Virtuaalilasien hyötykäyttö koulutuksessa case: Muotoilu

0

Yhtenä HAMK Smart -tutkimusyksikön tehtävänä on tutkimuksen ja tulosten kautta uudistaa koulutusta. Virtuaalilasien hyötykäyttö koulutuksessa kerää koko ajan lisää kiinnostusta ja gamEngine lab konseptin avulla tuemme tämän edistämistä. Tämä ei ole ensimmäinen eikä ainoa kerta kun mahdollisuuksia on tutkittu HAMKin sisällä.

Innostus selvitykselle lähti muotoilun lehtori Ville Siipolan toimesta. Virtuaalilasien hyötykäyttö koulutuksessa on aiemminkin olleet meillä keskusteluissa. Ville oli omassa opetustyössään havainnut kaksi haastetta. Osalle opiskelijoista on vaikea ymmärtää kolmiulotteisia kappaleita ja muotoja tasaisilta pinnoilta kuten tietokoneen ruudulta. Muotoilussa varsinkin nämä muodot voivat olla erittäin monimutkaisia. Toisena haasteena on käytettävien ohjelmien opettamisen laajuus ja vaikeus. Puhumme nyt 3D-mallinnusohjelmista ja tässä tapauksessa Rhinoceros -nimisestä ohjelmasta. Ohjelman perustoimintojen opettaminen vie useita päiviä. Silti perustoiminnot eivät kuitenkaan usein riitä monimutkaisten muotojen suunnitteluun.

Selvitystä

Sovimme yhdessä Villen kanssa, että tutkimme minkälaisia helppokäyttöohjelmia virtuaalilaseille löytyy. Ehtona oli, että niiden tulee soveltua ensimmäisen vaiheen suunnitteluun. Tuloksina löytyi nopeasti kaksi ohjelmaa. Ensimmäinen oli Tilt Brush ja toinen Gravity Sketch. Sovimme, että hankimme kyseiset sovellukset ja käyttötestaamme ne yhdessä. Molemmat ohjelmat ovat siis suunnittelu- ja piirto-ohjelmia. Lähdimme testaamaan ohjelmia ilman opastusta, jolloin pystyimme kokeilun perusteella näkemään kuinka nopeasti käyttäjä pystyy oppimaan ohjelman.

Tilt Brush lyhyesti

Tilt Brush osoittautui helposti lähestyttäväksi ohjelmaksi, jonka käyttöliittymä sekä toiminnot ovat selkeitä. Ohjelmaa oppii käyttämään kymmenissä minuuteissa ilman ohjeistusta, puhtaasti kokeilemalla. Sisällön tuottaminen on suhteellisen vapaata ja piirtä voi vapaasti ilman rajoituksia. Ohjelmassa jäi kaipaamaan eniten ennalta tehtyjen muotojen muokkausominaisuuksia tai että olisi pystynyt jatkamaan esimerkiksi jo tehdystä viivasta. Myöskään isojen pintojen tai alojen “maalaamiseksi” ei ollut tarpeeksi työkaluja. Tilt Brush on helposti omaksuttava ohjelma ja sillä pystytään tekemään erittäin nopeasti vaikeitakin 3D-muotoja ja kokonaisuuksia, joiden tekemiseen muuten menisi päiviä.

Ohjelmassa on mahdollista valita valmiita malleja ja ympäristöjä, jotka voivat auttaa työskentelyssä. Mahdollisuutta omien 3D mallien tuontiin ei tutkimisen aikana ollut ei ainakaan löydetty. Tämä olisi tuonut ohjelmaan paljon lisäarvoa.

