Целью исследования является определение основных требований к иммерсивной обучающей системе с применением технологии виртуальной реальности. Решаемые в ходе исследования задачи: 1. Проанализированы нормативные документы и алгоритмы работы МЧС, устройство и способы работы в VR; 2. Исследованы возможности реализации разрабатываемого продукта под эгидой инвестиционного проекта (стартапа); 4. Проведён сравнительный анализ существующих VR проектов и аналогичных обучающих систем; 5. Разработан прототип обучающей системы для МЧС России на базе технологии VR. Предметом исследования являются методы визуализации реальности (автоматизации) в обучающих тренажерах. Для достижения поставленной цели были проведены сравнительный анализ и критическая оценка существующих разработок и решений в предметной области. В результате данной работы были определены критерии сравнения, сформированы рекомендации, а также разработан тренажер виртуальной реальности, подготовленный к внедрению в методику обучения боевых подразделений МЧС. Данная область все еще требует детального изучения и проведения большего числа экспериментов, но уже набирает популярность, что еще раз подтверждает необходимость данного исследования и актуальность работы в целом.

The aim of the study is to determine the basic requirements for an immersive learning system using virtual reality technology. The research set and solve the following goals: 1. The regulations and algorithms of the Ministry of Emergency Situations, the device and methods of work in VR have been analyzed; 2. The possibilities of implementing the developed product under the auspices of an investment project (start-up) have been investigated; 4. The comparative analysis of existing VR projects and similar training systems has been conducted; 5. The prototype of a training system for the Ministry of Emergency Situations of RF based on VR technology has been developed. The subject of the research is the methods of visualization of reality (automation) in learning training simulators. To achieve this goal a comparative analysis and critical assessment of existing developments and solutions in the subject area were carried out. As a result of this work, comparison criteria were determined, recommendations were formulated, and a virtual reality simulator was developed, prepared for implementation into the training methodology of the gas and smoke protection service of the Ministry of Emergency Situations of the Russian Federation. This area still requires detailed study and more experiments, but it is already gaining popularity, which again confirms the need for this study and the relevance of the work in general.

• Введение
• Глава 1. Возможности виртуальной среды и особенности иммерсивности
  • 1.1. Виртуальная реальность
    • 1.1.1. История создания VR-технологий
    • 1.1.2. Техническое оснащение систем виртуальной реальности
  • 1.2. Особенности восприятия человеком виртуальной реальности
  • 1.3. Применение VR-технологий в обучении и подготовке специалистов
    • 1.3.1. Предварительный обзор рынка VR-технологий
      • Рис. 1.1. Использование VR-технологий по отраслям
      • Рис. 1.2. Эффективность использования VR симуляторов
    • 1.3.2. Особенности обучения и работы сотрудников ГДЗС МЧС России
      • Рис. 1.3. Технология поиска «По правой руке»
      • Рис. 1.4. Технология поиска «По левой руке
      • Рис. 1.5. Технология поиска в жилой комнате
      • Рис. 1.6. Технология поиска в жилом помещении
  • Выводы по главе 1
• Глава 2. Анализ рынка VR-тренажеров
  • 2.1. Анализ VR-тренажеров и технологий их создания
    • 2.1.1. Концепция VR-тренажера на примере ГДЗС МЧС РФ
    • 2.1.2. Технические требования к VR-тренажёру для МЧС
    • 2.1.3. Потребительская ценность продукта
  • 2.2. Маркетинговые исследования рынка VR-тренажёров для МЧС
    • 2.2.1. Модель SWOT и конкурентный анализ
      • Таблица 2.1.
      • Таблица 2.2.
    • 2.2.2. Модель PEST
      • Таблица 2.3.
      • Таблица 2.4.
    • 2.2.3. Модели 4P и 4С
    • 2.2.4. Нейрологическая смысловая ось
      • Таблица 2.5.
