Sanal Gerçeklik ve Anaglyph Stereoskopik Teknoloji
Bu ders sanal gerçeklik teknolojilerine odaklanmaktadır. Bu görüntüleme teknolojileri, yapay stereo görüntüleri temel alır ve sanal ortamlarda 3D derinlik yanılsamaları ile bir görünüm sağlar. Öğrenciler 3B gözlük ve 3B görüntüleri kullanarak bir aktiviteyi tamamlarlar.
- VR teknolojileri insan derinlik algısını nasıl kullanır?
- 3D derinlik yanılsamasını sağlamak için stereo görüntülerin kullanımı
- Anaglif teknolojilerini karşılaştırmak için bilimsel yöntemi kullanın
Yaş seviyeleri: 11-14
Materyal Oluşturma (Her ekip için)
Gerekli malzemeler
- 3D Gözlük (takım başına 1): hem yeşil/kırmızı hem de kırmızı/camgöbeği
- Kendi 3D gözlüğünüzü yapmak için, http://www.wikihow.com/Make-Your-Own-3D-Glasses
- 3 şeffaf sayfa
- 2 yaprak beyaz kağıt
- Kırmızı, yeşil ve camgöbeği (veya camgöbeği mevcut değilse mavi) kalıcı işaretler.
- Kalıcı olmayan siyah işaretleyici
- Makas
- cetvel
Tasarım Yarışması
4 aktivite ve 1 mücadeleyi tamamlama görevi verilen bir mühendis ekibisiniz. Sanal gerçeklik, 3D görüntüler ve anaglif teknolojileri hakkında bilgi edineceksiniz. Bulgularınız hakkında sınıfla tartışmalar yapacaksınız.
Kriterler
- 4 aktiviteyi tamamlayın.
- 1 meydan okumayı tamamlayın.
- Sınıf tartışması yapın.
Kısıtlamalar
- Yalnızca sağlanan malzemeleri kullanın.
- Sanal Gerçeklik çalışma sayfasının yanı sıra eskiz tasarımları için birkaç kağıt da dağıtın.
- VR teknolojilerini ve anaglif gözlüklerini keşfetmek için "Daha Derine İnme" Bölümündeki bağlantıları kullanın. Aşağıdakileri paylaşın:Bilgisayar bilimi bir bilimdir ve bu nedenle teknolojiler oluşturmak için bilimsel sonuçları kullanır. Bina teknolojisinden önce sistematik deneyler, tasarımın önemli bir parçasıdır. Bir doğal olgunun nasıl çalıştığını anlamak, yalnızca bir deneyden iyi sonuçlar alındığında ortaya çıkar. Bu ders öğrencilere, VR kulaklık tasarımcılarının teknolojilerini tasarlarken nasıl seçimler yaptıklarına dair bir fikir verir. Sanal gerçeklik kulaklıkları, her göze bir tane olmak üzere iki farklı görüntü yansıtır. Bazı teknolojiler, gerçek arka planı 'anagliflere' benzer bir 3B oluşturma tekniğiyle karıştırır. Öğrenciler, başlık içinde bir 3D görüntü oluşturmayla ilgili bilgi işlemin karmaşıklığını anlamaya başlamak için anaglif gözlüklerle deney yaparlar.
- Mühendislik Tasarım Sürecini, Tasarım Zorluğunu, Kriterleri, Kısıtlamaları ve Malzemeleri gözden geçirin.
- Öğrencilere 4 aktiviteyi ve ardından bir meydan okumayı tamamlayacaklarını açıklayın. (her biri için 1 saat önerilir)
- 1. Aktivite: Öğrencilerinizle birlikte IEEE Kariyer videosunu izleyin.
- https://ieeetv.ieee.org/careers/building-worlds-in-virtual-reality-exploring-careers-in-engineering-and-technology
- Videoda aşağıdaki önemli noktaları tartışın.
– VR oluşturmak için ne gerekiyor?
– Bu nasıl bilgisayar bilimi?
– Bilimsel sonuçlar tasarımı nasıl etkiler?
– Videolarda gösterilen VR teknolojilerinden hangisi en etkileyiciydi ve neden?