VR tilt brush
Allekirjoittaneen ensimmäinen vaatekokeilu mallinuken kanssa.
Gravity Sketch lyhyesti

Gravity Sketch oli mielestämme edistyneempi työkalu kuin Tilt Brush, jonka suuntaus oli enemmän huvikäyttö. Ohjelman käyttöliittymä ja toiminnot olivat selkeitä, mutta muutamassa kohdassa oli aivan pakko googletta, että kuinka joku toiminto toimii. Esimerkiksi oikean käden valinta-alueen käyttöön olisi mieluusti saanut olla enemmän selkeyttä ohjeistuksessa. Ohjelmassa oli mahdollisuus muokata jo tehtyjä pintoja ja muotoja. Ohjelmasta löytyi myös isompia pintoja varten tarkoitettu työkalu, joka Tilt Brushista puuttui. Yhtenä isona plussana ohjelmaan pystyi tuomaan omia 3D malleja, joita pystyi käyttämään pohjana työskentelylle. Ville toi ohjelmaan erilaisia kenkienlestejä sekä pohjallisia, joita pystyi helposti hyödyntämään. Tämän lisäksi ohjelmassa pystyi maalaamaan lisää sisältöä kiinnitetysti vanhoille pinnoille, tämä helpotti työskentelyä paljon.

Lopputulos[/Loppupäätelmät testatuista ohjelmista]

Tilt Brush omasi monipuolisemman valikoiman erilaisia siveltimiä millä piirtää maailmaan ja luoda kauniita ympäristöjä. Siitä kuitenkin uupui suunnittelun kannalta tärkeitä toimintoja, jotka taas Gravity Sketch:stä löytyi. Yhteistuumin suosittelemme Tilt Brush:a piirtämiseen ja Gravity Sketch:ä suunnitteluun. Päädyimme tämän perusteella jatkamaan kokeiluja Gravity Sketchin kanssa.

Jotta virtuaalilaseja voi hyötykäyttää koulutuksessa on ymmärrettävä laitteiston, ohjelmiston ja käyttäjän rajat sekä mahdollisuudet. Näiden lisäksi on ymmärrettävä kuinka tehdä käyttäjälähtöinen ohjeistus tai opastus sekä kuinka nämä hoidetaan tapaus kerrallaan. Yhteisten keskusteluiden jälkeen järjestimme koehenkilölle “nopean” koulutuksen, jonka pohjalta pystyimme arvioimaan mahdollista opetustilannetta sekä haasteita.

hyötykäyttö koulutuksessa
Koulutustilanne, jossa koulutettavana Kristiina Kiiski. (kuvassa Ville Siipola ja Kristiina Kiiski)

Kokeilua ja testausta ei jätetty suinkaan tähän vaan tutkimme myös koko opetusketjua suunnittelusta aina valmiiseen prototyyppiin. Ville suunnitteli virtuaalilaseilla Gravity Sketch -ohjelmassa pienen ruukun, joka tallennettiin OBJ-tiedostomuotoon. Veimme tallennetun tiedostomuodon Cura:n 3D-tulostusohjelmaan ja tulostimme meidän ensimmäisen puhtaasti virtuaalitodellisuudessa suunnittellun prototyypin. Gravity Sketchissä olevalla pyörähdystyökalulla voi helposti suunnitella mielenkiintoisia astioita, jotka voidaan konkreettisesti 3D-tulostaa savella ja uunittaa tämän jälkeen.

Leap Motion

Kokeilimme Gravity Sketch -ohjelmaa myös Leap Motion lisälaitteen avulla. Leap Motionin avulla käyttäjä voi käyttää käsiään ohjainten sijaan. Gravity Sketchin tuki Leap Motionille on vielä beta-kehitysvaiheessa. Totesimme nopeasti, että se ei vielä ole tarpeeksi kehittynyt harkittavaksi suunnittelukäyttöön, koska sieltä puuttui puolet toiminnoista. Leap Motionin hyödyntäminen virtuaalilasien kanssa (koulutustarkoituksessa) on mielestämme tutkimisen arvoinen.

vr 3d print hyötykäyttö koulutuksessa
Suunnitellun mallin tuominen Cura-ohjelmaan (kuvassa Ville Siipola)

