Виртуелна стварност и стереоскопска технологија анаглифа
Ова лекција се фокусира на технологије виртуелне стварности. Ове технологије приказа засноване су на вештачким стерео сликама и пружају поглед са илузијама 3Д дубине у виртуелним окружењима. Ученици завршавају активност користећи 3Д наочаре и 3Д слике.
- Како ВР технологије експлоатишу људску перцепцију дубине
- Употреба стерео слика за илузију 3Д дубине
- Упоредите научне методе за поређење анаглифних технологија
Старосни нивои: 11-14
Материјали за израду (за сваки тим)
Потребни материјали
- 3Д наочаре (1 по тиму): зелене/црвене и црвене/цијан
- Да бисте сами направили 3Д наочаре, http://www.wikihow.com/Make-Your-Own-3D-Glasses
- 3 листа транспарентности
- 2 листа белог папира
- Трајни маркери у црвеној, зеленој и цијан боји (или плави ако цијан није доступан).
- Трајни црни маркер
- Маказе
- Владар
Дизајн изазов
Ви сте тим инжењера који има изазов да заврши 4 активности и 1 изазов. Научићете о виртуелној стварности, 3Д сликама и технологијама анаглифа. Разговараћете са разредом о својим налазима.
kriterijumi
- Довршите 4 активности.
- Довршите 1 изазов.
- Расправите на часу.
Ограничења
- Користите само достављене материјале.
- Подијелите радни лист Виртуал Реалити, као и неке листове папира за скицирање дизајна.
- Користите везе у одељку „Дубље копање“ да бисте истражили ВР технологије и наочаре за анаглиф. Поделите следеће: Рачунарска наука је наука и као таква користи научне резултате за стварање технологија. Систематско експериментисање пре изградње технологије је битан део дизајна. Разумевање како природни феномен функционише јавља се само када се из експеримента постигну добри резултати. Ова лекција пружа ученицима укус како су дизајнери ВР слушалица направили избор приликом дизајнирања своје технологије. Слушалице за виртуелну стварност пројектују две различите слике, по једну за свако око. Неке технологије мешају стварну позадину са техником 3Д приказивања аналогном „анаглифима“. Ученици експериментишу са анаглифским наочарима како би почели да разумеју сложеност рачунарства укљученог у приказивање 3Д слике унутар слушалица.
- Прегледајте поступак инжењерског дизајна, изазов за дизајн, критеријуме, ограничења и материјале.
- Објасните ученицима да ће завршити 4 активности, а затим изазов. (Препоручује се 1 сат за сваки)
- Активност 1: Погледајте видео запис ИЕЕЕ каријере са својим студентима.
- https://ieeetv.ieee.org/careers/building-worlds-in-virtual-reality-exploring-careers-in-engineering-and-technology
- Разговарајте о следећим важним тачкама у видеу.
- Шта је потребно за стварање ВР -а?
- Како је са овом информатиком?
- Како научни исходи утичу на дизајн?
- Од ВР технологија приказаних у видео записима које су биле најупечатљивије и зашто?
- Активност 2: Дистрибуирајте 3Д наочаре и прегледајте веб локацију кроз 3Д наочаре
- Активност 3: Претражујући на Интернету одаберите неке 3Д узорке слика. Водите рачуна да слике које одаберете одговарају вашој учионици и школској култури. Нека ваши ученици експериментишу и воде белешке:
- Могу ли се видети зелене/црвене слике са црвеним/цијан наочарима?
- Која технологија изгледа боље функционише?
- Шта се дешава ако чаше ставите наопако? Да ли и даље раде?
- Зашто је зелена/црвена и црвена/цијан? Да ли је редослед боје битан?
- Активност 4: Поделите своје ученике у мале тимове од 3 или 4 ученика по тиму и нека одговоре на питања на ученичком листу 1. Оставите на крају довољно времена да један члан сваке групе одржи „лакши говор“ од највише 3 минута резимирајући њихови налази. Оставите време за сумарну анализу свих презентација.
- Објасните ученицима да сада морају да заврше а Изазов да науче технике анаглифа. (Препоручује се 1 сат). Ојачајте да су током првог сата истраживали, а у овом часу раде формалне експерименте.
- Поделите своје ученике у тимове (највише четири ученика сваки). Оставите најмање 10 минута на крају сесије како бисте разговарали о резултатима.
- Поделите радни лист 2 и материјале.
- Радни лист 2 тражи од ученика да нацртају једноставну слику. У наставку се налази узорак црвене и зелене боје. Поделите ово са својим ученицима или направите сопствене узорке.
- Упутите ученике да измере и обележе центар слике. Укратко разговарајте о томе шта то значи.
