Внеурочное занятие «Технология дополненной реальности»

Номер слайда

Текст учителя

1

На данном занятии мы познакомимся с совершенно удивительной технологией, которая называется «Дополненная реальность». Скорее всего вы уже встречались с ней в жизни, но никогда не спрашивали себя, что это за технология. Именно поэтому мы с вами узнаем об этой технологии, и даже пройдем интерактивный квест, который начнётся сразу же после лекции.

2

Итак, что же мы рассмотрим на лекции?

Учащиеся смотрят на слайд

3

Дополненная реальность – это технология добавления, внедрения в реальную жизнь, в трехмерное поле восприятия человека виртуальной информации, которая воспринимается как элементы реальной жизни. При качественном контенте у человека стирается грань между реальностью и искусственно создаваемом миром. Реальность расширяется (или дополняется) внедрением в нее виртуальной информации.

То есть, при создании дополненной реальности в обычную жизнь в режиме реального времени помещаются объекты при помощи специального программного обеспечения и гаджетов, таких как:

очки дополненной реальности («умные очки»),

планшеты,

смартфоны с функцией AR и пр. гаджеты.

4

Разработкой технологии дополненной реальности исследователи занимаются не первый год. В 1961 году кинооператор Мортон Хайлиг представил иммерсивное мультисенсорное устройство, напоминающее своеобразную аркадную игру с вибрацией и воспроизведением стереофонических звуков. В следующем году Хайлиг получил патент на первый в мире виртуальный симулятор под названием "Сенсорама". Огромное устройство, внешне похожее на игровые автоматы 1980-х, позволяло зрителю впервые погрузиться в виртуальную реальность: например, прокатиться на мотоцикле по улицам Бруклина. Однако "Сенсорамой" не заинтересовались инвесторы и разработки пришлось свернуть.

5

Следующим этапом развития технологии принято считать 1974 год, когда компьютерный специалист Майрон Крюгер разработал лабораторию "искусственной реальности" под названием Videoplace. Она представляла из себя несколько связанных по сети комнат, в каждой из которых находился большой экран с расположенным позади него видеопроектором. Когда человек заходил в комнату, он видел на экране свое собственное изображение в виде примитивного силуэта, а также подобные силуэты людей в остальных комнатах. У всех "теней" можно было менять цвет или размер, а также присоединять к ним различные визуальные объекты.

6

Возможно, идеи Крюгера и его друзей побудили ученого Тома Кодэлла впервые предложить термин "дополненная реальность" в 1990 году. Работая в компании Boeing Computer Services в Сиэтле, он использовал словосочетание для обозначения цифрового дисплея на голове, используемого электриками самолетов, которые смешивали виртуальную графику с физической реальностью.

7

В 1992 году первая действующая AR-система начала использоваться военными ВВС США. Она получила название "Виртуальные светильники" и позволила создать новый метод обучения пилотов. С помощью наложения физически реальных объектов на 3D-виртуальные появился первый настоящий опыт дополненной реальности, обеспечивающий картинку, звук и прикосновение.

Примерно в то же время в университете штата Колумбия состоялась презентация системы KARMA ("Помощник в дополненной реальности"), позволяющей через шлем виртуальной реальности увидеть интерактивную инструкцию по обслуживанию принтера.

8

Но до 1999 года дополненная реальность широко не использовалась, а многими учеными и исследователями даже не понималась. Для ее работы использовались сложные программные решения и громоздкое оборудование. Однако ситуация резко изменилась, когда японский профессор Хироказу Като из Института науки и технологий Нары выпустил уникальное программное обеспечение под названием ARToolKit. Оно позволило отслеживать видеозахват действий в реальном мире и объединить их с виртуальными объектами. Обеспечение могло быть связано с простым карманным устройством: например, камерой и подключением к интернету. Появление ARToolKit привело к тому, что теперь пользователи видели непосредственно сам процесс работы дополненной реальности.

9

Уже в 2000 году Брюс Томас из лаборатории Wearable Computer разработал первую мобильную игру для открытого пространства с системой дополненной реальности, названную ARQuake. Она позволила пользователю с прикрепленным цифровым дисплеем на голове повернуть голову и увидеть другие объекты виртуального мира. ARQuake с успехом презентовали на Международном симпозиуме по мобильным компьютерам.

