Virtuele werklikheid en Anaglyph stereoskopiese tegnologie

Boumateriaal (vir elke span)

Vereiste materiale

• 3D -bril (1 per span): beide groen/rooi en rooi/siaan
• Om u eie 3D -bril te maak, http://www.wikihow.com/Make-Your-Own-3D-Glasses
• 3 deursigtigheidsblaaie
• 2 velle wit papier
• Permanente merkers in rooi, groen en siaan (of blou as daar nie siaan beskikbaar is nie).
• Nie-permanente swart merker
• Skêr
• Heerser

Design Challenge

U is 'n span ingenieurs wat die uitdaging het om 4 aktiwiteite en 1 uitdaging te voltooi. U leer meer oor virtuele realiteit, 3D -beelde en anaglieftegnologieë. U sal met u klas oor u bevindings gesels.

Kriteria

• Voltooi 4 aktiwiteite.
• Voltooi 1 uitdaging.
• Hou klasbespreking.

beperkings

• Gebruik slegs die materiaal wat voorsien word.

1. Gee die Virtual Reality -werkblad, asook 'n paar velle papier om ontwerpe te skets, uit.
2. Gebruik die skakels in die afdeling "Dieper grawe" om VR -tegnologieë en anagliefbrille te ondersoek. Deel die volgende: Rekenaarwetenskap is 'n wetenskap en gebruik as sodanig wetenskaplike uitkomste om tegnologie te skep. Sistematiese eksperimentering voor die bou van tegnologie is 'n noodsaaklike deel van ontwerp. Om te verstaan ​​hoe 'n natuurlike verskynsel werk, vind slegs plaas wanneer goeie resultate uit 'n eksperiment behaal word. Hierdie les gee studente 'n voorsmakie van hoe VR-koptelefoonontwerpers keuses gemaak het by die ontwerp van hul tegnologie.Virtual reality-koptelefoon projekteer twee verskillende beelde, een vir elke oog. Sommige tegnologieë meng die werklike agtergrond met 'n 3D -weergawetegniek wat analoog is met 'anagliewe'. Studente eksperimenteer met anagliefbrille om die kompleksiteit van die rekenaarwerk wat betrokke is by die weergawe van 'n 3D -beeld binne die headset te begin verstaan.
3. Hersien die proses van ingenieursontwerp, ontwerpuitdaging, kriteria, beperkings en materiale.
4. Verduidelik aan studente dat hulle vier aktiwiteite sal voltooi en dan 'n uitdaging. (4 uur word aanbeveel vir elk)
5. Aktiwiteit 1: Kyk saam met u studente na die IEEE Career -video.
   • https://ieeetv.ieee.org/careers/building-worlds-in-virtual-reality-exploring-careers-in-engineering-and-technology
   • Bespreek die volgende belangrike punte in die video.
     - Wat is nodig om VR te skep?
     - Hoe is hierdie rekenaarwetenskap?
     - Hoe beïnvloed wetenskaplike uitkomste ontwerp?
     - Van die VR -tegnologieë wat in die video's getoon is, was die indrukwekkendste en waarom?
6. Aktiwiteit 2: Versprei 3D -bril en bekyk die webwerf deur middel van 3D -bril
   • http://www.math.brown.edu/~banchoff/Yale/project14/glasses.html
7. Aktiwiteit 3: Kies 'n paar 3D -voorbeeldbeelde deur aanlyn te soek. Let daarop dat die beelde wat u kies, geskik is vir u klaskamer en skoolkultuur. Laat u studente eksperimenteer en notas hou:
   • Kan u groen/rooi beelde met 'n rooi/siaan bril sien?
   • Watter tegnologie werk blykbaar beter?
   • Wat gebeur as jy die bril onderstebo sit? Werk hulle nog?
   • Waarom is dit groen/rooi en rooi/siaan? Maak die volgorde van die kleur saak?
8. Aktiwiteit 4: Verdeel u studente in klein spanne van 3 of 4 studente per span, en laat hulle die vrae op Studente Werkkaart beantwoord 1. Laat aan die einde genoeg tyd vir een lid van elke groep om 'n 'verligte praatjie' van hoogstens 3 minute op te som hul bevindings. Laat tyd vir 'n opsomming van al die aanbiedings.
