โลกของเทคโนโลยีความจริงเสมือน (Augmented Reality)

            Augmented Reality หรือเทคโนโลยีเสมือนจริงหรือเทคโนโลยีที่ใช้ในการซ้อนภาพ 3 มิติเข้าไปในภาพจากสถานที่จริงก็ว่าได้ซึ่ง Ronald T. Azuma ได้อธิบายถึงองค์ประกอบของ AR ไว้ 3 องค์ประกอบหลัก ๆ คือ 

            1. การผสมผสานระหว่างภาพจำลองกับภาพจริงเข้าด้วยกัน
            2. ตอบสนองได้ทันที 
            3. มีการแสดงออกมาเป็นภาพ 3 มิติ 

            จากองค์ประกอบข้างต้นจะเห็นได้ว่า  AR (Augmented Reality) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ผสมผสานระหว่างโลกความเป็นจริงกับโลกเสมือนที่ผสานเข้าด้วยกันผ่านซอฟต์แวร์หรืออุปกรณ์เชื่อมต่อต่าง ๆ คล้ายกับการสร้างข้อมูลขึ้นมาอีกหนึ่งเพื่อให้เป็นส่วนประกอบอยู่บนโลกเสมือนจริง เช่น ภาพ หรือวิดีโอ หรือเป็นตัวการ์ตูนอย่าง Pokemon Go เพื่อให้ผนวกซ้อนทับกับภาพในโลกจริงที่เห็นอยู่ในกล้อง ซึ่งปัจจุบันกำลังได้รับความนิยมมาก นอกจากนี้จะพบว่าเมื่อพูดถึงเทคโนโลยี AR จะหนีไม่พ้นที่ต้องอธิบายถึงเทคโนโลยี VR (Virtual Reality) ที่มักมีการเรียกกันอย่างสับสนโดย  VR (Virtual Reality) นั้นเป็นการจำลองภาพให้เสมือนจริงแบบ 360 องศา ซึ่งเทคโนโลยีนี้จะต้องใช้ควบคู่ไปกับอุปกรณ์สำคัญนั่นก็คือแว่นตา VR โดยผ่านการรับรู้ของเราไม่ว่าจะเป็นการมองเห็น เสียง การสัมผัส หรือแม้กระทั้งกลิ่น และทำให้เราสามารถตอบสนองกับสิ่งที่จำลองนั้นได้ 

            เมื่อพูดถึงเทคโนโลยี AR และ VR นั้นจะพบว่าเทคโนโลยีทั้ง 2 ตัวก็คือเทคโนโลยีที่รวมระหว่างโลกความจริงและโลกเสมือนไว้ด้วยกัน โดย VR จะเป็นการนำเสนอประสบการณ์โลกเสมือนที่ยึดแบบมาจากโลกแห่งความเป็นจริง ในขณะที่  AR จะนำเสนอประสบการณ์โลกเสมือนซึ่งวางซ้อนทับอยู่บนโลกแห่งความเป็นจริง  ในส่วนของ VR อุปกรณ์ใช้สวมศีรษะ หรือเป็นแว่นที่เป็นกล้อง VR เพื่อเชื่อมต่อผู้ใช้งานเข้ากับความเป็นจริงเสมือนและอนุญาตให้ผู้ใช้ควบคุมและสำรวจภาพแวดล้อมที่ถูกจำลองขึ้นให้เสมือนเป็นโลกแห่งความจริง 