- 2. Etkinlik: 3D gözlükleri dağıtın ve web sitesini 3D gözlüklerle görüntüleyin
- 3. Etkinlik: Çevrimiçi arama yaparak bazı 3B örnek resimler seçin. Seçtiğiniz görsellerin sınıfınıza ve okul kültürünüze uygun olmasına özen gösteriniz. Öğrencilerinizin deney yapmasını ve not tutmasını sağlayın:
- Kırmızı/camgöbeği camlı yeşil/kırmızı görüntüleri görebiliyor musunuz?
- Hangi teknoloji daha iyi çalışıyor gibi görünüyor?
- Gözlüğü ters takarsanız ne olur? Hala çalışıyorlar mı?
- Neden yeşil/kırmızı ve kırmızı/camgöbeği? Renk sırası önemli mi?
- 4. Etkinlik: Öğrencilerinizi takım başına 3 veya 4 öğrenciden oluşan küçük takımlara ayırın ve Öğrenci Çalışma Sayfası 1'deki soruları yanıtlamalarını sağlayın. onların bulguları. Tüm sunumların özet analizi için zaman ayırın.
- Öğrencilere şimdi bir ödevi tamamlamaları gerektiğini açıklayın. Zorluklar anaglif tekniklerini öğrenmek. (1 saat önerilir). İlk bir saat boyunca keşfettiklerini ve bu saatte resmi deneyler yaptıklarını pekiştirin.
- Öğrencilerinizi takımlara ayırın (her biri en fazla dört öğrenci). Sonuçları tartışmak için oturumun sonunda en az 10 dakika ayırdığınızdan emin olun.
- Çalışma Sayfası 2'yi ve malzemeleri dağıtın.
- Çalışma Sayfası 2, öğrencilerden basit bir resim çizmelerini ister. Aşağıda kırmızı ve yeşil bir örnek verilmiştir. Bunları öğrencilerinizle paylaşın veya kendi örneklerinizi oluşturun.
- Öğrencilere görüntünün merkezini ölçmelerini ve işaretlemelerini söyleyin. Bunun ne anlama geldiği hakkında kısa bir tartışma yapın.
- Onlara bir tanım verebilir veya bir tanesini kabul etmelerini sağlayabilirsiniz. Tipik olarak, bir görüntünün bir 'merkezini' tanımlamanız gerekecektir. Görüntünün etrafında bir 'sınırlayıcı kutu' oluşturabilir, yatay ve dikey kenarların orta noktalarını bulabilir ve ilgili dikey ve yatay kenarlardan çizilen çizgilerin kesişimine küçük bir ayrı nokta yerleştirebilirsiniz. (Başka bir deyişle, dört bölmeli bir pencere oluşturun, ancak kesişen çizgileri değil, yalnızca merkezi işaretleyin.)
- Öğrencilere aşağıdaki adımları tamamlamalarını söyleyin (Öğrenci Çalışma Sayfasında özetlenmiştir):
● Çizimin üzerine bir saydam sayfa yerleştirin ve kalıcı işaretleyicilerden birini kullanarak bir ekip üyesinin çizimi kopyalamasını sağlayın.
● Kağıt çizimini ve asetat üzerinde yeni oluşturulan çizimi kullanarak, kalan renklerin her birinde iki kopya daha çizin. Bitirdiğinizde, beyaz kağıt üzerinde siyah bir görüntü ve asetatlar üzerinde birer kırmızı, yeşil ve camgöbeği (veya mavi) içeren kopya görüntüleriniz olmalıdır. Siyah çizimi bir kenara koyun.
● Boş kağıdı masanın veya masanın üzerine koyun. Üç saydam görüntüden ikisini tam olarak üst üste gelecek şekilde yerleştirin. Görüntüye aynı renklerle 3D gözlüklerle bakın. Örneğin, yeşil ve kırmızı resimleri seçtiyseniz, yeşil/kırmızı gözlükleri kullanın.
● 3D görüntünün ne zaman 'açıldığını' izleyerek görüntüleri yavaşça birbirinden ayırın. Onları hangi yöne hareket ettirmelisiniz? Görüntüler 'açıldığında', görüntüler arasındaki mesafeyi ölçün.
