Толықтырылған шынайылық технологияларын қолдану

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 26 бет
Таңдаулыға:

Толықтырылған шынайылық технологияларын қолдану

Мазмұны

Кіріспе

І тарау. ОҚЫТУДА ТОЛЫҚТЫРЫЛҒАН ШЫНАЙЫЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯЛАРЫН ҚОЛДАНУДЫҢ ТЕОРИЯЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ..

1.1. Толықтырылған шынайылық технологиясы: мәні, құралдары және іске асыру әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .

1.2. Оқу үдерісінде толықтырылған шынайылықты қолданудың практикалық тәжірибесін талдау ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ...
1.3 Оқу үдерісінде толықтырылған шынайылық қолданудың әдістемелік ерекшеліктері ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..

II тарау. ИНФОРМАТИКАДАН ТОЛЫҚТЫРЫЛҒАН ШЫНАЙЫЛЫҚ ЭЛЕМЕНТТЕРІН ӘЗІРЛЕУ ӘДІСТЕМЕСІ ... ... ... .

2.1. Виртуалды объектілерді құру және толықтырылған шынайылық технологиясын енгізу ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

2.2. Оқыту үшін толықтырылған шынайылық элементтерін дайындау бойынша әдістемелік ұсыныстар ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ...

2.3. Информатикадан толықтырылған шынайылық өнімдерін әзірлеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ..

Қосымша ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .

Кіріспе

Қазіргі кезде ақпараттық қоғам одан әрі дамып келеді, онда қызметтің басым түрі ақпараттық өнімді шығарумен байланысты. Адамның ақпаратпен қаншалықты тиімді жұмыс істей алатындығы оның осы қоғамға бірігуіне байланысты. Сонымен қатар, қазіргі заманғы мамандарға навигация жүргізу қажет болатын ақпараттық ағындар тұрақты түрде көбейіп, ақпаратпен жұмыс істеудің жаңа технологияларын (құралдар мен әдістер жиынтығын) дамытуды ынталандырады. Заманауи ақпараттық технологиялардың негізгі техникалық құралдары компьютер болып қалады, оның аппараттық және бағдарламалық жасақтамасы көптеген ақпараттық процестерді, соның ішінде телекоммуникациялық өзара әрекеттесуді автоматтандыруға мүмкіндік береді.
Қоғамды ақпараттандырудың негізгі бағыттарының бірі - білім беруді ақпараттандыру. Оларды оқытудың тиімділігі де, қазіргі қоғамдағы өмірге дайындығы да ақпараттық технологияларды қолдана отырып, іс-әрекеттің жалпыланған әдістерін меңгеруге байланысты.
Ақпараттық технология құралдарын оқу процесінде қолдану қажеттілігі мәселелерін теориялық тұрғыдан С.Л. Атанасян, Е.Ы. Бидайбеков, В.А. Бубнова, Я.А. Ваграменко, И.Б. Готской, С.Г. Григорьева, В.В. Гриншкун, О. Ю. Заславская, С.Д. Қаракөзова, А.М. Кондакова, В.А. Кудинова, А.А. Кузнецова, Д.Ш. Матрос, Н.И. Пак, И.В. Роберт, А.Л. Семенова, О.Г. Смолянинова, А.Н. Тихонова, А.Ю. Уварова және басқалар зерттеді.
Заманауи мектепте әр түрлі пәндерді оқытуда түрлі ақпараттық технологиялар құралдары қолданылады. Білім беруді ақпараттандыру құралдарына мысал ретінде презентация және әдебиет пен тарих сабақтарындағы виртуалды архивтер, геометрия сабақтарындағы көлемді модельдер, жобалау және еңбек сабақтарында компьютерлік жобалау жүйелері, физика сабақтарындағы физикалық тренажерлер немесе астрономия сабақтарындағы күн жүйесін модельдеу жатады. Бұл жағдайларда мектеп оқушылары ақпараттық технологиялардың көмегімен білім алады, бірақ ақпараттық технологияның өзі және оған кіретін құралдар (мысалы, технология және графикалық немесе мультимедиалық құралдармен жұмыс) тек құрал ретінде әрекет етеді.
Мектептің басқа пәндерімен салыстырғанда жалпы білім беретін информатика курсы ерекше қасиетке ие - ақпараттық технологиялар (дәлірек айтсақ, осы технологиялардың құралдары) тек оқыту құралы ғана емес, сонымен бірге зерттеу объектісі болып табылады. Сонымен, компьютер оқыту құралы ретінде де (оқушылар компьютерлік технологияларды қолдана отырып оқиды) және зерттеу объектісі ретінде де жұмыс істейді (оқушылар компьютердің өзін - оның аппараттық және бағдарламалық жасақтамасын зерттейді).
Ақпараттық технологияларды оқыту, оларды үздіксіз өздігінен білім алуға даярлау үшін оқу және практикалық міндеттерді шешу үшін ұтымды пайдалану информатика пәні бойынша жалпы білім беру курсының мазмұнының маңызды компоненті болып табылады және жалпы жалпы білім беру үшін үлкен маңызға ие. Базалық мектептің информатика курсында ақпараттық технологияларды оқытудың ерекшеліктерін сипаттаудың қажеттілігі мен сипаттамасының негізін И.Н. Антипова, С.А. Бешенкова, Л.Л. Босова, Е.П. Велихова, А.Г. Хейн, А.П. Ершова, В.Г. Житомирский, Т.Б. Захарова, Г.А. Звенигородский, В.А. Каймина, А.А. Кузнецова, А.Г. Кушниренко, М.П. Лапчик, Г.В. Лебедева, И.В. Левченко, В.С. Леднева, Б.Н. Наумова, Ю.А. Первина, Т.Н. Суворова, Е.К. Хеннер, С.И. Шварцбурд, Е.E.Бидайбеков және Салгараева, Г.И.басқалары зерттеді.
Қазіргі кезде оқушыларды бүгінгі технологияларды ғана емес, сонымен қатар болашақта пайда болатын технологияларды қолдануға дайындауға бағытталған осындай оқытудың мазмұнын қалыптастыру проблемасы өзекті болып табылады. Бұл оқыту үдерісіне, оқушының күнделікті өміріне ең жаңа ақпараттық технологияларды енгізуге және әртүрлі академиялық пәндерде, соның ішінде информатикада оқытудың тиімділігін арттыруға ықпал етеді. Келесі ұрпақтың ақпараттық технологиялары арасында мультимедиялық ресурстармен өзара әрекеттесу технологияларын бөлуге болады. Ең алдымен, бұл шынайылық шынайылық сияқты технологияларды қолданатын виртуалды нысандармен өзара әрекеттесудің жаңа тәсілдері.