            ส่วน AR จะใช้ในอุปกรณ์เคลื่อนที่ เช่น สมาร์ทโฟน แท็บเล็ตเพื่อแสดงให้เห็นถึงการทับซ้อนและการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างโลกแห่งความเป็นจริงและโลกเสมือน  ทั้งนี้ในความแตกต่างของ AR และ VR ในการพิจารณาเลือกใช้นั้นจะพบว่าเป็นเรื่องของ Content และวิธีการนำเสนอ ตัวอย่างเช่น การสอนเหตุการณ์ประวัติศาสตร์ช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 ครูพัฒนาโปรแกรมที่ให้เด็กใส่แว่นและเข้าไปเป็นเหมือนคนไทยคนหนึ่งในช่วงเหตุการณ์นั้นเพื่อเรียนรู้และทำความเข้าใจเหตุการณ์ คือ VR แต่ถ้าครูถ่ายภาพพื้นที่ของการเกิดเหตุการณ์ในประวัติศาสตร์และนำนักเรียนไปสถานที่จริงและให้นักเรียนส่องกล้องมือถือ เกิดเป็นวิดีโอหรือภาพเหตุการณ์จริงขึ้นมา แบบนี้ เรียกว่า AR ซึ่งเทคโนโลยีทั้งสองแบบนี้มีส่วนสำคัญที่ทำให้นักเรียนสนุกกับการเรียนรู้ สามารถเห็นภาพจริงหรือเหตุการณ์จริงตามเนื้อหาที่เกี่ยวข้อง ในส่วนของการพัฒนาเทคโนโลยี AR โดยภาพเสมือนจริงที่ปรากฏขึ้นจะมีปฏิสัมพันธ์กับผู้ใช้ได้ทันที  ทั้งในลักษณะที่เป็นภาพนิ่ง สามมิติ ภาพเคลื่อนไหว หรืออาจจะเป็นสื่อที่มีเสียงประกอบ ขึ้นอยู่กับกำรออกแบบสื่อแต่ละรูปแบบว่าให้ออกมาแบบใด  โดยกระบวนการภายในของเทคโนโลยีเสมือนจริงประกอบด้วย 3 กระบวนการ ได้แก่  

            1. การวิเคราะห์ภาพ (Image Analysis) เป็นขั้นตอนการค้นหา  Marker จากภาพ ที่ได้จากกล้องแล้วสืบค้นจากฐานข้อมูล (Marker Database) ที่มีการเก็บข้อมูลขนาดและรูปแบบของ Marker เพื่อนำมาวิเคราะห์รูปแบบของ  Marker การ วิเคราะห์ภาพสามารถแบ่งได้เป็น 2 ประเภท ได้แก่ 
                  1.1 Marker Based AR เป็นการวิเคราะห์ภาพโดยอาศัย Marker (วัตถุ สัญลักษณ์) เป็นหลักในการทำงาน  
                  1.2 Marker-less Based AR เป็นการวิเคราะห์ภาพที่ใช้คุณลักษณะต่าง ๆ ที่อยู่ในภาพ (Natural Features) มาทำการวิเคราะห์เพื่อคำนวณหาค่าตำแหน่งเชิง 3 มิติ (3D Pose) เพื่อนำไปใช้ในงาน 

            2. การคำนวณหาค่าตำแหน่งเชิง 3 มิติ (Pose Estimation) ของ Marker เทียบกับกล้อง 

            3. กระบวนการสร้างภาพสองมิติจากโมเดลสามมิติ (3D Rendering) เป็นการเพิ่มข้อมูลเข้าไปในภาพ  โดยใช้ค่าตำแหน่งเชิง 3 มิติ ที่คำนวณได้จนได้ภาพเสมือนจริง  

องค์ประกอบของ AR 

            1. AR Code หรือตัว Marker ใช้ในการกำหนดตำแหน่งของวัตถุ  

            2. Eye หรือกล้องวิดีโอ กล้องเว็บแคม กล้องโทรศัพท์มือถือหรือตัวจับ Sensor อื่น ๆ ใช้มองตำแหน่งของ AR Code แล้วส่งข้อมูลเข้า AR Engine  
            3. AR Engine เป็นตัวส่งข้อมูลที่อ่านได้ผ่านเข้าซอฟต์แวร์หรือส่วนประมวลผลเพื่อแสดงเป็นภาพต่อไป  
            4. Display หรือจอแสดงผลเพื่อให้เห็นผลข้อมูล ที่ AR Engine ส่งมาให้ในรูปแบบของภาพหรือ วิดีโอ หรืออีกวิธีหนึ่งเราสามารถรวมกล้อง AR Engine และจอภาพเข้าด้วยกันในอุปกรณ์เดียว เช่น โทรศัพท์มือถือหรืออื่น ๆ