● Diğer kombinasyonlar için 3. ve 4. adımları tekrarlayın, böylece 'yeşil/kırmızı', 'kırmızı/camgöbeği' ile ilgili verilere sahip olursunuz. Vaktiniz varsa camgöbeği ile yeşili iki gözlük setinden birini kullanarak birleştirmeyi deneyin ve sonuçları kaydedin. Ekip üyeleri, kendileri için en iyi sonucu veren kombinasyonu belirtmelidir. Her kombinasyon için 3D efektini kaç kişinin görebileceğini not edin. Her bir kişi için görüntünün çıktığı mesafeye dikkat edin.
● Tüm sınıfın sonuçlar çıkarabilmesi için sonuçlarınızı öğretmeninizin sağladığı tabloya kaydedin. Sonuçlarınızı nihai analize katkıda bulunmaya hazır olun. - Öğrenciler çalışırken, ilk sütunun her bir takımı tanımladığı tahtada (veya kağıt tahtası üzerinde) bir tablo oluşturun. Kalan sütunların etiketleri şöyle olmalıdır:
- tercih edilen teknoloji
- yeşil/kırmızı için en iyi mesafe
- kırmızı/camgöbeği için en iyi mesafe
- camgöbeği/yeşil için en iyi mesafe
Öğrencilerinize, çalışma alanlarını tamamlamadan önce verilerini girmelerini hatırlatın.
- Özet sırasında, sonuçları tartışın ve ayrıca keşif ve deneysel faaliyetler arasındaki farkı tartışın. Öğrencilerinizden işbirlikçi veri toplamalarından sonuçlar çıkarmalarını isteyin. Endüstrinin sonuçlarına göre nasıl ilerleyebileceği konusunda onlara meydan okuyun.
- Konuyla ilgili daha fazla içerik için "Daha Derin Kazma" bölümüne bakın.
Zaman Değişikliği
Ders, daha büyük öğrenciler için 1 ders dönemi kadar kısa bir sürede yapılabilir. Bununla birlikte, öğrencilerin acele hissetmelerine yardımcı olmak ve öğrenci başarısını sağlamak için (özellikle daha genç öğrenciler için) dersi iki döneme ayırın, öğrencilere beyin fırtınası yapmaları, fikirleri test etmeleri ve tasarımlarını tamamlamaları için daha fazla zaman verin. Bir sonraki sınıf döneminde testi ve sorgulamayı gerçekleştirin.
İnternet Bağlantıları
- Sanal Gerçeklikte Dünyalar İnşa Etmek: Mühendislik ve Teknolojide Kariyerleri Keşfetmek. https://ieeetv.ieee.org/careers/building-worlds-in-virtual-reality-exploring-careers-in-engineering-and-technology
VR Teknolojisi
- göz: https://www.youtube.com/user/oculusvr ve https://www.oculus.com
- HTC Vive'ın: https://www.youtube.com/watch?v=qYfNzhLXYGc ve https://www.vive.com
- Hololenler: https://www.microsoft.com/microsoft-hololens
- VR Donanımı: https://www.youtube.com/watch?v=o1MK-zkM3qk ve http://www.samsung.com/us/mobile/virtual-reality/
- Playstation Sanal Gerçekliği: https://www.youtube.com/watch?v=cw6x80Qdzak ve https://www.playstation.com/en-us/explore/playstation-vr/
Anaglif gözlüklerle oynayın:
- 3D Gözlük Nasıl Çalışır? – Anında Egghead #22 (Scientific American): https://youtu.be/sc47Yna8rZE
- 3D gözlük ile görüntülemek için web sitesi: http://www.math.brown.edu/~banchoff/Yale/project14/glasses.html
- Kendi gözlüğünüzü yapın: http://www.wikihow.com/Make-Your-Own-3D-Glasses
3D olarak izlenebilecek videolar
- 3D Yeşil/Kırmızı: https://www.youtube.com/watch?v=QalbbipAW2w
- 3D Yeşil/Kırmızı: https://www.youtube.com/watch?v=YuAAhnBfi54
