Sanal gerçeklik tekniklerine dayalı etkileşimli öğretim modelinin simülasyonu
Simulation of interactive teaching model based on virtual reality techniques
Yazar: HAYDER FARIS NAJI
Danışman: PROF. DR. ŞAHİN EMRAH
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control

Özet:
Son yıllarda, eğitim ve öğretimde modern teknolojilerin kullanımı önemli hale gelmiştir ve sanal gerçeklik (VR) ve artırılmış gerçeklik (AR) bu alanlarda en yaygın kullanılan teknolojiler arasındadır. VR ve AR'nin önemli teknolojiler olmasının başlıca nedeni, bu teknolojiler sayesinde eğitim prosedürlerinin daha kolay, gerçekçi ve daha verimli hale gelmesidir. Bu tezin amacı kullanıcıları bulundukları yangın gibi acil durumlarda en iyi ve en güvenli kaçış yolları konusunda eğitmek için bir eğitim ortamı geliştirmektir. Bunun için tezde bir dereceye kadar gerçekliği simüle eden bir öğrenme ortamı oluşturulmuştur. En kısa yolları bulmak için Dijkstra algoritması uygulanmış ama giriş çizgesinde ağırlık olarak koridorların uzunluk-genişlik oranı kullanılmıştır, yani geçiş koridorlarının dar olup olmadığı dikkate alınmıştır. Ayrıca kaçış yolları üzerinde bulunan ve yangın nedeni ile oluşabilecek engeller de hesaba katılmıştır. Başka bir deyimle, Dijkstra algoritması dinamik ortama adapte edilmiştir. Tezde simülyasyonlar 2B ve 3B olarak gerçekleştirlmiş ve son olarak sanal gerçeklik ortamına uygulanmıştır. Ayrıca gerçek bir tıbbi laboratuvar binası ağırlıklı bir çizge olarak modellenmiş, 3B olarak simüle edilmiş, sanal gerçeklik ortamına aktarılmıştır. Tezde geliştirlen sistem Unity platformunda programlanmıştır. Daha sonra modellenen binada çalışan 74 kişiye sistem üzerinden eğitim verilmiş ve sistemin kullanılışlığını ölçmek için bu kişilere anket uygulanmıştır. Anket verilerini analiz etmek için sıradan en küçük kareler yöntemi (OLS) kullanılmış, 5 üzerinden 4,36 sonucu elde edilmiştir.

Abstract:
In recent years, the use of modern technologies in education and training has become important, and virtual reality and augmented reality are among the most widely used technologies in these areas. The main reason why VR and AR are important technologies is that thanks to these technologies, training procedures become easier, more realistic and more efficient. This thesis aims to develop an educational environment to educate users about the best and safest escape routes in emergency situations such as fire. Since this thesis aims to create a learning environment that simulates reality to some extent, when we apply Dijkstra's algorithm, it is necessary to use the length-width ratio of the corridors in the input graph as weights; that is, we also take into account whether the passage corridors are narrow or not. The length-width ratio was taken to calculate the weight of each path and also to make sure that it is free of obstacles, because in emergency situations, there may be some obstacles on the paths. The methodology in this thesis consists of several stages: Theoretical stage and Algorithm testing. Programming and implementation stage in 2D and 3D environments. Agent movement stage. Finally, implementation in a virtual reality environment. In all stages, a real medical laboratory building was simulated by planning it as a wegited graphic in the theoretical stage and then designing it in a 3D environment for use in a virtual reality environment. The system was programmed in the Unity platform. All trainees were working in the same building simulated in the system. Then, to measure the efficiency of the system, users' opinions were collected through a survey. The survey included multiple sections to be comprehensive for all aspects of the system. The OLS model was applied to analyze the survey data, the average score of the system's efficiency was 4.36 out of 5, indicating the high usability and functionality of the system.