            สำหรับในส่วนของเทคโนโลยี VR นั้นเป็นการจำลองสภาพแวดล้อมจริงเข้าไปให้เสมือนจริง  โดยผ่านการรับรู้จากการมองเห็น  เสียง สัมผัส แม้กระทั้งกลิ่น โดยจะตัดขาดเราออกจากสภาพแวดล้อมปัจจุบันเพื่อเข้าไปสู่ภาพที่จำลองขึ้นมา ตัวอย่าง เช่น การจำลองสถานที่ Google Street View , การจำลองสถานการณ์การฝึกบินในเครื่องบิน เป็นต้น ทั้งนี้ในทำงานปฏิบัติแล้วเป็นเรื่องยากมากที่จะสร้างประสบการณ์ความเป็นจริงเสมือนที่เหมือนจริงมาก ๆ เนื่องจากข้อจำกัดทางเทคนิคกำลังการประมวลผลและความละเอียดของภาพ 

            อย่างไรก็ตามข้อจำกัดดังกล่าวมีแนวโน้มที่จะแก้ไขได้ในอนาคตเนื่องจากเทคโนโลยี การสื่อสารภาพและข้อมูล รวมถึงกำลังของหน่วยประมวลผลที่ในปัจจุบันมีการพัฒนาขึ้นอย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ  ทั้งนี้การทำงานของเทคโนโลยี VR นั้นจะเริ่มขึ้นเมื่อเราสวมจอภาพศีรษะซึ่งประกอบด้วยจอ มอนิเตอร์เล็ก ๆ จอมอนิเตอร์จะเติมเต็มการเห็นทั้งหมดด้วยภาพในห้องในลักษณะภาพ 3 มิติ ซึ่งภาพนี้ถูกสร้างขึ้นมาด้วยคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อกับจอภาพสวมศีรษะด้วยสายเคเบิล วงจรไฟฟ้าและซอฟแวร์จะจัดการให้เกิดภาพในจอมอนิเตอร์อย่างเหมาะสมที่สุด โดยการสร้างภาพลวงตาในขณะที่เรามองดูรอบ ๆ ตัวภาพที่มองเห็นภายในกระจกจะเลื่อนเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ลวงตาได้สร้างขึ้นนั่นคือการที่เรา เคลื่อนที่ไปในขณะที่โลกเสมือนจริงนั้นนิ่งอยู่กับที่  เราต้องสร้างความสัมพันธ์ระหว่างศีรษะของเรากับโลกภายนอกสำหรับความเป็นจริงเสมือนเพื่อลอกเลียนการปรากฏขึ้นในเนื้อที่ว่างเสมือนนั้นภาพที่มองเห็นผ่านทางจอภาพสวมศีรษะเป็นภาพในเวลาจริง โดยคอมพิวเตอร์กราฟิกซึ่งหมายถึงจะต้องใช้คอมพิวเตอร์ที่มีเนื้อที่บันทึกและหน่วยความจำขนาดใหญ่ซึ่งมีราคาสูงมากในเทคโนโลยีความเป็นจริงเสมือนคอมพิวเตอร์จะสร้างภาพเหตุการณ์จำนวน  30 ครั้งต่อวินาที ให้ปรากฏขึ้นต่อหน้าเราโดยปรับให้เหมาะสมกับตำแหน่งศีรษะในทันทีทำให้คอมพิวเตอร์สร้างภาพลวงตาว่าเรากำลังเคลื่อนไหวโดยรอบอยู่ภายในโลกภายนอกที่หยุดนิ่งในเวลานั้น 