- 3D Kırmızı/Cyan: https://www.youtube.com/watch?v=fScKyTiMNwc
- 3D Kırmızı/Cyan: https://www.youtube.com/watch?v=bWD5K9x3GmY
Önerilen Kaynaklar
- Anagliflere Basit Bir Bakış – http://www.math.brown.edu/~banchoff/Yale/project14/glasses.html
- İnsan Gözü – https://en.wikipedia.org/wiki/Human_eye
- Derinlik algısı - https://en.wikipedia.org/wiki/Depth_perception
- Stereoskopi – https://en.wikipedia.org/wiki/Stereoscopy
- Başa takılan Ekranlar – https://en.wikipedia.org/wiki/Head-mounted_display
- Anaglif 3D – https://en.wikipedia.org/wiki/Anaglyph_3D
Yazma aktivitesi
Anaglif teknolojisiyle ilgili bulgularınızı yazın. Bu ders yeşil/kırmızı ve kırmızı/camgöbeği üzerine odaklandı. Hangisi sizin için daha iyi çalıştı ve neden? 3D gözlükler için tek alternatif bunlar değil. Başka alternatiflerin neler olduğunu çevrimiçi olarak araştırın. Tercih ettiğiniz teknoloji için bir örnek oluşturun: Daha iyi bir deneyim mi sağlıyor, daha mı ucuz? Film/çevrimiçi video endüstrisi bunda nasıl bir rol oynuyor?
Müfredat Çerçevelerine Uyum
Not: Bu serideki tüm ders planları, Bilgisayar Bilimleri Öğretmenleri Derneği K-12 Bilgisayar Bilimleri Standartları, ABD Ortak Çekirdek Eyalet Matematik Standartları ve aynı zamanda Ulusal Matematik Öğretmenleri İlkeleri ve Okul Standartları Konseyi ile uyumludur. Matematik, Uluslararası Teknoloji Eğitimi Derneği'nin Teknolojik Okuryazarlık Standartları ve Ulusal Araştırma Konseyi tarafından üretilen ABD Ulusal Bilim Eğitimi Standartları.
Ulusal Bilim Eğitimi Standartları 5-8. Sınıflar (10-14 yaş)
İÇERİK STANDART E: Bilim ve Teknoloji
Aktiviteler sonucunda tüm öğrenciler gelişmelidir
- Bilim ve teknoloji ile ilgili anlayışlar
Yeni Nesil Bilim Standartları ve Uygulamaları 6-8. Sınıflar (11-14 yaş)
Uygulama 2: Model Oluşturma ve Kullanma
- Girdi ve çıktıları temsil edenler ve gözlemlenemeyen ölçeklerdekiler de dahil olmak üzere, doğal veya tasarlanmış sistemlerdeki fenomenlerle ilgili fikirleri test etmek için veri üretmek için bir model geliştirin ve / veya kullanın.
Uygulama 5: Matematiği ve Hesaplamalı Düşünmeyi Kullanma
- İddiaları ve/veya açıklamaları tanımlamak ve/veya desteklemek için fenomenlerin veya tasarım çözümlerinin matematiksel, hesaplamalı ve/veya algoritmik temsillerini kullanın.
Okul Matematiği İlkeleri ve Standartları (her yaşta)
Beyanlar
- Fiziksel, sosyal ve matematiksel olayları modellemek ve yorumlamak için temsilleri kullanın
Okul Matematiği için Ortak Çekirdek Eyalet Uygulamaları ve Standartları
- MATH.PRACTICE.MP4 Matematik ile model.
Teknolojik Okuryazarlık Standartları - Tüm Yaşlar
Teknolojinin Doğası
- Standart 2: Öğrenciler teknolojinin temel kavramları hakkında bir anlayış geliştireceklerdir.
CSTA K-12 Bilgisayar Bilimleri Standartları 3-6. Sınıflar (11-14 yaş)
5.1 Seviye 1: Bilgisayar Bilimi ve Ben (L1)
Topluluk, Küresel ve Etik Etkiler (CI)
- Teknolojinin (örneğin, sosyal ağ oluşturma, siber zorbalık, mobil bilgi işlem ve iletişim, web teknolojileri, siber güvenlik ve sanallaştırma) kişisel yaşam ve toplum üzerindeki etkisini belirleyin.
