Українська електронна енциклопедія освіти

Імерсивні технології

Імерсивні технології (ІмТ) - (англ. Immersive Technology) - різновид сучасних технологій, що забезпечують користувачеві повне занурення («імерсію») у віртуальне середовище, створюючи відчуття присутності та інтерактивної взаємодії з ним. Головною метою використання імерсивних технологій є створення реалістичного і багатовимірного досвіду, що стимулює органи чуття користувача, такі як зір, слух, а інколи і дотик.

Імерсивні технології

Історична довідка

Передумови виникнення / Заснування / Походження

Імерсивні технології мають історичне коріння, що сягає середини ХХ ст.

Еволюція формування, становлення

Основні періоди розвитку цих технологій та їхнього шляху до інтеграції в освіту [1]:

1. Перші концепції та створення VR-технологій (1950–1970 рр.):

- Поява ідеї віртуального середовища: у 1950-х роках кінематографіст і винахідник Мортон Гейліг розробив концепт «Сенсорама» (Sensorama), пристрою, який використовував 3D-зображення, запахи, звуки та навіть вібрації для створення ефекту присутності. Це був один із перших інструментів, що поєднував зображення та звуки для створення ефекту занурення, хоча і без прямого навчального контексту;

- Поява терміну «віртуальна реальність»: у 1960-х роках, дослідник Іван Сазерленд створив систему «Меч Дамокла» (Sword of Damocles) – перший пристрій із гарнітурою, що проєктувала зображення. Цей винахід став основою для майбутніх технологій VR і був першим кроком до створення віртуальних навчальних просторів.

Рис. 1. «Меч Дамокла» Івана Сазерленда

2. Інновації 1980-х – 1990-х рр.: перші освітні застосування VR та AR: - Розширення можливостей віртуальної реальності – у 1980-х роках розвиток комп’ютерної графіки дозволив створити перші комп’ютеризовані моделі VR для спеціальних тренувань. NASA використовувала VR для тренування астронавтів, що стало першим масштабним прикладом імерсивної технології для навчання. - Перші застосування в освіті. У 1990-х роках VR почали використовувати для навчання лікарів, пілотів та інших спеціалістів, яким необхідне тренування у високоризикових ситуаціях. Наприклад, хірургічні симулятори давали студентам-медикам можливість проводити віртуальні операції, що покращувало їхню практичну підготовку.

3. Впровадження 3D-симуляцій та 360-градусного відео (2000–2010 рр.): - Доступність 3D-симуляцій: після 2000-х років VR- та AR-системи стали доступнішими завдяки зростанню комп’ютерної потужності та розвитку 3D-графіки. У цей час з'явилися освітні VR-симуляції з фізики, хімії, астрономії, а також віртуальні лабораторії для шкіл і університетів. Це дозволило учням виконувати наукові експерименти безпосередньо в класі.

- Поява 360-градусного відео: початок 2010-х став стартом використання 360-градусного відео для освітніх цілей. Школи та музеї почали пропонувати віртуальні екскурсії, що дозволяло учням/студентам подорожувати визначними місцями світу, не покидаючи аудиторію. - Популяризація імерсивних середовищ та імерсивної взаємодії серед мас. Культові кінематографічні стрічки, такі як Star Trek, Star Wars, Matrix, Avatar та ін. демонстрували можливості імерсивного досвіду та комунікації.

4. Швидкий розвиток AR та доступність VR для масового ринку (2010–2015 рр.). - Популяризація AR через мобільні пристрої. З розвитком смартфонів з потужними камерами та процесорами, доповнена реальність стала масово використовуватися завдяки додаткам, що «оживляли» зображення та надавали додаткову інформацію. Такі компанії, як Google та Apple, почали інтегрувати AR-функції у свої пристрої, що зробило технологію доступнішою для шкільного навчання.

