基于增强现实的儿童教育系统的设计与实现

发布时间:2018-03-26 11:28

  本文选题:AR 切入点:儿童教育 出处:《山东大学》2017年硕士论文


【摘要】:目前,随着计算机技术的发展,传统的教育体系也开始焕发出新的活力,教育的目的不应该只是关注于过去和现在,更加应该具有面向未来的预见性。未来的教育系统是与计算机科技、网络技术、大数据技术等整合起来的一个完整的系统。而随着科技的发展,AR增强现实技术已经开始融入到当下的教育中。增强现实(Augmented Reality,AR)技术,它主要有三个特点:虚实融合;实时交互性;三维跟踪。简单说,AR就是利用计算机来生成三维信息以加强用户对真实世界的感性认知。AR技术将虚拟对象"放置"在真实环境中,让使用者处于虚实融合的环境中,使用者感知到的是一个真实和虚拟的混合世界,并且能够与之交互。在儿童教育领域,将传统教育与AR技术相结合,在提升儿童认知能力的同时,又能够赋予教育过程娱乐性,能够实现寓教于乐的效果。本文根据公司的项目特点,对该系列的各个子系统进行了需求分析与功能模块设计,和技术方案的分析与选择,功能模块的开发,并在系统开发完成后进行了测试。考虑到兼容性的问题,本系统采用Unity3d作为主要开发引擎,C#为开发语言,使用Vuforia实现基本的增强现实效果。本文围绕增强现实基本功能的开发、三维模型的手势操作以娱乐互动功能对系统进行描述。主要包括:增强现实效果、声音动画系统、手势交互、粒子特效等基本功能以及颜色的实时映射和游戏交互等特色功能。考虑到系统的受众,在系统正式上线前,通过采用功能测试,对具体功能的流畅性和兼容性等进行了测试,并根据检测结果加以改进。经过为期一年多的开发与完善,该系统实现了在移动端(包括手机和平板电脑)的稳定运行,并可兼容不同的手机型号。现系统已经全部面向市场,且主要功能如增强现实效果、手势交互、颜色的实时映射、语音召唤以及游戏交互功能等受到了用户的广泛好评。
[Abstract]:At present, with the development of computer technology, the traditional education system is also beginning to radiate new vitality, the purpose of education should not only focus on the past and the present. The future education system is related to computer science and technology, network technology, With the development of science and technology, AR augmented reality (AR) technology has been integrated into current education. Augmented reality (AR) technology has three main characteristics: virtual reality fusion, real time interaction, real time interaction, and so on. 3D tracking. In short, AR is the use of computers to generate three-dimensional information to enhance the user's perception of the real world. AR technology will "place" virtual objects in real environment, let users in the environment of virtual fusion. Users perceive and interact with a real and virtual world. In the field of children's education, the combination of traditional education and AR technology not only enhances children's cognitive ability, but also gives entertainment to the educational process. According to the project characteristics of the company, this article has carried on the demand analysis and the function module design to each subsystem of this series, and the technical scheme analysis and the choice, the function module development, Considering the problem of compatibility, this system uses Unity3d as the main development engine C # as the development language, and uses Vuforia to realize the basic augmented reality effect. This paper focuses on the development of the basic functions of augmented reality. The gesture operation of the 3D model describes the system with the interactive function of entertainment. It mainly includes: augmented reality, sound animation system, gesture interaction, Basic functions such as particle effects, real-time color mapping and game interaction. Considering the audience of the system, the fluency and compatibility of specific functions are tested by using functional tests before the system is officially launched. After more than one year of development and improvement, the system has achieved a stable operation on the mobile side (including mobile phones and tablets) and can be compatible with different mobile phone models. The main functions, such as augmented reality, gesture interaction, real-time color mapping, voice call and game interaction, are well received by users.
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP311.52;TP391.9

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