Виртуелна реалност и стереоскопска технологија на анаглиф
Оваа лекција се фокусира на технологии за виртуелна реалност. Овие технологии за приказ се засноваат на вештачки стерео слики и овозможуваат приказ со илузии на 3D длабочина во виртуелни средини. Учениците завршуваат активност користејќи 3D очила и 3D слики.
- Како VR технологиите ја користат човечката перцепција за длабочина
- Употребата на стерео слики за да се обезбеди илузија на 3D длабочина
- Користете го научниот метод за споредба на анаглифските технологии
Возрасни нивоа: 11-14
Изградба на материјали (за секој тим)
Потребни материјали
- 3D очила (1 по тим): и зелена/црвена и црвена/цијан
- За да направите сопствени 3D очила, http://www.wikihow.com/Make-Your-Own-3D-Glasses
- 3 листови за транспарентност
- 2 листови бела хартија
- Постојани маркери со црвена, зелена и цијанска боја (или сина ако цијанот не е достапен).
- Нетрајен црн маркер
- Ножици
- Владетел
Дизајн предизвик
Вие сте тим инженери со оглед на предизвикот да завршите 4 активности и 1 предизвик. Learnе научите за виртуелна реалност, 3D слики и анаглифни технологии. Haveе имате дискусии со класата за вашите наоди.
Критериуми
- Завршете 4 активности.
- Заврши 1 предизвик.
- Имајте дискусија на час.
Ограничувања
- Користете ги само дадените материјали.
- Поделете го работниот лист за виртуелна реалност, како и неколку листови хартија за скицирање на дизајни.
- Користете ги врските во делот „Копање подлабоко“ за да ги истражите VR технологиите и анаглифните очила. Споделете го следново: Компјутерската наука е наука и како таква, користи научни резултати за да создаде технологии. Систематското експериментирање пред да се изгради технологија е суштински дел од дизајнот. Разбирањето како функционира природниот феномен се случува само кога се постигнуваат добри резултати од експеримент. Оваа лекција им нуди на студентите вкус за тоа како дизајнерите на VR слушалки направиле избор при дизајнирање на нивната технологија. Сетови за виртуелна реалност проектираат две различни слики, по една за секое око. Некои технологии ја мешаат вистинската позадина со техниката на 3D изведување аналогна на „анаглифите“. Студентите експериментираат со анаглифни очила за да почнат да ја разбираат сложеноста на компјутерите вклучени во изнесување на 3D слика во слушалките.
- Прегледајте го процесот на инженерско дизајнирање, предизвик за дизајн, критериуми, ограничувања и материјали.
- Објаснете им на учениците дека ќе завршат 4 активности, а потоа предизвик. (Се препорачува по 1 час за секој)
- Активност 1: Погледнете го видеото за кариера на IEEE со вашите ученици.
- https://ieeetv.ieee.org/careers/building-worlds-in-virtual-reality-exploring-careers-in-engineering-and-technology
- Разговарајте за следниве важни точки во видеото.
- Што е потребно за да се создаде VR?
- Како е оваа информатика?
- Како влијаат научните резултати врз дизајнот?
- Од VR технологиите прикажани во видеата кои беа најимпресивни и зошто?
- Активност 2: Дистрибуирајте 3D очила и погледнете ја веб -страницата преку 3D очила
- Активност 3: Изберете некои 3D примерочни слики со пребарување преку Интернет. Внимавајте сликите што ги избирате да бидат соодветни за вашата училница и училишна култура. Направете ги вашите студенти да експериментираат и да водат белешки:
- Дали можете да видите зелени/црвени слики со црвени/цијански очила?
- Која технологија изгледа дека работи подобро?
- Што се случува ако ги ставите чашите наопаку? Дали тие с work уште работат?
- Зошто е зелено/црвено и црвено/цијано? Дали е важен редоследот на бојата?