9. Verduidelik aan studente dat hulle nou 'n Uitdaging om anaglieftegnieke te leer. (1 uur aanbeveel). Versterk dat hulle gedurende die eerste uur besig was om te verken en in hierdie uur formele eksperimente te doen.
10. Verdeel u studente in spanne (maksimum vier studente elk). Maak seker dat u ten minste 10 minute aan die einde van die sessie vertrek om die resultate te bespreek.
11. Versprei werkblad 2 en die materiaal.
12. Werkblad 2 vra studente om 'n eenvoudige prentjie te teken. 'N Voorbeeld van rooi en groen word hieronder verskaf. Deel dit met u studente of skep u eie voorbeelde.
13. Leer studente om die middel van die beeld te meet en te merk. Bespreek kortliks wat dit beteken.
14. U kan vir hulle 'n definisie gee, of laat hulle daarmee saamstem. Gewoonlik moet u 'n 'middelpunt' van 'n prent definieer. U kan 'n 'omhulsel' rondom die prentjie skep, die middelpunte van die horisontale en vertikale rande opspoor en 'n klein diskrete punt by die kruising van die lyne van die onderskeie vertikale en horisontale rande plaas. (Met ander woorde, skep 'n venster met vier vensters, maar merk slegs die middel, nie die snylyne nie.)
15. Leer studente om die volgende stappe te voltooi (uiteengesit op die Studente -werkblad):
    ● Plaas 'n deursigtigheidsblad oor die tekening en laat 'n lid van die span die tekening gebruik deur een van die permanente merkers te gebruik.
    ● Teken nog twee kopieë in elk van die oorblywende kleure met die papiertekening en die een wat pas op 'n deursigtigheid gemaak is. As u klaar is, moet u 'n swart prent op wit papier hê, en dubbele beelde op transparante, een elk rooi, groen en siaan (of blou). Sit die swart tekening eenkant.
    ● Plaas die leë stuk papier op die lessenaar of tafel. Plaas twee van die drie deursigtigheidsbeelde bo -op sodat hulle presies oorvleuel. Kyk na die beeld deur die 3D -bril met dieselfde kleure. As u byvoorbeeld die groen en rooi beelde gekies het, gebruik dan die groen/rooi bril.
    ● Beweeg die beelde saggies uitmekaar en kyk wanneer die 3D -beeld 'verskyn'. In watter rigting moet u hulle beweeg? As die beelde 'pop', meet die afstand tussen die beelde.
    ● Herhaal stap 3 en 4 vir die ander kombinasies, sodat u data het oor 'groen/rooi', 'rooi/siaan'. As u tyd het, probeer om cyan met groen te kombineer met 'n stel bril en teken die resultate op. Spanlede moet die kombinasie noem wat die beste vir hulle gewerk het. Let op hoeveel mense die 3D -effek vir elke kombinasie kon sien. Let op die afstand waarop die beeld vir elke persoon verskyn het.
    ● Skryf u resultate op die tafel neer wat u onderwyser verskaf, sodat die hele klas gevolgtrekkings kan maak. Wees voorbereid om u gevolgtrekkings tot die finale analise by te dra.
16. Terwyl studente werk, skep 'n rooster op die bord (of op 'n blaaibord), waar die eerste kolom elke span identifiseer. Die etikette vir die oorblywende kolomme moet wees:
    • voorkeur tegnologie
    • beste afstand vir groen/rooi
    • beste afstand vir rooi/siaan
    • beste afstand vir siaan/groen

    Herinner u studente daaraan om hul data in te voer voordat hulle hul werkruimte voltooi.

17. Bespreek die resultate tydens die afhandeling, en bespreek ook die verskil tussen die ondersoekende en eksperimentele aktiwiteite. Vra u studente om gevolgtrekkings te maak uit hul data -insameling. Daag hulle uit hoe die bedryf op grond van hul resultate kan vorder.
18. Vir meer inligting oor die onderwerp, sien die afdeling "Dieper grawe".