- Можете им дати дефиницију или их сложити с једном. Обично ћете морати да дефинишете 'центар' слике. Можете створити 'ограничавајући оквир' око слике, лоцирати средине хоризонталних и вертикалних ивица и поставити малу дискретну тачку на пресеку линија исцртаних са одговарајућих вертикалних и хоризонталних ивица. (Другим речима, направите прозор са четири прозора, али означите само центар, а не линије које се укрштају.)
- Упутите ученике да изврше следеће кораке (наведене на ученичком радном листу):
● Поставите прозирни лист преко цртежа и помоћу једног од трајних маркера нека члан тима копира цртеж.
● Користећи цртеж папира и онај који је управо креиран на прозирници, нацртајте још две копије у свакој од преосталих боја. Када завршите, требало би да имате црну слику на белом папиру и дупле слике на фолијама, по једну црвену, зелену и цијан (или плаву). Одложите црни цртеж.
● Ставите празан комад папира на сто или сто. Поставите две од три слике прозирности на врх тако да се тачно преклапају. Погледајте слику кроз 3Д наочаре истих боја. На пример, ако сте изабрали зелену и црвену слику, користите зелене/црвене наочаре.
● Пажљиво раздвојите слике, пазећи да 3Д слика „искочи“. У ком правцу морате да их померите? Када се слике појаве, измерите растојање између слика.
● Поновите кораке 3 и 4 за остале комбинације, тако да имате податке о „зелено/црвено“, „црвено/цијан“. Ако имате времена, покушајте да комбинујете цијан са зеленом користећи било који сет чаша и забележите резултате. Чланови тима требају навести комбинацију која им је најбоље одговарала. Забележите колико је људи могло видети 3Д ефекат за сваку комбинацију. Забележите удаљеност на којој је слика искочила за сваку особу.
● Запишите своје резултате на сто који вам предаје учитељ како би читаво одјељење могло донијети закључке. Будите спремни да допринесете својим закључцима коначној анализи. - Док ученици раде, направите табелу на табли (или на табли), где прва колона идентификује сваки тим. Ознаке за преостале колоне треба да буду:
- преферирана технологија
- најбоље растојање за зелено/црвено
- најбоља удаљеност за црвено/цијан
- најбоља удаљеност за цијан/зелену
Подсетите своје ученике да унесу своје податке пре него што заврше радни простор.
- Током завршетка дискутујте о резултатима, као ио разлици између истраживачких и експерименталних активности. Замолите своје ученике да извуку закључке из заједничког прикупљања података. Изазовите их како би индустрија могла да напредује на основу њихових резултата.
- За више садржаја о теми, погледајте одељак „Дубље копање“.
Модификација времена
Лекција се може изводити за само 1 час за старије ученике. Међутим, да бисте ученицима помогли да се осећају пожуривано и да би им осигурали успех (посебно за млађе ученике), поделите наставу на два периода дајући ученицима више времена за мозгање, тестирање идеја и дораду њиховог дизајна. Спроведите тестирање и извештавање у наредном периоду наставе.
Интернет Цоннецтионс
- Изградња светова у виртуелној стварности: истраживање каријера у инжењерству и технологији. https://ieeetv.ieee.org/careers/building-worlds-in-virtual-reality-exploring-careers-in-engineering-and-technology
ВР Тецхнологи
- Оцулус: https://www.youtube.com/user/oculusvr https://www.oculus.com
- ХТЦ Виве: https://www.youtube.com/watch?v=qYfNzhLXYGc https://www.vive.com
- Хололени: https://www.microsoft.com/microsoft-hololens
- ВР Геар: https://www.youtube.com/watch?v=o1MK-zkM3qk http://www.samsung.com/us/mobile/virtual-reality/
- Плаистатион ВР: https://www.youtube.com/watch?v=cw6x80Qdzak https://www.playstation.com/en-us/explore/playstation-vr/
Играјте се са анаглифским наочарима:
- Како функционишу 3Д наочаре? - Инстант Еггхеад #22 (Сциентифиц Америцан): https://youtu.be/sc47Yna8rZE
- Веб локација за гледање кроз 3Д наочаре: http://www.math.brown.edu/~banchoff/Yale/project14/glasses.html
- Направите своје наочаре: http://www.wikihow.com/Make-Your-Own-3D-Glasses
Видео за гледање у 3Д
- 3Д зелена/црвена: https://www.youtube.com/watch?v=QalbbipAW2w
- 3Д зелена/црвена: https://www.youtube.com/watch?v=YuAAhnBfi54
- 3Д црвена/цијан: https://www.youtube.com/watch?v=fScKyTiMNwc
- 3Д црвена/цијан: https://www.youtube.com/watch?v=bWD5K9x3GmY
Рецоммендед Реадинг
- Једноставан преглед анаглифа - http://www.math.brown.edu/~banchoff/Yale/project14/glasses.html
- Људско око - https://en.wikipedia.org/wiki/Human_eye
- Перцепција дубине - https://en.wikipedia.org/wiki/Depth_perception
- Стереоскопија - https://en.wikipedia.org/wiki/Stereoscopy
- Екрани на глави- https://en.wikipedia.org/wiki/Head-mounted_display
- Анаглиф 3Д - https://en.wikipedia.org/wiki/Anaglyph_3D
Писање активности
Запишите своја открића о технологији анаглифа. Ова лекција се фокусирала на зелено/црвено и црвено/цијан. Шта вам је боље одговарало и зашто? Ово нису једине алтернативе за 3Д наочаре. Истражите на интернету које друге алтернативе постоје. Направите аргумент за жељену технологију: даје ли боље искуство, да ли је јефтинија? Како филмска/мрежна видео индустрија утиче на то?