CSTA K-12 Bilgisayar Bilimleri Standartları 6-9. Sınıflar (11-14 yaş)
- 2 Seviye 2: Bilgisayar Bilimi ve Topluluğu (L2)
- İşbirliği (CL)
- Eşli programlama, proje ekiplerinde çalışma ve grup aktif öğrenme etkinliklerine katılma gibi işbirlikçi uygulamaları kullanarak akranlar, uzmanlar ve diğerleriyle işbirliği yapın.
CSTA K-12 Bilgisayar Bilimleri Standartları 9-12. Sınıflar (14-18 yaş)
5.3.A Modern Dünyada Bilgisayar Bilimi (MWJ)
- Bilişimsel Düşünme (CT)
- Doğal olayları temsil etmek ve anlamak için modelleme ve simülasyonu kullanın.
CSTA K-12 Bilgisayar Bilimleri Standartları 9-12. Sınıflar (14-18 yaş)
5.3.B Bilgisayar Bilimi Kavramları ve Uygulamaları
- Bilişimsel Düşünme (CT)
8. Bilimsel hipotezleri formüle etmeye, iyileştirmeye ve test etmeye yardımcı olması için modeller ve simülasyonlar kullanın.
Öğrenci Kaynağı: Öğrendiklerinizi özetlemek.
Öğretmeniniz size sanal gerçeklik teknolojisi hakkında bazı videolar ve web siteleri gösterdi. Bu sayfada, kendi terminoloji kaynağınızı oluşturun. Cevaplar üzerinde anlaşmak için takım arkadaşlarınızla birlikte çalışın veya hatırlamadığınız bilgileri bulmak için İnternet'i kullanın.
- Sanal gerçekliğin ne olduğunu ve nasıl çalıştığını kısaca açıklayın.
- Anaglif Stereoskopik gözlükler '3D' yanılsaması yaratır. Neden işe yarıyor – yani, gözlerinizi nasıl kandırıyor?
- Teknoloji yeşil/kırmızı, kırmızı/camgöbeği olarak etiketlenmiştir. Sıra önemli. Niye ya?
- Bu bir deneme 'bilgisayar' dersidir. Bilgisayarla ne alakası var?
Öğrenci Çalışma Sayfası 1:
Bu çalışma sayfası, 3D VR ve Anaglyph Teknolojisini keşfetmeniz için size rehberlik eder. Öğretmeniniz sınıfınızı takımlar halinde organize etti. Bu alıştırmayı ekip olarak tamamlayın ve ekibinizden birinin bulgularınızı sunmasına hazır olun. Bu aktivite gayri resmi bir keşiftir.
- Grup olarak kaynak sayfasını tamamlayın. Bir şeyin cevabını bilmiyorsanız, başka bir gruptaki insanlara sorun. Sınıfta kimse hatırlamıyorsa, internete girin ve cevapları bulun. İlgili kaynakları bulma tekniği, bilgi işlem için kritik öneme sahiptir. Teknolojiler çok yeni olduğunda ve genellikle iyi belgelenmediğinde, arka plan araştırması yapabilmek çok önemlidir.
- Bir sonraki göreviniz biraz gayri resmi keşif yapmak. Öğretmeniniz size bilgisayar ekranında ya da kağıt üzerinde bazı görüntüler sunacaktır. Bazıları 'yeşil/kırmızı', bazıları ise 'kırmızı/camgöbeği' olarak tasarlanmıştır. Grubunuzda aşağıdaki soruları yanıtlayın, ardından kendi ek sorularınızı bulun.
- Grubunuzdaki herkes gerçekten 3B efekti elde edebilir mi? değilse neden?
- Kırmızı/camgöbeği camlı yeşil/kırmızı görüntüleri görebiliyor musunuz?
- Hangi teknoloji daha iyi çalışıyor gibi görünüyor? Niye ya? hepiniz katılıyor musunuz?
- Gözlüğü ters takarsanız ne olur? Hala çalışıyorlar mı? Değilse, neden olmasın?