Қолданыстағы тәсілдердің бірі шынайылықты нақты уақыт режимінде компьютерлік технологияның тиісті аппараттық және бағдарламалық жасақтамасын қолдана отырып, физикалық әлемді сандық деректермен тікелей немесе жанама толықтыратын орта ретінде анықтайды. Толықтырылған шынайылық технологиясын қолдану виртуалды әлемнің шынымен жоғары интеграциялануына қол жеткізуге мүмкіндік береді. Бұл технология ақпаратты визуалдаудың жаңа деңгейіне шығуға мүмкіндік береді. Толықтырылған шынайылық технологиясымен жұмыс істеу үшін Google Glass, MS HoloLens, Google ARCore, Apple ARKit және т.б. сияқты компьютерлік платформалар қолданылады.
Бұл технологияның басты ерекшелігі - білім беру жүйесіне біртіндеп енгізіліп жатқан виртуалды шынайылық жетіспейтін бізді қоршаған нақты әлеммен тікелей байланыс. Толықтырылған шынайылық технологиясы қоршаған әлемдегі виртуалды және нақты объектілерді бір уақытта көруге және пайдалануға мүмкіндік береді. Толықтырылған шынайылық технологиясының негізгі анықтамалары, сондай-ақ оны білім беру үдерісінде қолданудың кейбір ерекшеліктері мен мүмкіндіктерін Р. Азума, Ф. Киссино, Т. Кодела, А.С. Конушин, П. Милграм, С.К. Онга, В.Р. Роганова, М. Сайрио, Б. Ченг, М.Л. Юань және басқалар зерттеген.
Толықтырылған шынайылық технологиясын пайдаланудың артықшылықтарына:
- Ақпараттық объект (жазулар, суреттер, көлемдік модельдер және т.б.) мүмкіндік;
- Материалды объектілерге қоршаған ортаға байланысты мүмкіндік;
- Нақты уақыт режимінде компьютерлік технологияны, орналастыру мүмкіндігі;
- Нақты кеңістіктегі виртуалды объектілерді манипуляциялау мүмкіндігі жатады.
Бұл технологияны қолданудың проблемалық аспектілеріне виртуалды және нақты әлем интеграциясының күрделілігі, атап айтқанда тану, орналастыру және ақпарат шығару проблемалары, сондай-ақ нақты объектілерді виртуалдыға ауыстырудың кейбір жағдайларда негізсіздігі жатады.
Бүгінгі таңда білім беруде шынайылық технологиясын қолдану саласында салыстырмалы түрде аз ғылыми зерттеулер жүргізілді. Осы проблемамен айналысатын ғалымдардың ішінде С. Джохим, Х. Кауфман, Л.Л. Лопес, Б.Мейер, Т.Нослони. Олардың еңбектері шынайылық құралдарын білім беруде пайдаланудың артықшылықтарын сипаттайды, сонымен қатар осы технологияны оқу процесінде қолдануға байланысты білім беру міндеттерін ұсынады. Толықтырылған шынайылық технологиясына негізделген білім беруді ақпараттандырудың көрнекі құралдарының қатарында Aurasma, MITAR және шынайылық орталарды атап өтуге болады.
Толықтырылған шынайылық технологиясын мектеп оқушыларының информатиканы оқыту жүйесіне енгізудің теориялық мәселелері әлі зерттелмеген. Шынайылық технологиясын негізгі мектепте информатика сабағында қолдану мен оқыту қажеттілігі екі негізгі себеппен негізделген. Біріншіден, толықтырылған шынайылық технологиясын қолдану информатиканы оқытудың тиімділігін едәуір арттыра алады, өйткені бұл технология көрнекіліктің жоғарылауы, бұрын мүмкін болмайтын зертханалық жұмыстар жүргізу, сондай-ақ ақпараттық технологиялардың интеграциялану дәрежесін арттыру сияқты бірқатар ерекше артықшылықтарға ие. Екіншіден, толықтырылған шынайылық технологиясы қазіргі заманғы адамның күнделікті өміріне және кәсіби қызметіне ене бастайды, демек, информатиканың жалпы білім беру курсының бөлігі ретінде осындай технологиялармен жұмыс жасауды үйрету қажет. Өкінішке орай, шынайылық технологиясының білім беру үдерісі үшін айқын маңыздылығына қарамастан, базалық мектепте информатиканы оқытудың қазіргі әдістемелік жүйесінде зерттеу объектісі ретінде де, оқыту құралы ретінде де осындай ақпараттық технологиялар жоқ.
Сонымен, мектепте информатиканы оқытудың тиімділігін арттыру үшін ақпараттық технологиялар құралдарын пайдалану қажеттілігі, бір жағынан, толықтырылған шынайылық технологиясы сияқты қазіргі заманғы ақпараттық технологиялардың маңызды білім беру әлеуеті мен жеткіліксіздігі арасындағы қайшылықты анықтауға болады.
Зерттеу проблемасы: мектепте информатиканы оқытудың тиімділігін арттыру үшін толықтырылған шынайылық технологиясын қолдану мүмкіндігі мен орындылығын теориялық тұрғыдан негіздеу, толықтырылған шынайылық технологиясын қолдана отырып информатиканы оқытуда пайдаланылатын өнімдерді әзірлеу.