- Масова доступність VR для освіти: VR-шоломи (наприклад, Oculus Rift, HTC Vive), а також менш дорогі пристрої на базі смартфонів (наприклад, Google Cardboard) значно знизили бар'єр для входу в світ VR. У цей період VR почали використовувати для шкільної освіти з таких предметів, як біологія (вивчення клітин і анатомії), історія (подорожі в епоху середньовіччя чи античності), географія та астрономія. 5. Розвиток імерсивних технологій в освіті (2015–2020 рр.):

- Комплексні VR-програми та інструменти: з’явилися інтегровані освітні VR-платформи, такі як Nearpod VR, ClassVR, що пропонують інтерактивні віртуальні екскурсії, тренажери та інші інструменти для шкільної та університетської освіти.

- Використання AR-контенту в навчальних програмах: підручники почали доповнювати AR-кодами, що дозволяють учням переглядати 3D-моделі на екрані своїх пристроїв. Наприклад, шкільні підручники з біології та фізики містили посилання на 3D-моделі молекул, органів і фізичних явищ.

6. Імерсивні технології під час пандемії COVID-19 (2020–2021 рр.). - Зростання попиту на імерсивні технології. Пандемія COVID-19 сприяла поширенню використання VR і 360-градусних відео для дистанційного навчання. Учні/студенти могли відвідувати віртуальні музеї, брати участь у наукових експериментах у віртуальному форматі, що дало змогу продовжити навчання навіть за умов обмеженого доступу до фізичних класів.

- Розвиток метаплатформ і «метавсесвітів» для навчання, де учні/студенти та вчителі/викладачі можуть взаємодіяти у повністю віртуальних середовищах.

- Активне використання 360-градусного відео: віртуальні екскурсії, онлайн-лекції з VR-контентом, AR-заняття через мобільні додатки стали популярним рішенням для навчальних закладів у період локдаунів.

- Інтеграція штучного інтелекту в освітні платформи – інтеграція різних технологій для досягнення більшої персоналізації освітнього процесу.

7. Сучасний стан імерсивних технологій в освіті (2021-дотепер):

- Активізація наукових досліджень щодо можливостей упровадження імерсивних технологій в освітній процес.

- Розвиток інструментів для навчання STEM: імерсивні технології стали ключовими для дисциплін STEM (наука, технології, інженерія, математика), де важлива візуалізація абстрактних понять. VR та AR-технології допомагають учням експериментувати з фізичними явищами, досліджувати хімічні реакції та вивчати біологічні процеси в інтерактивному форматі.

- Налаштовувані VR-класи та лабораторії: сучасні освітні VR-платформи дозволяють налаштовувати навчальні простори, створювати інтерактивні класи та лабораторії з фізики, хімії, біології, історії та інших гуманітарних дисциплін [1].

Сучасний етап розвитку імерсивних технологій в освіті – це період великих можливостей, який дає змогу переосмислити традиційні методи навчання та створює перспективу для більш залученого, гнучкого та ефективного навчання.

Основні відомості

Згідно з міжнародним стандартом ISO, імерсивні технології – це засоби, що забезпечують інтеграцію віртуального контенту з фізичним середовищем таким чином, щоб сприяти залученню користувача до взаємодії з утвореною змішаною реальністю [5]. У загальному сенсі, це різновид сучасних технологій, що забезпечують користувачеві повне занурення («імерсію») у віртуальне середовище, створюючи відчуття присутності та інтерактивної взаємодії з ним. Головною метою використання імерсивних технологій є створення реалістичного і багатовимірного досвіду, що стимулює органи чуття користувача, такі як зір, слух, а інколи і дотик. Сфери застосування імерсивних технологій є досить широкими: освіта та професійне навчання, мистецтво, архітектура та дизайн, охорона здоров’я, військова справа, промислове виробництво, туризм, розваги, прямі трансляції івентів, маркетинг та ін. [6]

Таксономія / Класифікація

На сьогодні вирізняють 8 основних типів імерсивних технологій [2].

1) Віртуальна реальність (Virtual Reality – VR) – це технологія, що створює повністю штучне, інтерактивне середовище, в яке користувач занурюється за допомогою спеціальних пристроїв, таких як VR-окуляри або шоломи. У цьому середовищі користувач може взаємодіяти з об'єктами, відчуваючи ефект присутності в іншому просторі, що зазвичай відрізняється від реального світу (рис. 2.). Для використання VR необхідні як апаратні пристрої (VR-шоломи, контролери руху, біометричні рукавички, навушники або вбудовані динаміки, що забезпечують імерсивний звук тощо), так і програмне забезпечення та платформи VR.