- Активност 4: Поделете ги вашите ученици во мали тимови од 3 или 4 ученици по тим и побарајте од нив да одговорат на прашањата на работниот лист за учениците 1. Оставете доволно време на крајот за еден член од секоја група да одржи „разбранувачки говор“ што резимира најмногу 3 минути нивните наоди. Оставете време за резиме анализа на сите презентации.
- Објаснете им на учениците дека сега мора да пополнат а Предизвик да научат анаглифни техники. (Се препорачува 1 час). Зајакнете дека во текот на првиот час истражуваа, и во овој час прават официјални експерименти.
- Поделете ги вашите ученици во тимови (по четири ученици по секој). Погрижете се да оставите најмалку 10 минути на крајот од сесијата за да разговарате за резултатите.
- Распределете го работниот лист 2 и материјалите.
- Работен лист 2 бара од учениците да нацртаат едноставна слика. Примерок од црвено и зелено е даден подолу. Споделете ги овие со вашите студенти или креирајте свои примероци.
- Научете ги учениците да го измерат и означат центарот на сликата. Имајте кратка дискусија за тоа што значи тоа.
- Можете да им дадете дефиниција, или да ги договорите за една. Обично ќе треба да дефинирате „центар“ на слика. Можете да креирате „ограничувачка кутија“ околу сликата, да ги лоцирате средните точки на хоризонталните и вертикалните рабови и да поставите мала дискретна точка на пресекот на линиите извлечени од соодветните вертикални и хоризонтални рабови. (Со други зборови, креирајте прозорец со четири панели, но означете го само центарот, а не линиите што се пресекуваат.)
- Научете ги учениците да ги завршат следниве чекори (наведени на работниот лист за ученици):
● Поставете лист за транспарентност над цртежот и користејќи еден од трајните маркери, нека член на тимот го копира цртежот.
● Користејќи го цртежот на хартија и штотуку создаден на транспарентност, нацртајте уште две копии во секоја од преостанатите бои. Кога ќе завршите, треба да имате црна слика на бела хартија и дупликат слики на про transpareирност, по една црвена, зелена и цијан (или сина). Тргнете го црниот цртеж настрана.
● Ставете го празниот лист хартија на работната маса или на масата. Ставете две од трите слики за транспарентност на врвот, така што тие точно се преклопуваат. Погледнете ја сликата преку 3Д -очилата со исти бои. На пример, ако сте ги избрале зелените и црвените слики, тогаш користете ги зелените/црвените очила.
● Нежно раздвојте ги сликите, гледајќи кога ќе се „појави“ 3D -сликата. Во која насока треба да ги преместите? Кога сликите „се појавуваат“, измерете го растојанието помеѓу сликите.
● Повторете ги чекорите 3 и 4 за другите комбинации, за да имате податоци за „зелено/црвено“, „црвено/цијано“. Ако имате време, обидете се да комбинирате цијан со зелена боја со било кој сет очила и снимете ги резултатите. Членовите на тимот треба да ја наведат комбинацијата што најдобро функционирала за нив. Забележете колку луѓе би можеле да го видат 3D ефектот за секоја комбинација. Забележете го растојанието на кое се појави сликата за секое лице.
● Запишете ги вашите резултати на масата што ја дава вашиот наставник, така што целиот час може да извлече заклучоци. Бидете подготвени да придонесете со вашите заклучоци за конечната анализа. - Додека учениците работат, креирајте мрежа на табла (или на флип -табела), каде што првата колона го идентификува секој тим. Етикетите за останатите колони треба да бидат:
- претпочитана технологија
- најдобро растојание за зелено/црвено
- најдобро растојание за црвено/цијан
- најдобро растојание за цијан/зелена боја
Потсетете ги вашите ученици да ги внесат своите податоци пред да го завршат работниот простор.
- За време на завршувањето, разговарајте за резултатите, а исто така разговарајте за разликата помеѓу истражувачките и експерименталните активности. Побарајте од вашите студенти да извлечат заклучоци од нивната заедничка колекција на податоци. Предизвикајте ги како може да продолжи индустријата врз основа на нивните резултати.