10

Несколько лет спустя в 2008 году первые AR-приложения были созданы для смартфонов, и люди по всему миру мир смогли впервые воспользоваться новейшей технологией. Первое приложение предназначалось для пользователей Android, и это позволило им использовать свои камеры, чтобы увидеть на экране различные объекты виртуальной реальности в 3D. Решение вскоре появилось и на iPhone, и запущено в качестве навигационного приложения, названного Wikitude Drive.

11

Используется специальная метка. (Target)

Метка читается мобильным устройством или компьютером.

На экране воспроизводится слой дополнительной информации.

12

Учащиеся смотрят примеры работы дополненной реальности

13

1.Приложения, зависящие от местоположения. В данном случае приложению необходимо уметь определять местоположение пользователя, учитывать погрешности, так как нам необходимо выдавать точную информацию, потому что дополненная реальность обогащает реальную среду и находится в тесном взаимодействии с ней. Так же очень важным фактором является позиционирование пользователя, куда направлен фокус камеры, потому что согласно определению дополненной реальности, она должна уметь взаимодействовать с трехмерным пространством, опять-таки, для того чтобы показывать достоверную информацию.

2.Приложения, зависящие от контекста. Так как дополненная реальность тесно связана с реальной средой, то она должна обладать контекстом, соответствующим действительности. Таким образом, здесь возникают следующие проблемы: достоверность, актуальность, избыточность предоставляемого контекста.

3.Приложения, использующие технологии распознавания. В этом случае возникает широкий круг проблем, необходимо уметь распознавать цифры, буквы, образы, каждый элемент окружающий среды. Так же очень важно правильно распознавать элементы окружения, потому как в связи с распознанной информацией, дополненная реальность должна будет сопоставить свою информацию. Еще данную технологию можно снабдить системой обучения, для того, что бы дополненная реальность, исходя из контекста или местоположения, могла определять достоверность распознанных образов.

14-16

Учащиеся смотрят примеры работы дополненной реальности

17

В 2004 году была выпущена игра «Mosquitos», отображающая на экране телефона изображение с расположенной позади него камеры, с наложенными на это изображение прицелом и огромными комарами, от которых «отстреливался» игрок.

18

Американец Абхишек Сингх (англ. Abhishek Singh) перенёс в дополненную реальность целый уровень из Super Mario Bros.

19

Также разработчики перенесли Minecraft в дополненную реальность.

20

К середине 2016 года получила широчайшее распространение по миру вплоть до массовой истерии и серьёзный общественный резонанс гаджетовая глобальная многопользовательская игра Pokémon Go для интерактивной ловли покемонов в виртуально дополненном реальном мире — на реальных объектах по всей территории планеты.

№

Текст в приложении «SpaceExpedition»

Действия учащихся

Действия программы

1

Вы – один из исследователей корабля «Инженериум».

Командир вашего корабля – профессор Филимон Капитанов.

Ваш смартфон – это прибор для исследований (сокращённо ПДИ).

Осмотрев обшивку Инженериума вы не нашли серьёзных поломок.

Внутри корабля тоже ничего не сломалось.

Проверив двигательные модули, вы были удивлены – не хватает запчастей. Похоже, их кто-то просто извлёк из модулей.

Поискав нужные детали на корабле вы не нашли ничего, что было бы похоже на них.

Скорее всего, кто-то из ваших коллег что-то скрывает.

Теперь ваша основная задача – найти запчасти для двигателей, чтобы выполнить свою основную миссию.

Читают легенду на смартфонах

2

Квест 1. ЯМА

Как оказалось, ваш корабль упал в большую яму, заросшую необычными деревьями.

Вы смотрите вверх – по одному из деревьев можно забраться и вылезти на поверхность. Высота огромная, тут явно нужна страховка. Но вот незадача, вы знаете, что в корабле где-то было страховочное оборудование, теперь его нужно найти. К сожалению, в корабле нет энергии, придётся воспользоваться вашим ПДИ.

