An OWL-Based Ontology to Represent Interactions of Students in Educational Virtual Worlds

While several studies in the last decade explore the potential benefits of virtual worlds in education settings, less attention has been given to the research of solutions to help overcome implementation barriers. One of the existing areas of concern is related to the difficulties on the exploitation of data obtained from educational virtual worlds. This paper proposes an OWL-based ontology to address a solution to the problem of inconsistency of databases that record information about student interactions with learning objects within these environments. The steps that have been followed for the development of the ontology are described, guided by Stanford’s 101 model. To discuss the feasibility and exemplify the ontology, an instance of an existing virtual world interaction is presented. The conclusion is that the proposed ontology can be helpful to researchers and development groups as it delivers a reusable model to gather data in a uniform way

Construction of Intelligent Virtual Worlds Using a Grammatical Framework

The potential of integrating multiagent systems and virtual environments has not been exploited to its whole extent. This paper proposes a model based on grammars, called Minerva, to construct complex virtual environments that integrate the features of agents. A virtual world is described as a set of dynamic and static elements. The static part is represented by a sequence of primitives and transformations and the dynamic elements by a series of agents. Agent activation and communication is achieved using events, created by the so-called event generators. The grammar defines a descriptive language with a simple syntax and a semantics, defined by functions. The semantics functions allow the scene to be displayed in a graphics device, and the description of the activities of the agents, including artificial intelligence algorithms and reactions to physical phenomena. To illustrate the use of Minerva, a practical example is presented: a simple robot simulator that considers the basic features of a typical robot. The result is a functional simple simulator. Minerva is a reusable, integral, and generic system, which can be easily scaled, adapted, and improved. The description of the virtual scene is independent from its representation and the elements that it interacts with

Execution infrastructure for normative virtual environments

Virtual Institutions (VIs) have proven to be adequate to engineer applications where participants can be humans and software agents. VIs combine Electronic Institutions (EIs) and 3D Virtual Worlds (VWs). In this context, Electronic Institutions are used to establish the regulations that structure interactions and support software agent participation while Virtual Worlds facilitate human participation. In this paper we propose Virtual Institution eXEcution Environment (VIXEE) as an innovative communication infrastructure for VIs. Using VIXEE to connect Virtual Worlds and EI opens EI to humans, providing a fully operational and comprehensive environment. The main features of the infrastructure are (i) the causal connection between Virtual Worlds and Electronic Institutions, (ii) the automatic generation and update of the VIs' 3D visualization and (iii) the simultaneous participation of users from different virtual world platforms. We illustrate the execution of VIXEE system in a simple eAuction house example and use this example to evaluate the performance of our solution

A Study on Construction of Virtual Reality Space and the Measurement of Psychological Anxiety for the Application of the Crime Prevention Environment Design Simulation

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 환경대학원 환경조경학과, 2018. 8. 이유미.본 연구는 VR(Virtual Reality)기술이 조경분야에 어떻게 활용될 수 있을지에 대한 의문에서부터 시작되었다. VR기술은 현재 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 게임 및 영상 콘텐츠 외에 비용 및 위험부담으로 인해 실제체험이 어려운 시뮬레이션에 있어 그 활용성이 높다. 특히 조경 및 건축 등 공간설계분야에서 이러한 시뮬레이션 용도의 VR 기술 활용성은 매우 높다고 할 수 있다. 특히 공원 관련 범죄예방환경설계(CPTED)에 있어 주야간 등 환경조건에 대한 고려가 이루어지지 않고 있다는 점과 시공을 하지 않고서는 설계검토를 할 수 없다는 단점을 갖고 있다. 이에 본 연구에서는 도시공원을 대상으로 하는 CPTED 설계 검토를 위한 시뮬레이션 툴로서 VR기술을 활용하고자 한다. 이에 실제 도시공원을 토대로 가상공간을 제작하고, 이 공간에서도 피험자들이 실제 환경과 동일한 물리, 환경 요소에 따라 가상공간에서도 심리적 불안감을 느낄 수 있는지를 입증하고자 하였다. VR 시뮬레이션의 환경 구축을 위해 다양한 소프트웨어들이 사용될 수 있다. 본 연구에서는 그 중에서도 기존의 조경설계에서 주로 사용되는 3D 모델링 소프트웨어와 빠르게 연동이 가능하고, 사용자 인터페이스가 직관적이며, 가장 현실적인 공간묘사가 가능한 게임제작 소프트웨어인 Unreal Engine 4를 사용하여, 가상공간의 구축과 VR 시뮬레이션 제작이 이루어졌다. 마지막으로는 이렇게 제작된 VR 시뮬레이션은 HMD기기인 VIVE를 통해 이용자 체험 및 평가가 이루어졌다. 평가는 설문조사 및 심층 인터뷰를 통해 진행되었다. 따라서 본 연구는 VR시뮬레이션 제작에 대한 종합적인 과정 및 방법을 제안하였으며, 모의 실험평가를 통해 VR환경에 대한 몰입 및 실재감과 가상공간에서의 불안요소에 따른 심리적 불안감이 어떻게 작용하는지에 대한 결과를 도출하였다. 이후 연구의 시사점으로 다양한 환경변화에 따른 시뮬레이션이 적용이 가능하다는 점과 1대1 스케일의 유사체험 및 입체적인 설계검토가 가능한 점을 들 수 있다. 한계점으로는 모의실험 평가에 대한 검증 및 분석이 부족하였고, 게임엔진을 통한 시뮬레이션 제작에 있어 라이팅 등의 전문적인 기술이 요구되는 부분은 제작에 미흡한 부분이 있었다. 그럼에도 불구하고, 게임엔진 소프트웨어를 활용하여 직접 VR 시뮬레이션을 제작하였다는 점과 몰입형 디바이스를 활용한 실험평가가 이루어졌다는 점에서 연구의 의의가 있다. 이후 VR기술의 활용성은 시뮬레이션 외에도 적극적인 설계 도구로서도 그 활용성이 매우 높으며, 보다 효율적인 활용을 위해, 컴퓨터 프로그래밍과 같은 타 분야와의 기술연계를 하는 것 또한 중요한 과제라고 판단된다.제1장: 서론 1 1절: 연구의 배경 및 목적 01 1. VR연구의 배경 및 필요성 01 2. CPTED 시뮬레이션 연구의 배경 및 목적 02 2절. 연구의 범위 및 방법 03 1. 연구의 범위 03 2. 연구의 방법 03 3절. 연구진행절차 05 제2장 이론적 고찰 6 1절: VR관련 용어정리 및 개념고찰 06 1. 가상현실(Virtual Reality)의 개념 06 2. 가상현실의 분류 08 3. 가상현실의 지각적 특성 13 4. 가상현실 헤드셋(Head Mounted Display) 14 2절: 범죄예방환경설계 (CPTED) 17 1.범죄예방 환경설계(CPTED)의 정의와 일반적 고찰 17 2. 우리나라의 공원범죄현황 18 3절 선행연구 분석 21 1. 공원관련 CPTED 연구 21 2. 공원 CPTED 평가지표(체크리스트) 관련 연구 22 3. 3D 시뮬레이션 평가방법에 관한 연구 23 4. 가상현실을 활용한 공간 디자인 분야 적용에 관한 연구 28 제3장 몰입형 VR 시뮬레이션 제작 29 1절: 연구 대상지 선정 29 1. 대상지 선정기준 29 2. 대상지 현황 및 개요 31 3. 대상지 현장조사 32 4. 대상지 인터뷰조사 33 2절: 이미지 기반 VR시뮬레이션 제작 37 3절: 모델링 기반 VR시뮬레이션 제작 44 1. 3D 모델링 범위 44 2. 소프트웨어별 VR공간 제작 과정 45 3. 수목, 사물, 사람 등 오브젝트의 제작 49 4. 라이트 및 사운드 제작 51 5. 게임엔진을 활용한 VR 시뮬레이션 출력 53 제4장 모의실험 및 실험결과 55 1절: 모의 실험평가 및 설문조사 55 1. 실험평가 방법 55 2. 실험평가 설문항목 설정 56 3. VR 시뮬레이션 공간 시나리오 설정 58 2절: 시나리오 공간별 심리적 불안감 분석 결과 65 3절: 실재감 및 몰입도 설문조사 결과 78 제5장 결론 84 1절: 활용가능성 및 한계점 84 [참고문헌] 86 [Abstract] 90Maste