- За повеќе содржини на темата, видете во делот „Копање подлабоко“.
Модификација на времето
Лекцијата може да се заврши во период од само 1 час за постари ученици. Сепак, за да им помогнете на студентите да се почувствуваат избрзани и да обезбедат успех на студентите (особено за помладите ученици), поделете ја лекцијата во два периоди, давајќи им на студентите повеќе време за бура на идеи, тест идеи и финализирање на нивниот дизајн. Спроведете тестирање и дебрифија во следниот час.
Интернет конекции
- Градење светови во виртуелна реалност: Истражување кариери во областа на инженерството и технологијата. https://ieeetv.ieee.org/careers/building-worlds-in-virtual-reality-exploring-careers-in-engineering-and-technology
VR технологија
- Окулус: https://www.youtube.com/user/oculusvr https://www.oculus.com
- HTC Vive: https://www.youtube.com/watch?v=qYfNzhLXYGc https://www.vive.com
- Хололенс: https://www.microsoft.com/microsoft-hololens
- VR опрема: https://www.youtube.com/watch?v=o1MK-zkM3qk http://www.samsung.com/us/mobile/virtual-reality/
- PlayStation VR: https://www.youtube.com/watch?v=cw6x80Qdzak https://www.playstation.com/en-us/explore/playstation-vr/
Играјте со чаши со анаглиф:
- Како функционираат 3D очилата? - Инстант јајце -јајца #22 (научноамерикански): https://youtu.be/sc47Yna8rZE
- Веб -страница за гледање преку 3D очила: http://www.math.brown.edu/~banchoff/Yale/project14/glasses.html
- Направете сами очила: http://www.wikihow.com/Make-Your-Own-3D-Glasses
Видеа за гледање во 3D
- 3D зелено/црвено: https://www.youtube.com/watch?v=QalbbipAW2w
- 3D зелено/црвено: https://www.youtube.com/watch?v=YuAAhnBfi54
- 3D црвено/цијан: https://www.youtube.com/watch?v=fScKyTiMNwc
- 3D црвено/цијан: https://www.youtube.com/watch?v=bWD5K9x3GmY
Препорачано четиво
- Едноставен преглед на анаглифи - http://www.math.brown.edu/~banchoff/Yale/project14/glasses.html
- Човечкото око - https://en.wikipedia.org/wiki/Human_eye
- Перцепција за длабочина - https://en.wikipedia.org/wiki/Depth_perception
- Стереоскопија - https://en.wikipedia.org/wiki/Stereoscopy
- Дисплеи монтирани на глава- https://en.wikipedia.org/wiki/Head-mounted_display
- Анаглиф 3D - https://en.wikipedia.org/wiki/Anaglyph_3D
Активност за пишување
Напишете ги вашите наоди за анаглиф технологија. Оваа лекција се фокусираше на зелена/црвена и црвена/цијанска. Кој работи подобро за вас и зошто? Ова не се единствените алтернативи за 3D очила. Истражувајте на Интернет кои други алтернативи постојат. Направете случај за претпочитаната технологија: дали дава подобро искуство, дали е поевтино? Како се занимава филмската/онлајн видео индустријата?
Усогласување со рамки на наставните програми
Забелешка: Сите планови за лекции во оваа серија се усогласени со Асоцијацијата на наставници по компјутерски науки К-12 Стандарди за компјутерски науки, Заеднички основни државни стандарди на САД за математика и доколку е применливо и со Националниот совет на наставници по математички принципи и стандарди за училиште Математика, Стандарди за меѓународна технолошка асоцијација за технолошка писменост и Национални стандарди за образование на науки на САД кои беа изработени од Националниот совет за истражување.