Die les kan binne 1 klasperiode vir ouer studente gedoen word. Om studente egter te help om gejaagd te voel en om studentesukses te verseker (veral vir jonger studente), moet u die les in twee periodes verdeel en sodoende studente meer tyd gee om te dink, idees te toets en hul ontwerp te finaliseer. Doen die toets en bespreking in die volgende klasperiode.

Internet verbindings

• Werelde bou in virtuele realiteit: verken loopbane in ingenieurswese en tegnologie. https://ieeetv.ieee.org/careers/building-worlds-in-virtual-reality-exploring-careers-in-engineering-and-technology

VR Tegnologie

• Oculus: https://www.youtube.com/user/oculusvr en https://www.oculus.com
• HTC Live: https://www.youtube.com/watch?v=qYfNzhLXYGc en https://www.vive.com
• Hololens: https://www.microsoft.com/microsoft-hololens
• VR -rat: https://www.youtube.com/watch?v=o1MK-zkM3qk en http://www.samsung.com/us/mobile/virtual-reality/
• PlayStation VR: https://www.youtube.com/watch?v=cw6x80Qdzak en https://www.playstation.com/en-us/explore/playstation-vr/

Speel met anagliewe bril:

• Hoe werk 3D -bril? - Instant Egghead #22 (Scientific American): https://youtu.be/sc47Yna8rZE
• Webwerf om met 3D -bril te sien: http://www.math.brown.edu/~banchoff/Yale/project14/glasses.html
• Maak jou eie bril: http://www.wikihow.com/Make-Your-Own-3D-Glasses

Video's om in 3D te kyk

• 3D Groen/Rooi: https://www.youtube.com/watch?v=QalbbipAW2w
• 3D Groen/Rooi: https://www.youtube.com/watch?v=YuAAhnBfi54
• 3D rooi/siaan: https://www.youtube.com/watch?v=fScKyTiMNwc
• 3D rooi/siaan: https://www.youtube.com/watch?v=bWD5K9x3GmY

Verder lees

• 'N Eenvoudige oorsig van anagliewe - http://www.math.brown.edu/~banchoff/Yale/project14/glasses.html
• Die menslike oog - https://en.wikipedia.org/wiki/Human_eye
• Diepte waarneming - https://en.wikipedia.org/wiki/Depth_perception
• Stereoskopie - https://en.wikipedia.org/wiki/Stereoscopy
• Koppe op die skerm gemonteer- https://en.wikipedia.org/wiki/Head-mounted_display
• Anaglief 3D - https://en.wikipedia.org/wiki/Anaglyph_3D

Skryfaktiwiteit

Skryf u bevindinge oor anaglief -tegnologie neer. Hierdie les fokus op groen/rooi en rooi/siaan. Wat het vir jou beter gewerk en hoekom? Dit is nie die enigste alternatiewe vir 3D -brille nie. Ondersoek aanlyn watter ander alternatiewe daar is. Maak 'n saak vir u tegnologie wat u verkies: gee dit 'n beter ervaring, is dit goedkoper? Hoe speel die film-/aanlynvideobedryf daarin?

Belyning by kurrikulumraamwerke

Opmerking: Alle lesplanne in hierdie reeks is in ooreenstemming met die K-12-rekenaarwetenskapstandaarde vir rekenaarwetenskaponderwysers, die Amerikaanse standaardtoestande vir wiskunde, en indien van toepassing, ook die beginsels en standaarde vir die skool vir die nasionale raad vir onderwysers in wiskunde Wiskunde, die standaarde vir tegnologiese geletterdheid van die International Technology Education Association, en die Amerikaanse National Science Education Standards wat deur die National Research Council vervaardig is.

Nasionale Wetenskaplike Onderwysstandaarde Graad 5-8 (ouderdomme 10-14)

INHOUDSTANDAARD E: Wetenskap en Tegnologie

As gevolg van aktiwiteite moet alle studente ontwikkel

• Begrip oor wetenskap en tegnologie 

Volgende generasie wetenskapstandaarde en praktyke graad 6-8 (ouderdomme 11-14)

Oefening 2: Genereer en gebruik modelle

• Ontwikkel en / of gebruik 'n model om data te genereer om idees te toets oor verskynsels in natuurlike of ontwerpte stelsels, insluitend die wat insette en uitsette verteenwoordig, en diegene wat nie waarneembaar is nie.