A Virtual World Grammar for automatic generation of virtual worlds

11 páginas, 11 figuras.-- El PDF es la versión manuscrita de autor.Hybrid systems such as those that combine 3D virtual worlds and organization based multiagent systems add new visual and communication features for multiuser applications. The design of such hybrid and dynamic systems is a challenging task. In this paper, we propose a system that can automatically generate a 3D virtual world (VW) from an organization based multiagent system (MAS) specification that establishes the activities participants can engage on. Both shape grammar and virtual world paradigms inspired us to propose a Virtual World Grammar (VWG) to support the generation process of a virtual world design. A VWG includes semantic information about both MAS specification and shape grammar elements. This information, along with heuristics and validations, guides the VW generation producing functional designs. To support the definition and execution of a Virtual World Grammar, we have developed a so named Virtual World Builder Toolkit (VWBT). We illustrate this process by generating a 3D visualization of a virtual institution from its specification.This work is partially funded by EVE (TIN2009-14702-C02-01/TIN2009-14702-C02-02) and AT (CONSOLIDER CSD2007-0022) projects, EU-FEDER funds, the Catalan Gov. (Grant 2005-SGR-00093), and Marc Esteva’s Ramon y Cajal contract.Peer reviewe

Virtual world grammar

Organization-based multi-agent systems (MAS) can be represented by means of 3D virtual worlds facilitating then the interaction among participants, i.e humans and agents. In this paper we propose a system that can automatically generate a 3D virtual world from formal specifications of both a MAS and a design visual style (i.e a shape grammar). We propose an extension of shape grammars in combination with virtual world paradigms, called Virtual World Grammar (VWG), to support the design generation process. Virtual World Grammar includes semantic information about both MAS specification which establishes the activities participants can engage on and shape grammar elements. This information, along with heuristics and validations, guides the generation process and allows us to produce functional designs. The Virtual World Builder Toolkit, integrated in our Shape Grammar Interpreter tool, supports both the definition and execution of the Virtual World Grammar

A virtual world grammar for automatic generation of virtual worlds

Hybrid systems such as those that combine 3D virtual worlds and organization based multiagent systems add new visual and communication features for multiuser applications. The design of such hybrid and dynamic systems is a challenging task. In this paper, we propose a system that can automatically generate a 3D virtual world (VW) from an organization based multiagent system (MAS) specification that establishes the activities participants can engage on. Both shape grammar and virtual world paradigms inspired us to propose a Virtual World Grammar (VWG) to support the generation process of a virtual world design. A VWG includes semantic information about both MAS specification and shape grammar elements. This information, along with heuristics and validations, guides the VW generation producing functional designs. To support the definition and execution of a Virtual World Grammar, we have developed a so named Virtual World Builder Toolkit (VWBT). We illustrate this process by generating a 3D visualization of a virtual institution from its specification