus ja segareaalsus, ning hinnata nende rakendusi erinevates tööstusharudes, tuues välja iga keskkonna kõige tõhusamad kasutusvõimalused;
- tutvustada õpilastele olemasolevaid tarkvarastandardeid ja -raamistikke, mida kasutatakse immersiivsete kogemuste loomiseks (WebXR, Unity jne);
- disainida ja arendada immersiivseid virtuaalreaalsuse (VR) keskkondi, mis on spetsiaalselt kohandatud visualiseerimiseks, juhtimiseks ja koostööks, keskendudes interaktiivsete ja kaasahaaravate kogemuste loomisele tööstuslikes keskkondades;
- luua ja rakendada liitreaalsuse (AR) keskkondi immersiivseks visualiseerimiseks, kasutades täiustatud AR-tööriistu ja -tehnikaid reaalmaailma tööstusprotsesside ja kasutaja kaasamise parandamiseks;
- mõista kasutatavuse ja kasutajakogemuse põhimõtteid, inim-arvuti interaktsiooni ja küberturvalisuse tegureid XR-i kontekstis;
- uurida ja rakendada mängudisaini põhimõtteid tõsiste mängude kontekstis, keskendudes sellele, kuidas neid kontseptsioone saab kasutada VR/AR-rakenduste väljatöötamiseks, et lahendada tööstuslikke koolitus-, haridus- ja protsesside optimeerimise väljakutseid.

The aim of this course is to:
- analyze and understand the foundational theory of Virtual and Augmented Reality (VR/AR), including exploring their historical development, critical applications, tools, technologies, and the inherent limitations of current software and hardware;
- differentiate between various immersive environments, such as Virtual Reality, Augmented Reality, and Mixed Reality, and evaluate their applications across diverse industries, identifying the most effective use cases for each environment;
- introduce students to existing software standards and frameworks used to develop immersive experiences (WebXR, Unity etc.);
- design and develop immersive Virtual Reality (VR) environments specifically tailored for visualization, control and collaboration purposes, focusing on creating interactive and engaging experiences within industrial settings;
- create and implement Augmented Reality (AR) environments for immersive visualization, utilizing advanced AR tools and techniques to enhance real-world industrial processes and user engagement;
- understand the principles of usability and user experience and human computer interaction factors in XR;
- explore and apply the principles of game design within the context of “serious games,” focusing on how these concepts can be leveraged to develop VR/AR applications that address specific challenges in industrial training, education, and process optimization.

Õppeaine läbnud üliõpilane:
- kirjeldab ja analüüsib virtuaal- ja liitreaalsuse rakenduste, tööriistade ja tehnoloogiate põhimõtteid, sh ajalugu, piiranguid ja tarkvara ning riistvara arendamise praegusi suundumusi;
- eristab ja rakendab erinevaid immersiivseid keskkondi, valides sobivad VR/AR-lahendused vastavalt nende spetsiifilistele tööstuslikele rakendustele ja erinevate tööstusharude nõuetele;
- disainib ja loob immersiivseid virtuaalreaalsuse (VR) keskkondi visualiseerimiseks, keskendudes tööstuskeskkondadele ja tagades VR-tehnoloogiate integreerimise kasutajakogemuse, kasutatavuse ja interaktsioonide parandamiseks;
- arendab ja rakendab liitreaalsuse (AR) keskkondi, kasutades AR-tööriistu ja -tehnikaid, et luua rakendusi, mis hõlbustavad immersiivset visualiseerimist ja interaktsiooni reaalmaailma tööstuskontekstides;
- rakendab mängudisaini põhimõtteid tõsiste mängude kontekstis, et luua interaktiivseid ja hariduslikke VR/AR-rakendusi, mis lahendavad spetsiifilisi tööstuslikke väljakutseid, parandades õppe- ja koolitustulemusi.

After completing this course, the student:
- describes and analyzes the basic theory of Virtual and Augmented Reality applications, tools, and technologies, including the history, limitations, and current trends in software and hardware development;
- differentiates between and applies various immersive environments, selecting appropriate VR/AR solutions based on their specific industrial applications and the distinct requirements of different industries;
- designs and creates immersive Virtual Reality (VR) environments for visualization, focusing on industrial settings and ensuring the integration of VR technologies for enhanced user experience, usability and interactions;
- develops and implements Augmented Reality (AR) environments, leveraging AR tools and techniques to create applications that facilitate immersive visualization and interaction in real-world industrial contexts;
- applies game design principles within the context of "serious games" to create interactive and educational VR/AR applications that address specific industrial challenges, enhancing learning and training outcomes.

Kursus uurib virtuaal- ja liitreaalsuse (VR/AR) põhialuseid ning nende rakendusi erinevates tööstuskeskkondades. Õpilased tutvuvad VR- ja AR-tehnoloogiate ajalooga, tööriistade ja tehnoloogiatega, mis on neid arendusi kujundanud, ning omandavad sügava arusaama olevast tarkvarast ja riistvarast. Kursus käsitleb erinevusi erinevate immersiivsete keskkondade vahel ja nende praktilisi rakendusi erinevates tööstusharudes. Õpilased saavad praktilisi kogemusi VR- ja AR-keskkondade loomisel immersiivseks visualiseerimiseks ning uurivad mängudisaini põhimõtteid tõsiste mängude loomise kontekstis, keskendudes sellele, kuidas neid saab rakendada reaalmaailma tööstuslike probleemide lahendamiseks, arvestades seejuures inimfaktoreid ja kasutatavust.

This course explores the fundamental principles of Virtual and Augmented Reality (VR/AR) and their applications in various industrial environments. Students will be introduced to the history, tools, and technologies that have shaped VR and AR, gaining a deep understanding of the underlying software and hardware. The course covers the differences between immersive environments and their practical applications across industries. Students will have hands-on experience creating VR and AR environments for immersive visualization and will explore the principles of game design within the context of serious games, focusing on how these can be applied to solve real-world industrial challenges while taking into account human factors and usability.

-

-

-

-

Virtual and Augmented Reality (VR / AR) - Foundations and Methods of Extended Realities
Doerner, R., Broll, W., Grimm, P., Jung, B. (Eds.)
ISBN: 978-3-030-79061-5
eBook: 978-3-030-79062-2

Vladimir Kuts, nooremprofessor (EM - mehaanika ja tööstustehnika instituut)