Ваша задача – найти и открыть нужный ящик для инструментов в главном отсеке корабля (Актовый зал)

( На стенах весят три разных коробки, а на других стенах таргеты, которые являются цифрами кода к ящикам, например, квадрат, прямоугольник, треугольник)

Команда должна навести на таргеты и запомнить все цифры. Затем навести ПДИ на ящик и в появившейся строке ввести вариант кода. Если код оказался правильным, то ящик открывается и появляется содержимое ящика. Если нажать кнопку «взять», то в случае, если ящик не тот, раздается сигнал и появляется информация, что это не тот ящик и программа возвращается к началу.

Если ящик тот, то появляется строчка «квест пройден».

Начисляется 1 Starcoin

При наведении на таргет кода появляется цифра.

При наведении на ящик появляется строка ввода кода. Ребята вводят трехзначный код и цифр, которые получены из таргетов. После ввода нажимается «ввод». Если код не тот, то появляется надпись «неправильный код», ребята могут тут же менять код и опять нажать «ввод».

Если код оказался правильным, то ящик открывается и появляется содержимое ящика. Если нажать кнопку «взять», то в случае, если ящик не тот, то раздается сигнал и появляется информация, что это не тот ящик и программа возвращается к началу.

Если ящик тот, то появляется строчка «квест пройден». Вам начислен один Starcoin

3

Квест 2. ФОРМУЛЫ

Благополучно поднявшись наверх (на 2 этаж), вы увидели удивительные растения, которые явно отличались от земных. Вам, как учёному, конечно же, нужно изучить несколько таких растений, поэтому нужно взять пробы для дальнейшего анализа.

Все пробы сопровождаются рецепторной формулой вещества растения. Для того чтобы записать данные в систему нужно определить рецепторные формулы и внести их в ваш ПДИ.

Подсказка: удивительные растения находятся в спортзале

Команда наводит смартфон на таргеты и записывает элементы. Затем наводит на растение и в открывающихся списках устанавливает формулу (из трех элементов)

Затем нажимает кнопку подтвердить. Если формула неверна, то раздается сигнал и опять загружается пустые списки.

Если формула правильная, то появляется надпись «Правильная формула» «Вам начислен один Starcoin» и загружается Квест 3.

Появляется текст задания. Внизу кнопка «Выполнить задание». При нажатии начинается программа квеста

Таргеты в виде растений и ключи (одно растения и 8 ключей)

Ключи содержат элемент формулы (Na, H2, H, N, O4, O, S, O3)

При наведение на растение появляется три списка, содержащие все эти элементы. После выбора элементов надо нажать кнопку «подтвердить»

Если формула неверна, то раздается сигнал и опять загружается пустые списки.

Если формула правильная, то появляется надпись «Правильная формула» «Вам начислен один Starcoin» и загружается квест 3

4

Квест 3. Кривая дорога

Собрав нужные вам данные для исследований, вы отправились дальше. Путь, по которому вы шли, обеспечивался вытоптанной дорожкой. Следы на этой дороге было еле видно, но вам, как бывалому путешественнику и исследователю, этого было вполне достаточно.

Вы увидели синий указатель и стали двигаться в указанном направлении

На выходе висит синий таргет (указатель). Команда наводит на него. Появляется надпись «идите налево» до следующего указателя. Так происходит 4 раза

При наведении на идентичный указатель пятый раз загружается квест 4.

Появляется текст задания. Внизу кнопка «Выполнить задание». При нажатии начинается программа квеста

Одинаковые таргеты синего цвета. При наведении появляется надпись «идите налево до следующего указателя» и ведется счет количеству наведений. При наведении пятый раз выдается загрузка квеста 4

5

Квест 4. ГАЛЛЮЦИНАЦИИ

Спустя, примерно, 2 часа земного времени, вы поняли, что дорога, по которой вы перемещаетесь, почему – то постоянно повторяется. Примерно каждые 15 минут, вы наталкиваетесь на один и то же куст, то же самое дерево. Либо вы ходите по-кругу, либо здесь происходит что-то странное. Вокруг вас образовался какой-то синеватый туман. «Нужно разобраться с ситуацией» - мелькало у вас в голове, придётся нарисовать маршрут при помощи ПДИ.

Появляется надпись «Встаньте на синий крест».

Появляется надпись «Встаньте на синий крест». Ребята находят синий крест. Рядом на стене висит таргет. Если они наведут смартфоном на таргет то появится маршрут:

3 метра на север,

8 м на восток,

6 метров на юг.