Усклађивање са оквирним програмима
Напомена: Сви планови лекција у овој серији усклађени су са Удружењем наставника рачунарских наука К-12 Стандардима рачунарске науке, Заједничким основним америчким стандардима за математику, а ако је примењиво и са Националним саветом принципа и стандарда за наставнике математике у школи Математика, Стандарди за технолошку писменост Међународног удружења за технолошко образовање и Амерички национални стандарди за научно образовање које је произвело Национално истраживачко веће.
Национални стандарди научног образовања Разреди 5-8 (узраст 10-14 година)
САДРЖАЈ СТАНДАРД Е: Наука и технологија
Као резултат активности, сви ученици би требало да се развијају
- Разумевање науке и технологије
Научни стандарди и праксе следеће генерације 6-8. Разреда (узраста 11-14 година)
Вежба 2: Генерисање и употреба модела
- Развити и / или користити модел за генерисање података за тестирање идеја о појавама у природним или дизајнираним системима, укључујући оне који представљају улазе и излазе и оне на неприметним размерама.
Вежба 5: Коришћење математике и рачунског размишљања
- Користите математичке, рачунске и/или алгоритамске приказе феномена или дизајнерска решења за описивање и/или поткрепљивање тврдњи и/или објашњења
Принципи и стандарди за школску математику (сви узрасти)
Представништва
- Користите репрезентације за моделирање и тумачење физичких, социјалних и математичких појава
Уобичајена основна државна пракса и стандарди за школску математику
- МАТХ.ПРАЦТИЦЕ.МП4 Модел са математиком.
Стандарди за технолошку писменост - сва доба
Природа технологије
- Стандард 2: Студенти ће развити разумевање основних концепата технологије.
ЦСТА К-12 Стандарди рачунарске науке, разреди 3-6 (узраст 11-14)
5.1 Ниво 1: Рачунарске науке и ја (Л1)
Утицаји на заједницу, глобално и етички (ЦИ)
- Идентификовати утицај технологије (нпр. Друштвених мрежа, сајбер малтретирања, мобилног рачунарства и комуникације, веб технологија, сајбер безбедности и виртуелизације) на лични живот и друштво.
ЦСТА К-12 Стандарди рачунарске науке, разреди 6-9 (узраст 11-14)
- 2 Ниво 2: Рачунарске науке и заједница (Л2)
- Сарадња (ЦЛ)
- Сарађујте са вршњацима, стручњацима и другима користећи заједничке праксе попут програмирања у пару, рада у пројектним тимовима и учешћа у активностима групног активног учења.
ЦСТА К-12 Стандарди рачунарске науке, разреди 9-12 (узраст 14-18)
КСНУМКС.А Рачунарске науке у савременом свету (МВЈ)
- Рачунарско размишљање (ЦТ)
- Користите моделирање и симулацију за представљање и разумевање природних феномена.
ЦСТА К-12 Стандарди рачунарске науке, разреди 9-12 (узраст 14-18)
5.3.Б Концепти и праксе рачунарских наука
- Рачунарско размишљање (ЦТ)
8. Помоћу модела и симулација помозите у формулисању, усавршавању и тестирању научних хипотеза.
Ресурс ученика: Резимирајте оно што сте научили.
Ваш учитељ вам је показао неколико видео записа и веб страница о технологији виртуелне стварности. На овој страници створите властити терминолошки извор. Радите са саиграчима како бисте се договорили око одговора или користите Интернет да бисте пронашли информације којих се не сећате.
- Укратко објасните шта је виртуелна стварност и како функционише.