Национални стандарди за образование во наука Одделение 5-8 (возраст од 10-14)
СТАНДАРД СОДРИНА Е: Наука и технологија
Како резултат на активности, сите ученици треба да се развиваат
- Разбирање за науката и технологијата
Научни стандарди и практики за следната генерација одделенија 6-8 (возраст од 11-14 години)
Вежба 2: Генерирање и користење модели
- Развијте и / или користете модел за да генерирате податоци за тестирање идеи за феномени во природни или дизајнирани системи, вклучително и оние што претставуваат влезови и излези, и оние во незабележливи размери.
Вежба 5: Користење на математика и компјутерско размислување
- Користете математички, пресметковни и/или алгоритамски прикази на феномени или решенија за дизајн за да опишете и/или поддржите тврдења и/или објаснувања
Принципи и стандарди за училишна математика (сите возрасти)
Репрезентации
- Користете претстави за моделирање и интерпретирање на физички, социјални и математички појави
Заеднички основни државни практики и стандарди за училишна математика
- MATH.PRACTICE.MP4 Модел со математика.
Стандарди за технолошка писменост - сите векови
Природата на технологијата
- Стандард 2: Студентите ќе развијат разбирање за основните концепти на технологијата.
Стандарди за компјутерски науки CSTA K-12 одделение 3-6 (возраст од 11-14 години)
5.1 Ниво 1: компјутерски науки и јас (L1)
Заедница, глобални и етички влијанија (КИ)
- Идентификувајте го влијанието на технологијата (на пр., Социјално вмрежување, сајбер -малтретирање, мобилни компјутери и комуникација, веб -технологии, сајбер -безбедност и виртуелизација) врз личниот живот и општеството.
Стандарди за компјутерски науки CSTA K-12 одделение 6-9 (возраст од 11-14 години)
- 2 Ниво 2: Компјутерски науки и заедница (L2)
- Соработка (CL)
- Соработувајте со врсници, експерти и други користејќи практики за соработка како што се програмирање во парови, работа во проектни тимови и учество во групни активни активности за учење.
Стандарди за компјутерски науки CSTA K-12 одделение 9-12 (возраст од 14-18 години)
5.3.A Компјутерски науки во современиот свет (MWJ)
- Компјутерско размислување (КТ)
- Користете моделирање и симулација за да ги претставите и разберете природните феномени.
Стандарди за компјутерски науки CSTA K-12 одделение 9-12 (возраст од 14-18 години)
5.3.B Концепти и практики за компјутерски науки
- Компјутерско размислување (КТ)
8. Користете модели и симулации за да помогнете во формулирање, усовршување и тестирање на научни хипотези.
Студентски ресурс: Сумирање на наученото.
Вашиот наставник ви покажа неколку видеа и веб -страници за технологијата за виртуелна реалност. На оваа страница, креирајте свој ресурс за терминологија. Работете со вашите соиграчи за да се договорите за одговорите или користете Интернет за да лоцирате информации што не ги паметите.
- Накратко објаснете што е виртуелна реалност и како таа функционира.
- Анаглиф Стереоскопските очила создаваат илузија за „3D“. Зошто функционира - односно, како ви ги мами очите?
- Технологијата е обележана зелена/црвена, црвена/цијан. Редот е важен. Зошто?
- Ова е обична лекција за „пресметување“. Каква врска има со компјутерите?
Работен лист за ученици 1:
Овој работен лист ве води низ истражување на 3D VR и технологија Anaglyph. Вашиот наставник го организираше вашето одделение во тимови. Завршете ја оваа вежба како тим и бидете подготвени да ги претстави вашите наоди член на вашиот тим. Оваа активност е неформално истражување.
- Како група, пополнете ја страницата со ресурси. Ако не го знаете одговорот на нешто, прашајте ги луѓето во друга група. Ако никој во класот не се сеќава, одете на Интернет и пронајдете ги одговорите. Оваа техника за наоѓање релевантни ресурси е од клучно значење за пресметување. Кога технологиите се толку нови, и честопати не се добро документирани, критично е да се направи истражување во заднина.
