Τεχνολογίες Εικονικών Κόσμων (ΤΒ2)

Το μάθημα εισάγει τους φοιτητές στις τεχνολογίες Εκτεταμένης Πραγματικότητας (XR), που περιλαμβάνουν την Εικονική Πραγματικότητα (VR), την Επαυξημένη Πραγματικότητα (AR) και τη Μικτή Πραγματικότητα (MR). Μέσα από έναν συνδυασμό θεωρίας και πρακτικών ασκήσεων, οι φοιτητές θα αποκτήσουν βασική κατανόηση των τεχνολογιών, των αρχών σχεδίασης, του εξοπλισμού, του λογισμικού και των εφαρμογών σε διάφορους τομείς.

Τα μαθησιακά αποτελέσματα στοχεύουν στο να εξοπλίσουν τους φοιτητές με τις γνώσεις και τις δεξιότητες που απαιτούνται για την αξιοποίηση και ανάπτυξη xR τεχνολογιών, καθώς και για την κατανόηση της σημασίας τους στο σύγχρονο ψηφιακό οικοσύστημα.

Με την ολοκλήρωση του μαθήματος, οι φοιτητές θα είναι σε θέση να:

• Κατανοούν τα βασικά θεωρητικά και τεχνικά στοιχεία των τεχνολογιών xR: Να εξηγούν τις διαφορές και τις δυνατότητες των VR, AR και MR, και τη χρήση τους σε διάφορα πεδία όπως η εκπαίδευση, η ιατρική, η ψυχαγωγία και οι επιχειρήσεις.
• Αναγνωρίζουν τις βασικές αρχιτεκτονικές και τεχνολογίες λογισμικού και υλικού για την ανάπτυξη xR εφαρμογών: Να κατανοούν τις δυνατότητες και τους περιορισμούς των διαφόρων εργαλείων ανάπτυξης (π.χ., Unity, Unreal Engine) και πλατφορμών xR.
• Σχεδιάζουν και αναπτύσσουν πρωτότυπες εφαρμογές xR: Να σχεδιάζουν και να δημιουργούν βασικές xR εφαρμογές που αξιοποιούν τεχνικές όπως η χωρική αναγνώριση, η τρισδιάστατη απεικόνιση και η αλληλεπίδραση χρήστη.
• Αναλύουν τις προκλήσεις που συνδέονται με τη σχεδίαση και την ανάπτυξη xR εφαρμογών: Να εντοπίζουν τεχνικές και ηθικές προκλήσεις, όπως η ιδιωτικότητα, η ασφαλής χρήση της τεχνολογίας, η εργονομία και η ηθική διάσταση στη χρήση της xR σε κοινωνικές και προσωπικές εφαρμογές.
• Χρησιμοποιούν τεχνικές αξιολόγησης και βελτίωσης xR εφαρμογών: Να εφαρμόζουν μεθόδους αξιολόγησης εμπειρίας χρήστη (UX) και να βελτιστοποιούν την απόδοση εφαρμογών xR.
• Προβλέπουν και εξετάζουν τις μελλοντικές εξελίξεις στον τομέα της xR: Να αναγνωρίζουν τις τρέχουσες τάσεις και να σκέφτονται δημιουργικά πώς οι τεχνολογίες xR μπορούν να εξελιχθούν για να εξυπηρετήσουν νέες ανάγκες και χρήσεις.

Ενότητα 1: Εισαγωγή στις Τεχνολογίες xR

• Ορισμός και ιστορική εξέλιξη των xR τεχνολογιών
• Βασικές διαφορές μεταξύ VR, AR και MR
• Χρήσεις και εφαρμογές των xR τεχνολογιών σε διάφορους τομείς

Ενότητα 2: Θεωρία και Βασικές Αρχές της Εικονικής Πραγματικότητας (VR)

• Ανθρώπινη αντίληψη και εμβύθιση
• Εφαρμογές VR στην εκπαίδευση, την ψυχαγωγία, την υγειονομική περίθαλψη και την εκπαίδευση εργαζομένων

Ενότητα 3: Θεωρία και Βασικές Αρχές της Επαυξημένης Πραγματικότητας (AR)

• Τύποι και επίπεδα επαυξημένων εμπειριών
• Εφαρμογές AR στο λιανικό εμπόριο, τις επιστήμες, τη βιομηχανία και την εκπαίδευση