Oefening 5: Wiskunde en rekenaardenke gebruik

• Gebruik wiskundige, berekenings en/of algoritmiese voorstellings van verskynsels of ontwerpoplossings om bewerings en/of verklarings te beskryf en/of te ondersteun

Beginsels en standaarde vir skoolwiskunde (alle ouderdomme)

vertoë

• Gebruik voorstellings om fisiese, sosiale en wiskundige verskynsels te modelleer en te interpreteer

Algemene kernpraktyke en standaarde vir skoolwiskunde

• WISKUNDE.MP4 Model met wiskunde.

Standaarde vir tegnologiese geletterdheid - alle eeue

         Die aard van tegnologie

• Standaard 2: Studente ontwikkel begrip vir die kernkonsepte van tegnologie.

CSTA K-12 Rekenaarwetenskapstandaarde Graad 3-6 (ouderdomme 11-14)

5.1 Vlak 1: Rekenaarwetenskap en ek (V1)

Gemeenskaps-, globale en etiese impakte (CI)

2. Identifiseer die impak van tegnologie (bv. Sosiale netwerke, kuberafknouery, mobiele rekenaar en kommunikasie, webtegnologie, kuberveiligheid en virtualisering) op die persoonlike lewe en die samelewing.

CSTA K-12 Rekenaarwetenskapstandaarde Graad 6-9 (ouderdomme 11-14)

5. 2 Vlak 2: Rekenaarwetenskap en gemeenskap (V2)

• Samewerking (CL)

3. Werk saam met eweknieë, kundiges en ander deur gebruik te maak van samewerkingspraktyke soos paarprogrammering, werk in projekspanne en deelneem aan groepaktiewe leeraktiwiteite.

CSTA K-12 Rekenaarwetenskapstandaarde Graad 9-12 (ouderdomme 14-18)

5.3.A   Rekenaarwetenskap in die moderne wêreld (MWJ)

• Rekenkundige denke (CT)

8. Gebruik modellering en simulasie om natuurlike verskynsels voor te stel en te verstaan.

CSTA K-12 Rekenaarwetenskapstandaarde Graad 9-12 (ouderdomme 14-18)

5.3.B Rekenaarwetenskaplike konsepte en praktyke

• Rekenkundige denke (CT)

8. Gebruik modelle en simulasies om wetenskaplike hipoteses te formuleer, te verfyn en te toets.

Studentehulpbron: 'n Opsomming van wat u geleer het.

Jou onderwyser het vir jou 'n paar video's en webwerwe gewys oor virtuele realiteitstegnologie. Skep u eie terminologie op hierdie bladsy. Werk saam met u spanmaats om saam te stem oor die antwoorde, of gebruik die internet om inligting op te spoor wat u nie kan onthou nie.

1. Verduidelik kortliks wat virtuele realiteit is en hoe dit werk.

2. Anaglyph Stereoskopiese bril skep die illusie van '3D'. Waarom werk dit - dit wil sê, hoe mislei dit u oë?

3. Die tegnologie is gemerk groen/rooi, rooi/siaan. Die bevel maak saak. Hoekom?

4. Dit is 'n poging tot 'rekenaar' les. Wat het dit met rekenaars te doen?

Studente -werkblad 1:

Hierdie werkblad lei u by die verkenning van 3D VR en Anaglyph -tegnologie. Jou onderwyser het jou klas in spanne ingedeel. Voltooi hierdie oefening as 'n span en wees voorbereid om 'n lid van u span u bevindings te laat voorstel. Hierdie aktiwiteit is 'n informele verkenning.