Қазіргі уақытта толықтырылған шынайылық (AR) білім беру процесін ұйымдастырудың перспективті технологиясы болып саналады. Бұл технология шынымен де маңызды және дәстүрлі оқыту әдістеріне қарағанда бірқатар артықшылықтарға ие болғанымен, оны білім беру процесіне енгізуде бірқатар проблемалар бар.
Жалпы жағдайда, толықтырылған шынайылық-бұл қабылдау өрісіне құрылғылар мен бағдарламалық жасақтаманың көмегімен орналастырылған нақты және қосымша нысандардың байланысы.
2018-2019 жылғы статистикаға сәйкес, қазіргі уақытта орта және жоғары мектеп оқушыларының 95% - дан астамы смартфондарды пайдаланады. Осыған қарамастан, егер білім беру процесінде толықтырылған шынайылық технологиялары қолданылса, оқушыға смартфон немесе планшеттің болмауы шешуші теріс фактор болып табылмайды, өйткені олар сыныптастарының смартфонын немесе онымен бірге пайдалану мүмкіндігі бар.
Осылайша, оқытуда толықтырылған шынайылық технологиясын қолданудың өзектілігі оқытудың көрнекілігі мен оқушылардың оған деген қызығушылығын арттыру болып табылады.
Зерттеудің мақсаты: информатика пәні бойынша білім беру процесін ұйымдастырудың инновациялық технологиясы ретінде толықтырылған шынайылық технологиясын қолдану мүмкіндіктерін зерттеу.
Осы мақсатқа жету үшін зерттеудің келесі міндеттері тұжырымдалды:
1. Толықтырылған шынайылық технологияларын дамыту саласындағы әдебиеттер мен интернет көздеріне, сондай-ақ оны оқыту үшін пайдалану тәсілдеріне талдау жасау.
2. Толықтырылған шынайылық технологиясын, сондай-ақ оны информатиканы оқыту үшін қолдану ерекшеліктеріне талдау жасау.
3. Мектеп оқушыларына информатика пәнін оқытуда қолдану үшін толықтырылған шынайылық өнімдерін әзірлеу.
4. Әзірленген өнімді және толықтырылған нақтылық объектілерін сынақтан өткізу.
5. Толықтырылған шынайылық өнімдерін әзірлеу бойынша әдістемелік ұсыныстарды тұжырымдау.
Зерттеу гипотезасы: оқытуда толықтырылған шынайылық элементтерін қолдану білім беру мазмұнының көрнекілігін, танымдық іс-әрекетке деген қызығушылықты, оқу мәселелерін шешу үшін гаджеттерді қолдануға деген ынтаны арттыруға мүмкіндік береді.
Зерттеу нысаны: информатиканы оқыту процесі.
Зерттеу пәні: оқытуда шынайлық технологиясын қолдануда оқыту курстарын әзірлеу.
Зерттеу әдістері: Педагогикалық (мектептегі информатиканы оқыту әдістемесі бойынша оқу-әдістемелік әдебиеттерді талдау; дәстүрлі оқыту құралдарын интерактивті құралдарымен салыстыру; білім беру процесінде, оның ішінде информатика сабақтарында және сабақтан тыс іс-әрекетте толықтырылған шынайылық технологиясы құралдарын пайдалану мүмкіндіктерін талдау).
Зерттеуден күтілетін нәтижелер: Жалпы жағдайда, шынайылық бұл кез-келген құрылғылардың (планшеттер, веб-камералар, смартфондар және т.б.) және бағдарламалық жасақтаманың көмегімен қабылдау өрісіне орналастырылған нақты және қосымша нысандардың үйлесімі.
Осы зерттеуде келесі нәтижелер күтіледі:
1. Толықтырылған шынайылық технологияларын дамыту саласындағы әдебиеттер мен интернет көздеріне, сондай-ақ оны оқыту үшін пайдалану тәсілдеріне талдау жасалынады.
2. Толықтырылған шынайылық технологиясын, сондай-ақ оны информатиканы оқыту үшін қолдану ерекшеліктеріне талдау жасау.
3. Мектеп оқушыларына информатика пәнін оқытуда қолдану үшін толықтырылған шынайылық өнімдерін әзірленеді.
4. Әзірленген өнімді және толықтырылған нақтылық объектілерін сынақтан өткізіледі.
5. Толықтырылған шынайылық өнімдерін әзірлеу бойынша әдістемелік ұсыныстарды тұжырымдалады.
Қазіргі уақытта жаһандық ақпараттандыру, компьютерлендіру, жаңа ақпараттық технологияларды (АТ) пайдалану аясында мектеп пәндеріне, оның ішінде информатикаға оқыту құралдарын жетілдіруде объективті қажеттілік туындайды. Толықтырылған шынайылық технологиясы (AR) шын мәнінде маңызды және дәстүрлі оқыту әдістеріне қарағанда бірқатар артықшылықтарға ие болғанымен, оны білім беру процесіне енгізуде бірқатар проблемалар бар.
Осылайша, информатиканы оқыту сапасын жақсарту үшін толықтырылған шынайылық технологиясы сияқты заманауи IT қолдану әлеуеті мен информатика мектебінде толықтырылған шынайылық технологиясын қолдану әдістемесінің болмауы арасындағы қайшылықты ажыратуға болады.
Дипломдық жұмыс кіріспеден, екі тараудан, қорытындыдан, пайдаланған әдебиеттер тізімінен және қосымшалардан тұрады.