Рис. 2. Використання окулярів віртуальної реальності

2) Доповнена реальність (Augmented Reality – AR) – технологія, що накладає цифрові елементи (зображення, звуки, текст) на реальний світ, створюючи таким чином змішане середовище. Для використання AR потрібен пристрій з камерою та датчиками (смартфон, планшет, AR-окуляри) і відповідне програмне забезпечення.

Рис. 3. Приклади застосування технології доповненої реальності (AR)

3) Змішана реальність (Mixed Reality – MR) – технологія, що поєднує елементи фізичного та віртуального світу, дозволяючи користувачам взаємодіяти з віртуальними об’єктами у реальному середовищі в режимі реального часу. MR займає проміжне місце між доповненою реальністю (AR), яка лише накладає цифрові елементи на реальний світ, і віртуальною реальністю (VR), яка повністю занурює користувача у віртуальне середовище. MR працює таким чином: 1) використовуються датчики та камери, щоб розуміти оточення користувача; 2) шоломи або окуляри MR накладають 3D-графіку на реальне середовище та дозволяють взаємодію з нею; 3) інтеракція може бути жестами, голосом або через контролери.

Рис. 4. Приклади застосування технології змішаної реальності (MR)

4) Розширена реальність (Extended Reality – XR) – загальний, свого роду «парасольковий» термін, що охоплює всі технології, які «змішують» реальний і віртуальний світи. XR включає в себе такі поняття, як віртуальна реальність, доповнена реальність та змішана реальність.

5) 360-градусні-відео – це тип відеозапису, який охоплює всі напрямки навколо точки зйомки (повний кут огляду – 360° по горизонталі і часто 180° або більше по вертикалі). Це дає змогу глядачу відчути повне занурення, оскільки він може вільно оглядати сцену в будь-якому напрямку під час перегляду. Для зйомки таких відео використовуються спеціальні 360°-камери або набір камер, які знімають із декількох кутів одночасно. Кадри з усіх камер об'єднуються в сферичне зображення, яке можна переглядати за допомогою VR-гарнітур, смартфона або комп'ютера. Глядач керує оглядом через сенсорний екран, мишу чи рухи голови (у VR-шоломі), що дає ефект перебування у центрі події.

6) Голограми – тривимірні зображення або проекції, які створюють ілюзію реальних об’єктів у просторі. Ця технологія дозволяє сприймати цифрові об'єкти з усіх боків, що підсилює ефект присутності та взаємодії з ними. Голограми є важливим компонентом у розвитку імерсивних технологій, таких як доповнена реальність (AR), змішана реальність (MR) та віртуальна реальність (VR) (рис. 5).

Поширення цієї технології дещо сповільнене через низку недоліків і перешкод: висока вартість обладнання (лазерів і дисплеїв), обмеження у якості (деякі голограми мають низьку роздільну здатність або обмежені кути огляду), високі технологічні вимоги (голографічний контент потребує високих обчислювальних ресурсів та сучасних дисплеїв).

Рис. 5. Приклад голограми

7) Телеприсутність (Telepresence) – технологія, що створює відчуття фізичної присутності в іншому місці за допомогою відео, аудіо та інших сенсорних систем. Вона дозволяє користувачам дистанційно взаємодіяти з людьми, об'єктами та середовищем у реальному часі, забезпечуючи максимально реалістичне занурення. Приклади застосування: віртуальні тури по музеях або виставках з можливістю спілкування з гідами в реальному часі, дистанційні лекції (слухачі можуть бути «присутніми» віддалено, спостерігаючи та взаємодіючи за допомогою роботів). Інщим прикладом є політ дрону з FPV (від першої особи), що поєднує безпілотні літальні апарати (БПЛА) з бездротовою передачею відео з камери. Зображення транслюється на пристрої відображення, такі як гарнітури чи окуляри, або навіть смартфони. Це створює повністю занурену атмосферу, коли користувач бачить навколишнє середовище БПЛА з перспективи першої особи. При використанні гарнітур це фактично відчувається так, ніби користувач сам летить у повітрі.