- Önümüzdeki bir saat içinde 3D gözlüklerle bazı resmi testler yapacaksınız. Hazırlanmak için basit bir 3D görüntü oluşturmanız gerekecek. Grubunuzda, denemeniz için hangi resmi kullanacağınıza karar verin. Resmi bir saydamlık üzerine üç renkte çizmeniz gerekecek. Zamanınız varsa, çizimleri yapmaya başlayabilir veya sadece önerdiğiniz resmi buraya not edebilirsiniz. Veya resmi kağıdın arkasına çizin. Akılda tutulması gerekenler: Basit tutun: Resmi dört kez çizmeniz gerekecek. Ne tür görüntülerin en iyi etkiyi vereceğini düşünün.
Öğrenci Çalışma Sayfası 2:
Bu çalışma sayfası, 3D gözlüklerle denemeler yaparken size rehberlik eder.
Malzemeler:
- İki adet beyaz kağıt.
- Üç şeffaf sayfa.
- Birer kırmızı, yeşil ve camgöbeği olmak üzere üç kalıcı işaretleyici.
- Bir cetvel.
- Sonuçları bu sayfaya kaydetmek için bir kurşun kalem veya tükenmez kalem.
- Orijinal görüntüyü oluşturmak için kağıda yazmak için siyah renkte kalıcı olmayan bir işaretleyici.
- 3D gözlükler, en az birer yeşil/kırmızı ve kırmızı/camgöbeği.
Gol:
- Hangi teknolojinin tercih edildiği, yeşil/kırmızı veya kırmızı/camgöbeği ile ilgili verileri toplamak.
- İki görüntü için en uygun mesafeyi belirlemek için. (Sınıfınız 'iki görüntü arasındaki mesafenin' ne anlama geldiği konusunda anlaşmak zorunda kalacak.
Görev:
- Ekibinizin bir üyesinden bir parça kağıda çok basit bir resim çizmesini isteyin. (Belki bunu ilk bir saat içinde hazırladınız.) Öğretmeniniz tarafından tartışıldığı gibi görüntünün merkezini işaretleyin. Öğretmeniniz örnek resimler sağlayabilir.
- Çizimin üzerine bir şeffaflık sayfası yerleştirin ve kalıcı işaretleyicilerden birini kullanarak ekibinizden birinin çizimi kopyalamasını sağlayın.
- Kağıt çizimi ve saydam üzerinde yeni oluşturulan çizimi kullanarak, kalan renklerin her birine iki kopya daha çizin. Bitirdiğinizde, beyaz kağıt üzerinde siyah bir görüntü ve asetatlar üzerinde birer kırmızı, yeşil ve camgöbeği (veya mavi) içeren kopya görüntüleriniz olmalıdır. Çizimi siyah bir kenara koyun.
- Boş kağıdı masanın veya masanın üzerine yerleştirin. Üç saydam görüntüden ikisini tam olarak üst üste gelecek şekilde yerleştirin. Görüntüye aynı renklerle 3D gözlüklerle bakın. Örneğin, yeşil ve kırmızı resimleri seçtiyseniz, yeşil/kırmızı gözlükleri kullanın.
- 3D görüntünün ne zaman 'açıldığını' izleyerek görüntüleri yavaşça birbirinden ayırın. Onları hangi yöne hareket ettirmelisiniz? Görüntüler 'açıldığında', görüntüler arasındaki mesafeyi ölçün.
- 'Yeşil/kırmızı', 'kırmızı/camgöbeği' ile ilgili verilere sahip olmanız için diğer kombinasyonlar için 4. ve 5. adımları tekrarlayın. Vaktiniz varsa camgöbeği ile yeşili iki gözlük setinden birini kullanarak birleştirmeyi deneyin ve sonuçları kaydedin. Ekip üyeleri, kendileri için en iyi sonucu veren kombinasyonu belirtmelidir. Her kombinasyon için 3D efektini kaç kişinin görebileceğini not edin. Her bir kişi için görüntünün çıktığı mesafeye dikkat edin.
Sonuçlarınızı, tüm sınıfın sonuç çıkarabilmesi için öğretmeninizin sağladığı tabloya kaydedin. Sonuçlarınızı nihai analize katkıda bulunmaya hazır olun.
Ders Planı Tercümesi