VR-koulutussimulaattorin kehitys

Abstract

Opinnäytetyössä analysoitiin Helsinki XR Centerin XR-Space-hankkeessa kehitettyä VR-koulutussimulaattoria, joka on suunniteltu suurten teollisten laitteiden käyttökoulutukseen. Projektin tekninen toteutus perustuu Unreal Engine 5 -pelimoottorin ekosys-teemiin ja Meta Quest 3 -virtuaalilaseihin.

Työssä tarkasteltiin VR-teknologian soveltuvuutta koulutuskäyttöön erityisesti käsienseurantateknologian ja vuorovaikutteisten oppimiskokonaisuuksien näkökulmasta. Kehitysprosessin keskeisenä analytiikkakohteena olivat Unreal Engine 5 -ekosysteemissä hyödynnetty kuvallinen Blueprint-ohjelmointikieli sekä Quest 3 -laitteiston suorituskyvyn ja ominaisuuksien maksimaalinen hyödyntäminen.

Menetelmällisesti työ nojasi iteratiiviseen kehitysmalliin, jossa simulaattorin komponentteja testattiin ja parannettiin ohjelmistotesteissä käyttäen sekä kvalitatiivisia käyttäjähavaintoja että kvantitatiivisia suorituskykymittauksia. Tässä raportissa eri-tyistä huomiota kiinnitettiin käyttäjäkokemuksen sujuvuuteen ja pedagogisen sisällön tehokkaaseen välittämiseen.

Tutkimuksen tulokset osoittivat, että Unreal Engine 5 -ympäristön kuvalliset ohjelmointityökalut soveltuvat erinomaisesti VR-koulutussimulaattoreiden kehitykseen, erityisesti prototyyppien nopeaan iteroimiseen. Meta Quest 3 -laitteiston käsienseurannan käytön todettiin kuitenkin vaativan huomattavaa optimointia monimutkaisissa teollissimulaatioissa. Kehitystyössä korostui teknisten rajoitteiden hallinnan ja pedagogisen vaikuttavuuden välinen tasapainottaminen.

The thesis examines a VR training simulator developed within Helsinki XR Center’s XR-Space project, designed for training personnel in the operation of large industrial machinery. The technical implementation of the project utilizes the Unreal Engine 5 ecosystem and Meta Quest 3 virtual reality headsets.

The thesis evaluates the suitability of VR technology for educational applications, with a focus on hand-tracking technology and interactive learning modules. Central to the development process are the Blueprint visual scripting system within the Unreal Engine 5 environment and strategies for maximizing the performance and capabilities of the Quest 3 hardware.

Methodologically, the work adopts an iterative development model, where simulator components were assessed and refined through software testing phases incorporating qualitative user observations and quantitative performance metrics. Special emphasis is placed on ensuring seamless user experience and the effective delivery of pedagogical content.

The results demonstrate that Unreal Engine 5’s visual programming tools are highly effective for developing VR training simulators, particularly for rapid prototyping. However, the hand-tracking functionality of the Meta Quest 3 was found to require significant optimization in complex industrial simulations. The development process underscored the importance of balancing technical constraints with educational efficacy, highlighting the challenges of resource management in VR-based training solutions.