Ενότητα 4: Μικτή Πραγματικότητα (MR) και Συνδυασμός Φυσικού-Ψηφιακού Κόσμου

• Σύνθεση πραγματικών και εικονικών στοιχείων σε MR εφαρμογές
• Σύγκριση και συμπεράσματα για τη χρήση MR έναντι AR και VR

Ενότητα 5: Εισαγωγή στα Εργαλεία Ανάπτυξης xR (π.χ., Unity, Unreal Engine)

• Παρουσίαση δημοφιλών εργαλείων ανάπτυξης xR εφαρμογών
• Εγκατάσταση και βασικές λειτουργίες

Ενότητα 6: Ανάπτυξη Εικονικών Περιβαλλόντων VR (Μέρος 1)

• Σχεδίαση και ανάπτυξη τρισδιάστατων κόσμων
• Αντικείμενα, φωτισμός και βασικές αλληλεπιδράσεις

Ενότητα 7: Ανάπτυξη Εικονικών Περιβαλλόντων VR (Μέρος 2)

• Χρήση εργαλείων για την προσομοίωση φυσικών αλληλεπιδράσεων
• Δημιουργία και εφαρμογή σεναρίων σε VR

Ενότητα 8: Ανάπτυξη Εφαρμογών Επαυξημένης Πραγματικότητας (AR)

• Αναγνώριση αντικειμένων και επιπέδων στο φυσικό περιβάλλον
• Ενσωμάτωση τρισδιάστατων αντικειμένων στον πραγματικό κόσμο

Ενότητα 9: Διαδραστικότητα και Σχεδιασμός Εμπειρίας Χρήστη (UX) στις xR Εφαρμογές

• Αρχές UX για immersive εμπειρίες
• Βέλτιστες πρακτικές για ευχάριστη και ασφαλή εμπειρία χρήστη σε VR και AR

Ενότητα 10: Τεχνικές Αξιολόγησης και Βελτιστοποίησης xR Εφαρμογών

• Μετρήσεις απόδοσης και βελτιστοποίηση εφαρμογών
• Αξιολόγηση εμπειρίας χρήστη και ανάλυση ανατροφοδότησης

Ενότητα 11: Προκλήσεις και Ηθικά Ζητήματα στις xR Τεχνολογίες

• Θέματα ιδιωτικότητας, ασφάλειας και ηθικής στην ανάπτυξη και χρήση xR
• Περιβαλλοντικές και κοινωνικές επιπτώσεις των xR εφαρμογών

Ενότητα 12: Μέλλον των xR Τεχνολογιών και Νέες Τάσεις

• Εξελίξεις σε τεχνολογίες, όπως το cloud rendering και η AI
• Προοπτικές ανάπτυξης και καινοτομίας στις xR εφαρμογές

Ενότητα 13: Παρουσιάσεις και Αξιολόγηση Εργασιών

• Παρουσίαση των τελικών project των φοιτητών
• Ανατροφοδότηση και συζήτηση γύρω από τα παραδοθέντα έργα και τις σχετικές προκλήσεις

Computer Graphics and Virtual Reality, Moustakas, Konstantinos; Paliokas, Ioannis; Tsakiris, Athanasios; Tzovaras, Dimitrios, Kάλλιπος, Ανοικτές Ακαδημαϊκές Εκδόσεις

Ανάπτυξη συστημάτων εικονικής πραγματικότητας, Lepouras, Georgios; Antoniou, Angeliki; Platis, Nikolaos; Charitos, Dimitris, Kάλλιπος, Ανοικτές Ακαδημαϊκές Εκδόσεις

Εικονικοί κόσμοι, Vosinakis, Spyridon, Kάλλιπος, Ανοικτές Ακαδημαϊκές Εκδόσεις

ΤΡΟΠΟΣ ΠΑΡΑΔΟΣΗΣ: Στην τάξη και σε εργαστήριο Η/Υ με εξοπλισμό XR, δια ζώσης 

Χρήση Ηλεκτρονικών Εποπτικών μέσων , Εργαστηρίου Η/Υ, υποστήριξη μέσω πλατφόρμας ασύγχρονης τηλεκπαίδευσης και διαχείρισης τάξης, χρήση εξειδικευμένου λογισμικού και εξοπλισμού VR, AR, MR σε εργαστηριακό περιβάλλον.

Γραπτή Εξέταση : 60% 

Εξαμηνιαία Εργασία: 40%

Οι τρόποι και οι όροι αξιολόγησης του μαθήματος ανακοινώνονται κατά την αρχή του εξαμήνου τόσο κατά τις πρώτες διαλέξεις όσο και στο e-class του μαθήματος.