เทคโนโลยี AR / VR กับจุดเปลี่ยนทางการศึกษาไทย 

            สำหรับในส่วนของการพูดถึงความสำคัญของ AR เราจะเห็นว่าด้วยตัวเทคโนโลยีนั้นสามารถสร้างความเป็นรูปธรรมให้กับเนื้อหาบางอย่างที่มีความซับซ้อนและจับต้องได้รวมถึงเป็นเทคโนโลยีที่ช่วยสร้างสรรค์ ความสนใจในการเรียนรู้ได้อย่างมาก ดังนั้นถ้าพูดถึงผลกระทบของเทรนด์ AR ที่มีผลต่อการจัดการศึกษาไทยสามารถแจกแจงรายละเอียด 

            1. การทำให้การเรียนรู้กลายเป็นสิ่งที่น่าสนใจมากขึ้นสำหรับนักเรียน โดยที่ผ่านมามีกำรทดลองที่โรงเรียน ใน Los Angeles ในรายวิชาดาราศาสตร์ซึ่งมีการให้เด็กนักเรียน ได้เข้าถึงตัว  AR ในห้องเรียนลักษณะที่คุณครูสอนเกี่ยวกับเรื่องของระบบสุริยะจักรวาลและรายละเอียดข้อมูลของดวงดาวต่าง ๆ ซึ่งพบว่าเด็ก ๆ ให้ความสนใจกันมาก 

            2. ในเนื้อหาบางเรื่องมันมีความยากเกินกว่าที่จะทำความเข้าใจหรือบางครั้งมีความซับซ้อนมากกว่าที่จะถ่ายทอดหรือนำเสนอออกมาในแบบ textbook ซึ่ง AR จะเข้ามาช่วยในการทำให้เนื้อหาที่มันมีความซับซ้อนมาก ๆ เกิดมาเป็นภาพที่เข้าใจได้ง่ายมากขึ้น 

            3. การเรียนรู้กลายเป็นสิ่งที่สามารถเข้าถึงได้ทั่วโลก เช่น BBC ได้มีการสร้าง mobile Application สำหรับผู้ใช้ทั่วโลกให้สามารถเข้าไปเรียนรู้เกี่ยวกับอวัยวะในร่างกายที่ เรียกว่า Human body: Secrets of Your Life Revealed ที่มีการสร้างภาพ 3 มิติของอวัยวะในร่างกายเราขึ้นมาไม่ว่าจะเป็นตับ หัวใจ หรือสมองเพื่อให้เราสามารถเรียนรู้ในส่วนต่าง ๆ ของอวัยวะเหล่านั้นในเชิงภาพได้ 

            4. สุดท้ายถ้าเราพูดถึงการจัดการศึกษาในเชิงปฏิบัติการซึ่งปลัดต้องการสภาพจริงสภาพทางกายภาพและอุปกรณ์ทางการเรียนรู้ที่ครอบคลุมและอาจจะมีความเฉพาะเจาะจงซึ่งบางครั้งมันอาจจะมีราคาที่สูงและส่งออกมานำไปใช้ได้ยาก เช่น เรากำลังพูดถึงการจัดการศึกษาในเชิงวิชาชีพเฉพาะอย่างหมอ หรือการทหาร การฝึกออกรบที่มันอาจจำเป็นจะต้องใช้อุปกรณ์หรือเครื่องมือราคาสูงมากช่วยในการเรียนรู้แต่ถ้าเกิดเรามีในส่วนของ Application  AR หรือ VR ก็จะสามารถจำลองสถานการณ์การผ่าตัด การออกรบ การต่อสู้ การขับเครื่องบิน หรือแม้กระทั่งการตัดสิน ใจในสถานการณ์นั้นได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น 

    โดยสรุปถ้าต่อไปในการจัดการศึกษาเราสามารถมีเทคโนโลยี AR/VR มาช่วยในการจัดการศึกษามากขึ้นก็คงจะทำให้ผู้เรียนมีความสนุกและอยากมีส่วนร่วมในกิจกรรมการเรียนรู้ รวมทั้งเกิดการเรียนรู้ผ่านประสบการณ์เสมือนจริงได้มากขึ้น อันจะนำไปสู่การตอกย้ำว่าห้องเรียนนั้นไม่ใช่พื้นที่ที่น่าเบื่ออีกต่อไป