Диссертация (1168722), страница 30
Текст из файла (страница 30)
87–90159. Wang, X and Ong, SK and Nee, AYC. "A comprehensive survey ofaugmented reality assembly research". Advances in Manufacturing. Springer. 2016. 4 (1): 1–22160. Yuan, M. L. Registration Using Projective Reconstruction forAugmented Reality Systems / M. L. Yuan, S. K. Ong, A. Y. C. Nee// IMST, 2004.[Electronic resource]. – URL: http://hdl.handle.net/1721.1/3919.197ПРИЛОЖЕНИЯПриложение 1РАЗРАБОТКА ОБУЧАЮЩЕЙ ПРОГРАММЫ, ОСНОВАННОЙ НАТЕХНОЛОГИЯХ ДОПОЛНЕННОЙ РЕАЛЬНОСТИДля исследования возможностей создания технологии дополненнойреальности была разработана программа, демонстрирующая возможностьвзаимодействия нескольких маркеров.Для наглядности была выбрана лабораторная работа, связанная сизучением радиоактивных веществ.
Невозможность ее выполнения в школеделает ее хорошим примером необходимости применения технологиидополненной реальности. Данная программа не отображает в полной мерефизическим законам и служит только для примера применения технологиидополненной реальности в школе.Для работы программы необходим компьютер с ОС Windows XP иливыше, Microsoft .NET Framework 4 или выше, веб-камера и распечатанныемаркеры. Архив с программой и маркерами можно скачать, перейдя по ссылкеhttps://drive.google.com/file/d/0B_wVKtVA6NiFQXBRaXdwX3Baems/,либосчитав QR-код, изображенный на Рисунке 25 и выполнить «Файл – Скачать»(CRL + S).Рисунок 25 – QR-код со ссылкой на программу198Маркеры дополненной реальности сохранены в текстовом документе.Для запуска необходимо открыть файл «Glyph Recognition Studio.exe».
Послезапуска программы необходимо выбрать камеру и рабочее разрешение.Интерфейс программы состоит из нескольких частей, изображенных наРисунке 26:1.Рабочая область, куда выводиться результат выполненияпрограммы.2.Служебная область, куда выводиться служебная информация инаходится панель настроек.a.FPS (Количество кадров в секунду). Служит для анализапроизводительности системы.b.Developed View (Режим разработчика). Показывает сервиснуюинформацию взаимодействия маркеров.c.Image (Добавление изображений).
Показывает изображения,согласно значению маркеров.d.Local Video (Выбор камеры). Меню, в котором можно выбратьиспользуемую камеру и ее разрешение.e.Exit (Выход из программы). Завершает работу программы.Система состоит из трёх объектов: Источник излучения, Свинцоваяшайба и дозиметр. В зависимости от взаиморасположения объектов,показания дозиметра изменяются. Чем ближе источник излучения, тем вышепоказания счетчика (стрелка отклоняется вправо), однако свинцовая шайбапоглощает часть излучения, притом, чем больше излучение проходит черезсвинцовую шайбу, тем больше его поглощается.
К примеру, минимальноепоказание счетчика будут при наибольшем удалении источника излучения и,если между ними будет свинцовая шайба, притом центры трёх объектов будутнаходиться на одной прямой. Если же шайба окажется в стороне, а источникизлучения будет находиться возле дозиметра, то прибор начнет зашкаливать.199Рисунок 26 – Интерфейс программы. Информационный слой не активенЕсли активировать режим разработчика, то можно увидеть принципработы программы, изображенный на Рисунке 27.
Красные квадраты — этомаркеры, которые удалось распознать. Зеленая линия — это воображаемаялиния между источником излучения и дозиметром. Желтая окружность –контур шайбы. Синий отрезок – часть линии между источником излучения идозиметром, проходящая внутри шайбы. Чем длиннее зеленая и синяя линии,тем меньше будут показания счетчика, как можно видеть на Рисунках 28 и 29.Притом синяя сильнее понижает значение (свинец больше поглощаетизлучение, чем воздух), изображенное на Рисунке 30.Следует обратить внимание на то, что вместо изображений объектов,можно отображать интерактивные 3D-модели.Данная программа демонстрирует одно из главных преимуществтехнологии дополненной реальности: выполнение тех работ, которые раньшебыли невозможны.200Для приближения такой лабораторной работы к реальным условиям,возможно прикрепить маркеры к физическим объектам по параметрам схожимс настоящими.Рисунок 27 – Режим разработчикаРисунок 28 – Среднее расстояние междуисточником излучения и дозиметром201Рисунок 29 – Малое расстояние между источником излучения и дозиметромРисунок 30 – Среднее расстояние между источником излучения идозиметром, шайба находится между объектами202Примеры зависимости показания дозиметра от взаиморасположенияобъектов:1.Шайба не поглощает излучение, но дозиметр на некоторомрасстоянии от источника излучения.
