ENG: The effects of climate change are sometimes difficult to grasp, but now a virtual reality forest, created by geographers, can let people walk through a simulated forest of today and see what various futures may hold for the trees. The researchers combined information on forest composition with information on forest ecology to create a forest similar to those found in Wisconsin. “As part of an NSF-funded CNH program grant with Erica Smithwick (E. Willard and Ruby S. Miller Professor of Geography at Penn State) we are working with the Menominee Indian Tribe of Wisconsin,” said Klippel, who also is director of Penn State’s Center for Immersive Experience. “Inspired by the Menominee’s deeper connection to the environment we believe that experiencing the future is essential for all environmental decision making.”
The first step, of course, was to create a forest of today. Using data on a typical Wisconsin forest, the researchers could have used strict or deterministic rules and placed trees in the forest. However, they chose to use a procedural method that would populate the forest using a set of ecological rules, creating a more organic, natural feel. “Orientation and small details of the trees are also randomized in the approach so that the trees don’t look exactly the same,” said Jiawei Huang, graduate student in geography, Penn State.
A virtual walk through this Wisconsin forest shows tall trees and understory. Strollers, using VR headsets and controllers, can reveal the types of trees in the forest, change elevations from forest floor to birds-eye view and in-between, and more closely examine the forest composition. The researchers chose two future scenarios, a base scenario and a hot and dry scenario. Using VR, visitors to the forest can see the changes in tree types and abundance and compare the base scenario to the hot and dry scenario.
The simulator scored high on heuristic evaluation criteria like natural engagement, compatibility with the user’s task and domain, natural expression of action, coordination and realistic feedback, navigation and orientation support, and sense of presence. The virtual environment is composed of realistic aesthetics, color schemes, illumination conditions, 3D models, and textures. The interactions with the menu, the environment, and the virtual objects are intuitive and compatible with user’s expectations.
RO: Efectele schimbărilor climatice sunt uneori greu de înțeles, dar acum o pădure în realitate virtuală, creată de geografi, permite oamenilor să se plimbe printr-o pădure simulată din prezent și să vadă ce viitoruri diferite pot rezerva copacilor. Cercetătorii au combinat informații despre compoziția pădurii cu informații despre ecologia forestieră pentru a crea o pădure similară cu cele care se găsesc în Wisconsin. “Ca parte a unei subvenții a programului CNH finanțat de NSF, împreună cu Erica Smithwick (profesoari de geografie E. Willard și Ruby S. Miller la Penn State), lucrăm cu tribul indian Menominee din Wisconsin”, a declarat Klippel, care este și director al Centrului pentru experiențe imersive de la Penn State. “Inspirați de conexiunea mai profundă a Menominee cu mediul înconjurător, credem că experimentarea viitorului este esențială pentru toate deciziile legate de mediu.”
Primul pas, desigur, a fost să creeze o pădure actuală. Folosind date despre o pădure tipică din Wisconsin, cercetătorii ar fi putut să folosească reguli stricte sau deterministe și să plaseze copaci în pădure. Cu toate acestea, ei au ales să folosească o metodă procedurală care să populeze pădurea folosind un set de reguli ecologice, creând o senzație mai organică, mai naturală. “Orientarea și micile detalii ale copacilor sunt, de asemenea, randomizate în această abordare, astfel încât copacii să nu arate exact la fel”, a declarat Jiawei Huang, student absolvent de geografie, Penn State.
O plimbare virtuală prin această pădure din Wisconsin arată copacii înalți și subarboretul. Plimbătorii, folosind căști VR și controllere, pot dezvălui tipurile de copaci din pădure, pot schimba altitudinea de la solul pădurii la vedere din ochi de pasăre și pot examina mai îndeaproape compoziția pădurii. Cercetătorii au ales două scenarii viitoare, un scenariu de bază și un scenariu cald și uscat. Cu ajutorul VR, vizitatorii pădurii pot vedea schimbările în ceea ce privește tipurile de arbori și abundența acestora și pot compara scenariul de bază cu scenariul fierbinte și uscat.
Simulatorul a obținut un punctaj ridicat la criteriile de evaluare euristică, cum ar fi implicarea naturală, compatibilitatea cu sarcina și domeniul utilizatorului, exprimarea naturală a acțiunii, coordonarea și feedbackul realist, sprijinul pentru navigare și orientare și sentimentul de prezență. Mediul virtual este compus din estetică realistă, scheme de culori, condiții de iluminare, modele 3D și texturi. Interacțiunile cu meniul, mediul și obiectele virtuale sunt intuitive și compatibile cu așteptările utilizatorului.
You can read more in the paper (this version is adapted and abridged from Source Penn State. “Virtual reality forests could help understanding of climate change.” ScienceDaily. ScienceDaily, 11 November 2020.).
Huang, J., Lucash, M.S., Scheller, R.M. and Klippel, A., 2020. Walking through the forests of the future: using data-driven virtual reality to visualize forests under climate change. International Journal of Geographical Information Science, pp.1-24.