1. Voltooi as 'n groep die hulpbronbladsy. As jy nie die antwoord op iets weet nie, vra mense in 'n ander groep. As niemand in die klas onthou nie, gaan op die internet en vind die antwoorde. Hierdie tegniek om relevante bronne te vind, is van kritieke belang vir die rekenaar. As tegnologieë so nuut is en nie gereeld goed gedokumenteer is nie, is dit van kritieke belang om agtergrondnavorsing te kan doen.
2. U volgende taak is om informeel te ondersoek. U onderwyser sal u 'n paar beelde op 'n rekenaarskerm of op papier voorsien. Sommige is bedoel as 'groen/rooi', sommige is bedoel as 'rooi/siaan'. Beantwoord die volgende vrae in u groep en kom dan met u eie bykomende vrae.
   1. Kan almal in u groep werklik die 3D -effek kry? Indien nie, hoekom?
   2. Kan u groen/rooi beelde met 'n rooi/siaan bril sien?
   3. Watter tegnologie werk blykbaar beter? Hoekom? Stem julle almal saam?
   4. Wat gebeur as jy die bril onderstebo sit? Werk hulle nog? Indien nie, waarom nie?
3. In die volgende uur sal u formele toetse met 3D -bril doen. Om voor te berei, moet u 'n eenvoudige 3D -beeld skep. Besluit binne u groep watter beeld u vir u eksperiment moet gebruik. U moet die prent in drie kleure op 'n deursigtigheid teken. As u tyd het, kan u begin om die tekeninge te maak, of u kan u voorgestelde prent hier aanteken. Of skets die prent agterop die papier. Dinge om in gedagte te hou: hou dit eenvoudig: u sal die prent vier keer moet teken. Dink aan watter soort beelde die beste effek sal gee.

Studente -werkblad 2:

Hierdie werkblad lei u deur te eksperimenteer met 3D -bril. 

Materiaal:

• Twee stukke wit papier.
• Drie deursigtigheidsblaaie.
• Drie permanente merkers, een elk van rooi, groen en siaan.
• N regeerder.
• 'N Potlood of pen om die resultate op hierdie bladsy aan te teken.
• 'N Nie-permanente merker in swart om op papier te skryf om die oorspronklike beeld te skep.
• 3D -bril, ten minste een elk van groen/rooi, en rooi/siaan.

Doelwitte:

1. Om data te versamel oor watter tegnologie die voorkeur geniet, groen/rooi of rooi/siaan.
2. Om die optimale afstand vir twee beelde te bepaal. (U klas moet saamstem oor wat 'afstand tussen twee beelde' beteken.

taak:

1. Laat 'n lid van u span 'n baie eenvoudige prentjie op 'n stuk papier teken. (Miskien het u dit in die eerste uur voorberei.) Merk die middel van die beeld soos bespreek deur u onderwyser. U onderwyser kan voorbeelde van voorbeelde verskaf.
   
2. Plaas 'n deursigtigheidsvel oor die tekening en laat 'n lid van u span die tekening gebruik deur een van die permanente merkers te gebruik.
3. Teken nog twee kopieë in elk van die oorblywende kleure met die papiertekening en die een wat pas op 'n deursigtigheid gemaak is. As u klaar is, moet u 'n swart prent op wit papier hê, en dubbele beelde op transparante, een elk rooi, groen en siaan (of blou). Sit die tekening in swart opsy.
4. Plaas die leë stuk papier op die tafel of tafel. Plaas twee van die drie deursigtigheidsbeelde bo -op sodat hulle presies oorvleuel. Kyk na die beeld deur die 3D -bril met dieselfde kleure. As u byvoorbeeld die groen en rooi beelde gekies het, gebruik dan die groen/rooi bril.
5. Beweeg die beelde saggies uitmekaar en kyk wanneer die 3D -beeld 'verskyn'. In watter rigting moet u hulle beweeg? As die beelde 'pop', meet die afstand tussen die beelde.
   
6. Herhaal stap 4 en 5 vir die ander kombinasies, sodat u data het oor 'groen/rooi', 'rooi/siaan'. As u tyd het, probeer om cyan met groen te kombineer met 'n stel bril en teken die resultate op. Spanlede moet die kombinasie noem wat die beste vir hulle gewerk het. Let op hoeveel mense die 3D -effek vir elke kombinasie kon sien. Let op die afstand waarop die beeld vir elke persoon verskyn het.

Skryf u resultate neer op die tafel wat u onderwyser verskaf, sodat die hele klas gevolgtrekkings kan maak. Wees voorbereid om u gevolgtrekkings tot die finale analise by te dra.