Рис. 6. Приклад використання технології телеприсутності

8) Тактильні технології (Haptics) – сукупність технологій, що забезпечують відчуття дотику, тиску, вібрації та текстури у віртуальних або цифрових середовищах (рис. 7). Ці технології додають тактильний (дотиковий) зворотний зв'язок, підсилюючи ефект занурення (імерсивності). Haptics є важливою частиною віртуальної реальності (VR), доповненої реальності (AR) та інших імерсивних систем, дозволяючи користувачам «відчувати» взаємодію з цифровими об'єктами. Тактильні системи створюють відчуття через:

- вібрацію (короткі імпульси для імітації ударів або тремтіння);

- тиск (сила, прикладена до шкіри, щоб імітувати контакт чи натиск);

- деформацію (зміну форми пристрою для створення ефекту пружності або опору);

- тепло або холод (температурний зворотний зв’язок для створення більш реалістичних взаємодій);

- тактильні текстури (за допомогою швидких вібрацій імітуються різні поверхні (наприклад, гладка або бугриста)).

Реалістичність відчуття забезпечується за допомогою тактильних рукавичок та костюмів, контролерів з тактильним зворотним зв’язком, тактильних дисплеїв (наприклад, тактильні екрани з інтерфейсом для незрячих), аудіо-тактильних систем.

Рис. 7. Приклад використання технології Haptics (тактильної технології)

Світові експерти прогнозують подальший швидкий розвиток і поширення імерсивних технологій у різних сферах діяльності [3; 4].

Додаткові відомості

Етимологія терміну – від англ. immerse – занурювати

Фотогалерея

Імерсивні технології
«Меч Дамокла» Івана Сазерленда
Використання окулярів віртуальної реальності
Приклади застосування технології доповненої реальності (AR)
Приклади застосування технології змішаної реальності (MR)
Приклад голограми
Приклад використання технології телеприсутності
Приклад використання технології Haptics (тактильної технології)

Відеоматеріали

Цікаві факти і висловлювання

Довідка

Імерсивні технології (англ. - Immersive Technology) - це різновид сучасних технологій, що забезпечують користувачеві повне занурення («імерсію») у віртуальне середовище, створюючи відчуття присутності та інтерактивної взаємодії з ним. Головною метою використання імерсивних технологій є створення реалістичного і багатовимірного досвіду, що стимулює органи чуття користувача, такі як зір, слух, а інколи і дотик.

Джерела

Горбаченко В. І., Коркішко І. А. Історичні етапи розвитку імерсивних технологій в освіті. Наукові записки. Серія: Педагогічні науки. 2024. Вип. 216. С. 152–157. URL: https://doi.org/10.36550/2415-7988-2024-1-216-152-157.
Носенко Ю. Класифікація імерсивних технологій і сервісів для освітнього процесу. Наукові записки. Серія: Педагогічні науки. 2024. Вип. 216. С. 237–242. URL: https://doi.org/10.36550/2415-7988-2024-1-216-237-242.
An immersive technologies policy primer: Working paper / OECD. OECD Digital Economy Papers, 2025. URL: https://www.oecd.org/content/dam/oecd/en/publications/reports/2025/03/an-immersive-technologies-policy-primer aa2e7910/cf39863d-en.pdf (дата звернення: 23.07.2025).
Immersive Technologies Foresight Paper. DRCF Horizon Scanning and Emerging Technologies, 2023. URL: https://www.drcf.org.uk/siteassets/drcf/pdf-files/immersive-technologies-foresight-paper.pdf?v=381964 (дата звернення: 23.07.2025).
ISO/IEC TR 23844:2023(en). Information technology for learning, education, and training – Immersive content and technology. 2023. URL: https://www.iso.org/obp/ui/en/#iso:std:iso-iec:tr:23844:ed-1:v1:en (дата звернення: 23.07.2025).
Stagman M., Cramme O. Immersive Technology: the policy challenge to come / Inline Policy. 2019. URL: https://cdn2.hubspot.net/hubfs/3903067/Immersive%20Technology%20white%20paper%20-%20final.pdf (дата звернення: 23.07.2025).

Автори

Носенко Ю. Г.

Оприлюднено: 25.08.2025

Останні зміни: 24.08.2025

Модератор: Литовченко О. В.