40 метров на запад

6 метров на север

10 метров на восток

4 метра на север

Команда входит в кабинет. Там висит таргет горы. При наведении появляется надпись

«Квест пройден» и загружается квест 5

Появляется текст задания. Внизу кнопка «Выполнить задание». При нажатии начинается программа квеста.

При наведении на таргет рядом с крестом, на экране появляется маршрут (ребята должны переписать, т.к. если убрать телефон с тагргета, то маршрут пропадает»

При наведении на таргет «гора» появляется информация «Квест пройден» и загружается квест 5

6

Квест 5. ГОРА

Забравшись на гору, вы увидели ту самую яму, из которой не так давно выбирались.

«О боже!!!» - крикнул один из членов вашей команды «- я вижу существ!». Удивление вашего коллеги несколько вас смутило – это же обитаемая планета, конечно же, здесь есть местные жители.

Вы видите, как существа спускаются в ту самую яму, очевидно, они узнали о том, что ваш корабль совершил экстренную посадку.

Вы прикинули - если местные настроены дружелюбно, они помогут вам выбраться из леса и найти детали для двигателей, теперь нужно как-то с ними встретиться.

Вы вспомнили, что у вас есть прямая связь с вашим кораблём через ПДИ. Теперь нужно поймать сигнал и попробовать пообщаться с местными.

Для этого Вам нужно вспомнить физические законы.

Ребята наводят не тагреты на стене кабинета

Появляются тексты с информацией о планетах, основных физических законах.

Прочитав их, они нажимают на кнопку «Выполнить тест»

Если отвечают правильно, то появляется надпись«Квест пройден» и загружается квест 6.

Если неправильно, то задается другой вопрос.

Если все верно, появляется надпись

«Квест пройден» и загружается квест 6.

Появляется текст задания. Внизу кнопка «Выполнить задание». При нажатии начинается программа квеста.

При наведении на таргеты появляются научные тексты о планетах и законах. Внизу кнопка

«Выполнить тест»

При нажатии появляются последовательно 4 вопроса и ответы из списка.

Внизу кнопка «Подтвердить». Если ответ правильный, задается следующий вопрос.

Если неправильный задается другой вопрос (всего в базе 8 вопросов)

Если все ответы верны то появляется информация «Квест пройден» и загружается квест 6.

7

Квест 6. КОНТАКТ

Вы нашли нужный сигнал и начали вводить сообщения в ваш ПДИ. Теперь нужно назначить место встречи с местными существами.

Подайте сигнал лазером

Команда включает лазер. Ждет, когда у них включится лазер.

Лазер покажет таргет места встречи.

По истечении 10 минут появляется надпись «У Вас 2 минуты, чтобы переместиться в холл гостиницы». Команда бежит в холл.

Ведется обратный отчет.

Появляется надпись «У Вас минута, чтобы переместиться в актовый зал».

По истечении загружается строка «Второй уровень» и строка ввода кода.

В актовом зале происходит встреча.

Ребята входят в актовый зал со стороны гостиницы. На входе стоит стол с таргетами.

Появляется текст задания. Внизу кнопка «Выполнить задание». При нажатии начинается программа квеста.

На стене висит 3 таргета, каждый обозначает место в школе (столовая, актовый зал, спортзал)

В верхнем углу идет обратный отчет от 7 минут.

По истечении 7 минут появляется надпись «У Вас 2 минуты, чтобы переместиться в холл гостиницы»

Ведется обратный отчет.

Появляется надпись «У Вас минута, чтобы переместиться в актовый зал».

По истечении загружается строка «Второй уровень» и строка ввода кода.

8

Квест 7. ОБЩИЙ ЯЗЫК

Для того, чтобы начать контактировать с существами вам нужно настроить общий речевой сигнал. Это можно сделать при помощи вашего электронного карманного помощника.

«из букв составить приветствие»

Командам дается код для загрузки второго уровня.

Команда вводит код. Появляется текст задания. Наводя на таргеты ребята в блокнот записывают буквы, а затем на маркерной доске пишут получившееся приветствие

После приветствия ведущий «знакомит» команды.

Вводят код. Загружается задание

Появляется текст задания. Внизу кнопка «Выполнить задание». При нажатии начинается программа квеста.