Lopputuloksena meillä oli prosessista, sen toimivuudesta sekä sen nopeudesta konkreettinen todiste. Kaikki tämä toteutettiin yhden työpäivän aikana. Vaikka virtuaalilasien hyötykäyttö koulutuksessa on meillä HAMK:ssa vasta ottamassa ensimmäisiä konkreettisia askeleita niin selviä kehityskaaria ja hyötyjä on jo tunnistettu. Seuraavaksi Ville esittelee virtuaalilaseja, ohjelmia ja mahdollisuuksia muulle muotoilun henkilöstölle. Esittelyn avulla on tarkoitus lisätä tietoisuutta missä teknologia menee tällä hetkellä, mihin se kykenee ja etsiä virtuaalilasien hyötykäyttö mahdollisuuksia koulutuksessa. Tarkoituksena on myös etsiä haasteita ja haastekohtia, jotta näitä voidaan tutkia ja ratkoa. Allekirjoittaneen mielestä on aina hyvä muistaa, että teknologia on työkalu, jonka pitää todistaa paikkansa.

VR Design 3D Print
Konkreettinen tuote ohjelman asennuksesta aina 3D-tulostamiseen, joka tapahtui alle kahdeksassa tunnissa.

Itse lehtorin Ville Siipolan mietteitä

Muotoilijan näkökulmasta tavanomaisen, tietokoneen näytöllä tapahtuvan 3D-mallintamisen hyödyntäminen suunnittelun työkaluna vaatii aitoa mielenkiintoa ja pitkällistä harjoittelua, että siitä tulee luonteva osa muotoilijan työkalupakkia. Usein aloittelevan 3D-mallintajan työskentely on jatkuvaa kompromissia haluttavan muodon, ohjelmiston ominaisuuksien (käyttöliittymän) sekä mallinnustaitojen välillä. Lisäksi näytöllä mallintaessa, mittasuhteiden hahmottaminen vaatii silmän harjaantumista siihen, että kolmiulotteinen kappale piirtyy tasaiselle näytölle. 

Työskentely virtuaalilasien kanssa antaa paremman kuvan suunniteltavan tuotteen mittasuhteista, joten se helpottaa muotoilijan työtä viemällä suunnittelun lähemmäksi oikeaa tuotetta oikeassa tilassa. Molempien testattujen ohjelmistojen käyttöliittymän helppous yllätti totaalisesti. Siinä missä tavanomaisessa, näytöllä tapahtuvan mallintamisen opettamisessa käytetään tunteja käyttöliittymän ja näytöllä näkyvän tilan hahmottamiseen, molemmissa ohjelmissa ensimmäiset 3D-muodot syntyvät minuuteissa. 

Todella mittatarkkaa, esimerkiksi muottien mallintamista, jossa puhutaan millin kymmenysten toleransseista vähintään, testatuilla ohjelmilla ei vielä pysty tekemään. Tällä hetkellä mallien jatkotyöstämisessä joudutaan turvautumaan vielä tavanomaisiin mallinnusohjelmiin kuten Rhinocerokseen. Virtuaalilasit ja testatut ohjelmat, etenkin Gravity Sketch voisivat toimia hyvin suunnittelun alkuvaiheissa, ideoinnissa ja konseptoinnissa sekä niiden esittelyssä. Ohjelmiston käyttämisen opettelu ei vaadi kohtuuttoman pitkää aikaa ja niillä pystyy nopeasti tuottamaan ideoita joten käytön opettelun kynnys on melko matala. Lisäksi matala kynnys 3D-maailmaan voi ruokkia halua oppia enemmän siitä. Kuva kertoo enemmän kuin tuhat sanaa ja oikeassa tilassa ja muodossa tarkasteltu design enemmän kuin sata kuvaa. 

Juha-Matti Torkkel, ratkaisuasiantuntija, HAMK Smart, 0505022040 juha-matti.torkkel@hamk.fi
Juha-Matti Torkkel, ratkaisuasiantuntija, HAMK Smart, 0505022040 juha-matti.torkkel@hamk.fi

Leave A Reply