- Анаглипх Стереоскопске наочаре стварају илузију '3Д'. Зашто то функционише - односно, како вам измами очи?
- Технологија је означена зелено/црвено, црвено/цијан. Редослед је битан. Зашто?
- Ово је лекција о „рачунању“. Какве то везе има са рачунарством?
Радни лист ученика 1:
Овај радни лист води вас кроз истраживање 3Д ВР -а и технологије анаглифа. Ваш наставник је организовао ваш час у тимове. Обавите ову вежбу као тим и будите спремни да члан вашег тима представи ваше налазе. Ова активност је неформално истраживање.
- Као група, довршите страницу са ресурсима. Ако не знате одговор на нешто, питајте људе из друге групе. Ако се нико из разреда не сећа, идите на интернет и пронађите одговоре. Ова техника проналажења релевантних ресурса је критична за рачунање. Када су технологије тако нове, а нису често добро документоване, способност истраживања позадине је критична.
- Ваш следећи задатак је да направите неко неформално истраживање. Ваш учитељ ће вам дати неке слике на екрану рачунара или на папиру. Неки су замишљени као „зелени/црвени“, неки као „црвени/цијан“. Унутар своје групе одговорите на следећа питања, а затим смислите своја додатна питања.
- Могу ли сви у вашој групи заиста добити 3Д ефекат? Ако не зашто?
- Могу ли се видети зелене/црвене слике са црвеним/цијан наочарима?
- Која технологија изгледа боље функционише? Зашто? Да ли се сви слажете?
- Шта се дешава ако чаше ставите наопако? Да ли и даље раде? Ако не, зашто не?
- У наредних сат времена обавићете формално тестирање са 3Д наочарима. За припрему ћете морати да направите једноставну 3Д слику. Унутар своје групе, одлучите коју ћете слику користити за свој експеримент. Морат ћете нацртати слику у три боје на прозирници. Ако имате времена, можете почети са цртањем или овде једноставно забележити своју предложену слику. Или скицирајте слику на полеђини папира. Ствари које треба имати на уму: Нека буде једноставно: слику ћете морати да нацртате четири пута. Размислите о томе какве ће слике дати најбољи ефекат.
Радни лист ученика 2:
Овај радни лист води вас кроз експериментисање са 3Д наочарима.
Материјали:
- Два комада белог папира.
- Три листа транспарентности.
- Три трајна маркера, по један црвене, зелене и цијан боје.
- Владар.
- Оловка или оловка за бележење резултата на овој страници.
- Нестабилни маркер у црној боји за писање на папиру за стварање оригиналне слике.
- 3Д наочаре, најмање једна зелена/црвена и црвена/цијан.
Голови:
- За прикупљање података о томе која је технологија пожељнија, зелена/црвена или црвена/цијан.
- Да бисте одредили оптималну удаљеност за две слике. (Ваш разред ће се морати сложити шта значи „растојање између две слике“.
Задатак:
- Нека члан вашег тима нацрта врло једноставну слику на комаду папира. (Можда сте ово припремили у првом сату.) Означите средиште слике како је расправљао ваш учитељ. Ваш учитељ може дати узорке слика.
- Преко цртежа поставите прозирни лист и помоћу једног од трајних маркера нека ваш члан прекопира цртеж.
- Користећи цртеж папира и онај који је управо направљен на прозирници, нацртајте још двије копије у свакој од преосталих боја. Када завршите, требало би да имате црну слику на белом папиру и дупле слике на фолијама, по једну црвену, зелену и цијан (или плаву). Одложите цртеж црном боком.
- Ставите празан комад папира на сто или сто. Поставите две од три слике прозирности на врх тако да се тачно преклапају. Погледајте слику кроз 3Д наочаре истих боја. На пример, ако сте изабрали зелену и црвену слику, користите зелене/црвене наочаре.
- Пажљиво раздвојите слике, пазећи да 3Д слика „искочи“. У ком правцу морате да их померите? Када се слике појаве, измерите растојање између слика.
- Поновите кораке 4 и 5 за остале комбинације, тако да имате податке о "зеленој/црвеној", "црвеној/цијан". Ако имате времена, покушајте да комбинујете цијан са зеленом користећи било који сет чаша и забележите резултате. Чланови тима требају навести комбинацију која им је најбоље одговарала. Забележите колико је људи могло видети 3Д ефекат за сваку комбинацију. Забележите удаљеност на којој је слика искочила за сваку особу.
Запишите своје резултате на сто који вам предаје учитељ како би читаво одјељење могло донијети закључке. Будите спремни да допринесете својим закључцима коначној анализи.
Превод плана лекције