Immersive simulation of theodolite stationing procedures in virtual reality

This thesis presents the development of an immersive virtual simulation designed to replicate the stationing procedure of a Wild T2 theodolite within a three-dimensional environment. The system was implemented using the Unity engine and deployed on Meta Quest standalone headsets, integrating accurate physical modeling, procedural logic, and XR interaction components. Unlike existing virtual training tools that rely on symbolic interactions or pre-scripted guidance, the proposed simulation enables the user to engage in direct manipulation of mechanical components—such as tripod legs, leveling screws, alidade, and optical plummet—within a physically consistent environment. The objective is to reproduce the sequence and interdependencies of real-world actions, promoting the acquisition of procedural competence through exploration and feedback. The system architecture follows a modular structure and was validated through expert feedback and functional testing. The results confirm its pedagogical effectiveness as a support tool for surveying education and its scalability as a template for future simulations involving precision instruments.

La presente tesi descrive lo sviluppo di una simulazione immersiva in realtà virtuale finalizzata alla riproduzione della procedura di messa in stazione di un teodolite Wild T2 in un ambiente tridimensionale. Il sistema è stato implementato tramite il motore Unity e distribuito su visori autonomi Meta Quest, integrando modellazione fisica accurata, logiche procedurali e componenti interattivi XR. A differenza delle soluzioni esistenti, basate su interazioni simboliche o sequenze predefinite, la simulazione proposta consente all’utente di manipolare direttamente i componenti meccanici (gambe del treppiede, viti calanti, alidada e filo a piombo ottico) in un contesto fisicamente coerente. L’obiettivo è riprodurre la sequenza e le interdipendenze delle operazioni reali, favorendo l’acquisizione di competenze procedurali tramite esplorazione e feedback. L’architettura del sistema adotta una struttura modulare ed è stata validata attraverso il parere di un esperto e verifiche funzionali. I risultati confermano l’efficacia didattica del prototipo come strumento per la formazione in ambito topografico e la sua scalabilità come modello per simulazioni future su strumenti di precisione.