- Вашата следна задача е да направите неформално истражување. Вашиот наставник ќе ви даде некои слики или на компјутерски екран или на хартија. Некои се наменети како „зелено/црвено“, некои се наменети како „црвено/цијано“. Во рамките на вашата група, одговорете на следниве прашања, а потоа излезете со свои дополнителни прашања.
- Дали секој во вашата група всушност може да го добие 3D ефектот? Ако не зошто?
- Дали можете да видите зелени/црвени слики со црвени/цијански очила?
- Која технологија изгледа дека работи подобро? Зошто? Дали сите се согласувате?
- Што се случува ако ги ставите чашите наопаку? Дали тие с work уште работат? Ако не, зошто да не?
- Во следниот час ќе направите некои формални тестирања со 3D очила. За да се подготвите, ќе треба да креирате едноставна 3D слика. Во рамките на вашата група, донесете одлука за тоа каква слика ќе користите за вашиот експеримент. Needе треба да ја нацртате сликата во три бои на транспарентност. Ако имате време, можете да започнете да ги правите цртежите или едноставно да ја забележите вашата предложена слика. Или скицирајте ја сликата на задниот дел од хартијата. Работи што треба да ги имате на ум: Бидете едноставни: ќе треба да ја нацртате сликата четири пати. Размислете какви слики ќе дадат најдобар ефект.
Работен лист за ученици 2:
Овој работен лист ве води низ експериментирање со 3D очила.
Материјали:
- Две парчиња бела хартија.
- Три листови за транспарентност.
- Три постојани маркери, по еден црвен, зелен и цијан.
- Линијар.
- Молив или пенкало за снимање резултати на оваа страница.
- Нетрајен маркер во црно за пишување на хартија, за создавање на оригиналната слика.
- 3D очила, барем по една зелена/црвена и црвена/цијан.
Цели:
- Да се соберат податоци за која технологија е најпосакувана, зелена/црвена или црвена/цијанска.
- За да го одредите оптималното растојание за две слики. (Вашиот час ќе треба да се согласи што значи „растојание помеѓу две слики“.
Задача:
- Направете член на вашиот тим да нацрта многу едноставна слика на парче хартија. (Можеби сте го подготвиле ова во првиот час.) Обележете го центарот на сликата како што разговараше со вашиот наставник. Вашиот наставник може да даде примерочни слики.
- Поставете лист за транспарентност над цртежот и користејќи еден од трајните маркери, нека член на вашиот тим го копира цртежот.
- Користејќи го цртежот на хартија и оној што е создаден на транспарентност, нацртајте уште две копии во секоја од преостанатите бои. Кога ќе завршите, треба да имате црна слика на бела хартија и дупликат слики на про transpareирност, по една црвена, зелена и цијан (или сина). Оставете го настрана цртежот во црно.
- Ставете го празниот лист хартија на работната маса или на масата. Ставете две од трите слики за транспарентност на врвот, така што тие точно се преклопуваат. Погледнете ја сликата преку 3Д -очилата со исти бои. На пример, ако сте ги избрале зелените и црвените слики, тогаш користете ги зелените/црвените очила.
- Нежно раздвојте ги сликите, гледајќи кога ќе се „појави“ 3D -сликата. Во која насока треба да ги преместите? Кога сликите „се појавуваат“, измерете го растојанието помеѓу сликите.
- Повторете ги чекорите 4 и 5 за другите комбинации, за да имате податоци за „зелено/црвено“, „црвено/цијано“. Ако имате време, обидете се да комбинирате цијан со зелена боја со било кој сет очила и снимете ги резултатите. Членовите на тимот треба да ја наведат комбинацијата што најдобро функционирала за нив. Забележете колку луѓе би можеле да го видат 3D ефектот за секоја комбинација. Забележете го растојанието на кое се појави сликата за секое лице.
Запишете ги вашите резултати на масата што ја дава наставникот, така што целиот час може да извлече заклучоци. Бидете подготвени да придонесете со вашите заклучоци за конечната анализа.
Превод на план за час