Высокие показания изображены наРисунке 28.2.Шайбапо-прежнемунепоглощаетизлучение.Дозиметрнаходиться очень близко от источника излучения. Показания максимальны иизображены на Рисунке 29.3.Шайба поглощает часть излучения. Расстояние как на первомзамере, изображенном на Рисунке 28, но показания минимальны, изображенына Рисунке 30.203Приложение 2СЦЕНАРИЙ УРОКА ПО ТЕМЕ «УСТРОЙСТВО ЖЕСТКОГО ДИСКА»,ОСНОВАННЫЙ НА ВЗАИМОСВЯЗАННОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИТЕХНОЛОГИИ ДОПОЛНЕННОЙ РЕАЛЬНОСТИ КАК ОБЪЕКТАИЗУЧЕНИЯ И СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯТема урока: «Устройство жёсткого диска».Дидактическая цель: изучить устройство жесткого диска.
Познакомиться стехнологией дополненной реальности.Задача обучения.Понимать: назначение жесткого диска и принцип его работы. Особенноститехнологии дополненной реальности.Знать: устройство жесткого диска – основные части и их расположение.Алгоритм работы с системой дополненной реальностиУметь: создавать простые 3D-модели, загружать их на устройстводополненной реальности, создавать маркер, калибровать модельдополненной реальности.Исследовать: расположение элементной базы жесткого диска, с учетомнастоящего устройства.Задачи воспитания: воспитание активности, аккуратности,внимательности.Задачи развития: развитие речи, потребности в приобретенных знаниях,развитие воображения и абстрактного мышления.Тип урока: комбинированный.Методы обучения: объяснительно-иллюстративный и поисковый метод.204Формы обучения: групповая форма.Средства обучения: интерактивная доска, компьютер, устройстводополненной реальности, жесткий диск, учебная литература.Задание:1.Изучить фотографии жесткого диска в разобранном виде2.Измерить габариты жесткого диска, имеющегося в собранномсостоянии в классе3.Создать приближенную 3D-модель жесткого диска, опираясь наполученные габариты, фотографии и сам жесткий диск.4.Сохранить модель на планшет с программой дополненнойреальности5.Создать опорный маркер на жестком диске, используя наклейкипроизводителя.6.Откалиброватьотображаемую3D-модельнасоответствиежесткому диску (поворот и масштаб)7.Изучить принципы работы, а также конструкцию жесткого диска,используя технологию дополненной реальности.Сценарий урока:1.Организационный момент: рассказ о предстоящей работе.2.Подготовка к активной деятельности: рассказ о внешней памяти:зачем она нужна и какие имеет особенности.
Перечисление видов внешнейпамяти и обращение внимания на жестком диске.3.Усвоение новых знаний и умений: учитель показывает настоящийжесткий диск в сборе и показывает фотографию жесткого диска без верхнейкрышки. Рассказывает, об основных элементах конструкции жесткого дискапо фотографии и показывает где они находятся на настоящем устройстве. Дает205жесткий диск классу и просит измерить его габариты с помощью линейки.Рассказывает, как работать с программой для 3D-моделирования SketchUp.Основные инструменты: прямоугольник, круг, вытянуть, изменить контур,линия, выделение, ластик, а также инструменты для навигации: вращение,приближение и перемещение.
Школьники изучают жесткий диск, измеряютгабариты.4.Закрепление знаний и умений: учитель показывает пример моделина доске, изображенной на Рисунке 31. Учащиеся разделяются в группы по 3человека, пересаживаются за компьютеры и создают упрощенную модельжесткого диска, учитывая габариты и изображение разобранного жёсткогодиска изображенного на Рисунке 32.
Выбирается самая лучшая модель(наиболее точная по габаритам, обладающая основными элементамиконструкции, а также сохранение пропорций) и сохраняется на компьютер спрограммнымреальности.обеспечением,реализующимтехнологиюдополненнойВ эксперименте был использован планшет и программаAugmented.
Создается маркер дополненной реальности на верхней крышкежесткого диска. Либо на основе заводских наклеек с техническими даннымижесткого диска, либо крепится заранее изготовленный маркер. Модельжесткого диска, созданная учащимися, калибруется на соответствиереальному жесткому диску. Подбирается размер, совмещаются ко краям, атакже определяется направление. Учащиеся изучают получившуюся модель,которая проектируется на жесткий диск, изображенный на Рисунке 8.5.Проверка полученных знаний: школьники пересаживаются запарты и проходят итоговый тестДля примера 3D-модели была использована модель жесткого диска сосредней детализацией и без натуральных текстур, как изображено на Рисунке31. Учащиеся должны были получить похожую модель, но с меньшейдетализацией и с учетом габаритов настоящего жесткого диска.206Рисунок 31 – 3D-модель жесткого дискаВ качестве программы для 3D-моделирования, была выбранапрограммаSketchUp,изображеннаянаРисунке32.Изначальноразрабатываемая для архитектуры и дизайна, она получила простой ипонятный интерфейс, а главное – особенный принцип построения 3D-моделей,который позволяет строить простые модели без особой подготовки.
Смыслзаключается в «вытягивании» плоских фигур и дальнейшей их деформации.Благодаря такому подходу, учащиеся знакомые с 2D-графикой быстроосваивают новый материал.207Рисунок 32 – Учащийся разрабатывает 3D-модель жесткого дискаЗагрузив получившуюся модель жесткого диска на планшет, который вданном случае выступает в роли устройства дополненной реальности,изображенный на Рисунке 33, учащиеся создают опорное изображение –маркер, используя сервисные наклейки жесткого диска.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
