Мобильное приложение с элементами дополненной реальности для обучения школьников
Объектом исследования настоящей работы является процесс обучения школьников.
Предметом исследования – использование в образовании технологии дополненной реальности.
Актуальность использования технологии дополненной реальности в обучении заключается в повышении наглядности преподаваемого материала, повышению интереса у учащихся.
Цель – разработать мобильное приложение с элементами дополненной реальности, которое обеспечит эффективный и увлекательный процесс обучения.
Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи
исследования:
1. Провести анализ существующей литературы, научных статей в области разработки технологий AR, а также способов ее использования в области образования.
2. Рассмотреть способы разработки приложений с использованием технологии
AR.
3. Разработать приложение дополненной реальности для использования в обучении младших школьников, а также учащихся средней и старшей школы.
Дипломная работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка используемой литературы и приложения.
В первой главе приводится необходимая минимальная теория, способствующая лучшему пониманию проблематики поставленной задачи. Рассматриваются существующие подходы и способы решения задачи в сфере AR. Рассматриваются приложения AR способствующие обучению различным дисциплинам. Приводятся их достоинства и недостатки.
Вторая глава описывает выбор оптимальных средств и платформ для разработки мобильного приложения. В ней приводится логическая структура приложения, описывается процесс создания.
Введение......................................................................................................................... 3
Глава 1............................................................................................................................ 5
1.1 Постановка задачи............................................................................................. 5
1.2. Обзорно-теоретическая часть.............................................................................. 6
1.2.1 Краткая история создания AR-технологии.................................................... 6
1.2.2. Понятие и применение AR-технологии в обучении...................................... 7
1.2.3. Виды мишеней и способы их распознавания.............................................. 12
1.2.4. Современные тенденции развития приложений с AR для образования.... 15
1.2.5. Плюсы и минусы использования AR в обучении школьников.................. 15
1.3. Обзор существующих решений......................................................................... 16
Глава 2.......................................................................................................................... 22
2.1. Начало разработки. Описание логической структуры приложения............... 22
2.2 Обоснование выбора инструментов................................................................... 23
2.3 Описание функционала приложения.................................................................. 26
Модуль чтение........................................................................................................ 26
2.4 Проектирование и реализация пользовательского интерфейса........................ 27
2.5 Разработка мишеней............................................................................................ 30
2.6 Программная реализация приложения.............................................................. 31
2.6.1. Vuforia........................................................................................................... 31
2.6.2. Создание ключа............................................................................................ 33
2.6.3. Unity.............................................................................................................. 34
2.6.4. Добавление ассетов....................................................................................... 38
Заключение................................................................................................................... 41
Список использованных источников.......................................................................... 42
Приложения
1. Vuforia documentation. Image Targets. [Электронный ресурс]. URL: https://library.vuforia.com/articles/Training/Image-Target-Guide (дата обращения: 20.05.2023).
2. Vuforia documentation. Multi-Targets. [Электронный ресурс]. URL: https://library.vuforia.com/content/vuforia-library/en/articles/Training/Multi-Target- Guide.html (дата обращения: 20.05.2023).
3. Vuforia documentation. Cylinder Targets. [Электронный ресурс]. URL: https://library.vuforia.com/content/vuforialibrary/en/articles/Solution/Cylinder-Targets- Guide.html (дата обращения: 20.05.2023).
4. Vuforia documentation. Model Targets. [Электронный ресурс]. URL: https://library.vuforia.com/features/objects/model-targets.html (дата обращения: 25.05.2023).
5. Жулин А.Г., Манжикова С.Ц. Структура и алгоритмы систем дополненной реальности на основе маркера // Вестник Кыргызско-Российского славянского университета. 2018. №4. С. 58–62.
6. Sravan Ch, Shivanku Mahna, Nirbhay Kashyap. Optical Character Recognition on Handheld Devices. International Journal of Computer Applications. 2015. Vol. 115. No. 22. P. 10–13.
7. Шапиро Л., Стокман Д. Компьютерное зрение / Под ред. С.М. Соколова, пер. с англ. А.А. Богуславского. 3-е изд. М.: Лаборатория знаний, 2015. 763 с.
8. Vuforia documentation. Natural Features and Image Ratings. [Электронный ресурс]. URL: https://library.vuforia.com/articles/Solution/Optimizing-Target-Detection- and-TrackingStability#Natural-Features-and-Image-Ratings (дата обращения: 20.05.2023).
9. Куликов, Ю. А. Технологии дополненной реальности – инновационная интерактивная технология в образовании / Ю. А. Куликов // Инновационные тенденции развития системы образования : Сборник материалов VII Международной научно-практической конференции, Чебоксары, 11 июня 2017 года / Редколлегия: О.Н.
Широков [и др.]. – Чебоксары: Общество с ограниченной ответственностью "Центр научного сотрудничества "Интерактив плюс", 2017. – С. 67-69. – EDN YZDZBV. [Электронный ресурс]. URL:
10. Статья «Ура, каникулы: 77% подростков не представляют жизнь без смартфона даже летом» Лаборатория Касперско [Электронный ресурс]. URL: https://www.kaspersky.ru/about/press-releases/2016_hooray-holidays
11. Статья «Цифровые привычки.» Лаборатория Касперского [Электронный ресурс]. URL: https://www.kaspersky.ru/about/press-releases/2021_cifrovye-privychki- kazhdyj-chetvyortyj-rebyonok-provodit-v-gadzhetah-vsyo-svobodnoe-vremya
12. Add Vuforia Engine to Unity via Editor script https://library.vuforia.com/getting- started/vuforia-engine-package- unity?Expires=1684689989&Signature=V60gEpDlgE0sK4biuaXegTj48OV0jhp5mrJ4khAf 7MzRM0C8Fe9oRDmriYM9s~TsCt0a7UmC46k2zwIvRXzfsW5DGEyuAZBnPKPx (дата обращения: 20.01.2023).
13. Unity Asset Store https://assetstore.unity.com/ (дата обращения: 20.01.2023).
14. Unity https://unity.com/ru (дата обращения: 20.01.2023).
15. Vuforia Engine https://developer.vuforia.com/ (дата обращения: 20.01.2023).
16. Яковлев Б.С., Пустов С.И. История, особенности и перспективы технологии дополненной реальности // Известия Тульского государственного
университета. Технические науки. № 3. 2013. С. 479-484. URL: (дата обращения 11.04.2023)
17. Маслов А.С., Белов Ю.С. Различные виды мишеней и их распознование в фреймворке дополненной реальности VUFORIA.
18. https://www.xlsoft.com/en/products/kudan/
20. https://www.wikitude.com/products/wikitude-sdk/
21. https://www.artoolkitx.org/
22. https://developer.maxst.com/