    • 2.2.5. Стейкхолдеры и взаимоотношения с ними
      • Рис. 2.1. Ромашка отношений
    • 2.2.6. Стратегия вывода целевого продукта в рынок
    • 2.2.7. Бизнес-модель Остервальдера
      • Таблица 2.6.
    • 2.2.8. Сравнительный анализ обучающих VR-тренажеров
      • Рис. 2.2. VSTS: Wargames in virtual reality
      • Рис. 2.3. American airlines cabin crew training
      • Рис. 2.4. Accelerate Aircrew Cognitive Training
      • Рис. 2.5. Охрана труда действия при пожаре
      • Рис. 2.6. VR-тренажер для Фонда пожарной безопасности
    • 2.2.9. Конкурентный анализ аналогов
      • Таблица 2.7.
    • 2.2.10. Сравнительный анализ используемых технологий
      • Unity
      • Unreal Engine
      • CryEngine
      • Phaser
      • Construct 2
        • Таблица 2.8.
        • Рис. 2.8. Сравнение игровых движков
    • 2.2.11. Анкетирование целевой аудитории
      • Рис. 2.6. Опрос общей фокус-группы
      • Рис. 2.7. Опрос курсантов и молодых сотрудников МЧС
  • 2.3. Финансово-экономические характеристики целевого продукта
  • 2.4. План коммерциализации продукта
  • Выводы по главе 2
• Глава 3. Разработка VR-тренажера
  • 3.1. Основные этапы разработки обучающего VR-тренажера
    • Рис. 3.1. Каскадная модель проектирования
    • Рис. 3.2. Основные этапы разработки продукта
  • 3.2. Сценарий
    • Рис. 3.5. Таймлайн сценария
  • 3.3. Разработка локации
    • 3.3.1. План квартиры
      • Рис. 3.6. План квартиры
    • 3.3.2. Разработка интерьера
      • Рис. 3.7. Фрагмент локации
      • Рис. 3.8. Блэкаут локаций в движке
      • Рис. 3.9. Настройка освещения
      • Рис. 3.10. Настройка теней Рис. 3.11. Динамические тени
  • 3.4. Разработка инвентаря пользователя
    • Рис. 3.12. Разработка топора
    • Рис. 3.13. Физика освещения фонарём
  • 3.5. Разработка NPC и искусственного интеллекта
    • Рис. 3.14. Разработка NPC
  • 3.6. Экспорт в движок и отработка механик
    • 3.6.1. Перенос готового материала в движок
      • Рис. 3.15. Пример Blueprints
    • 3.6.2. Визуализация
      • Рис. 3.16. Физика огня
      • Рис. 3.17. Основные панели компонентов
      • Рис. 3.18. Симуляция огня
  • 3.7. Дизайн интерфейса
    • Рис. 3.19. Интерфейс и его элементы
    • Рис. 3.20. Основные цвета
  • Выводы по граве 3
• Глава 4. Апробация тренажёра
  • 4.1. Описание эксперимента
  • 4.2. Проведение эксперимента
  • Выводы по главе 4
• Заключение
• Список использованных источников
• Приложение 1. Сценарий
• Приложение 2. Пример анкеты
  • Закрытые вопросы
  • Вопрос с выборочным ответом 1 (один вариант ответа)
  • Вопрос с выборочным ответом 2 (более одного варианта ответа)
  • Вопросы со шкалой ответов
  • Вопрос со шкалой значимости 1 (на Ваш выбор)
  • Вопрос со шкалой значимости 2 (на Ваш выбор)
  • Вопрос со шкалой Лайкерта
  • Вопрос со шкалой оценок
  • Семантический дифференциал
  • Открытые вопросы (качественные)
  • Вопрос без заданной структуры (на Ваш выбор)
  • Вопрос без заданной структуры 2 (на Ваш выбор)
• Приложение 3. Финальные рендеры
  • Рис. П3.1. Видовой экран пользователя
  • Рис. П3.2. Дизайн рускоязычного интерфейса
  • Рис. П3.3. Дизайн англоязычного интерфейса
  • Рис. П3.4. Сцена с огнём