І ТАРАУ Оқытуда толықтырылған шынайылық технологияларын қолданудың теориялық негіздері

1.1. Толықтырылған шынайылық технологиясы: мәні, құралдары және іске асыру әдістері

Толықтырылған шынайылық технологиясының жұмыс принципі белгілі бір виртуалды объектіні (графика, мәтін, аудио, видео және т.б.) нақты уақыт режимінде қоршаған әлемнің нақты объектісіне қою механизмінен тұрады. Осы саладағы зерттеу бағыты айқын анықталған терминмен белгіленеді - Augmented Reality (толықтырылған шынайылық), қысқартылған - AR-технологиясы.
Толықтырылған шынайылықты қолданатын қосымшалар жақында кең танымал болғанына қарамастан, бұл технологияны ең жаңа деп айту қиын.
ХХ ғасырдың 70-ші жылдары Гарвард университетінің профессоры А.Сазерленд оқушыларімен бірге бір шынайылықты (табиғи) екіншісіне (виртуалды) толықтыруға мүмкіндік берді (сурет. 1).
Қазіргі уақытта IT сарапшылары толықтырылған шынайылық тұжырымдамасын, оның ішінде толықтырылған шынайылық және виртуалды шынайылық, жұмыс және оқу процестерін, әлеуметтік және бос уақытты сүйемелдеуді ұйымдастыруға деген көзқарастарды түбегейлі өзгертуге мүмкіндік беретін дамудың негізгі трендіне бөледі.

Сурет 1. Толықтырылған шынайылық көзілдірігі
Бүгінгі таңда толықтырылған шынайылық контекстік ақпаратты визуализациялаудың қуатты құралы және оны адамға жеткізудің эргономикалық әдісі болып табылады. AR технологиясын қолдану қазіргі уақытта бизнес және ойын-сауық салаларында жиі кездеседі: жарнамалық стендтер мен анимациялық презентациялар жасалуда, 3D модельдері жасалуда, негізгі және нақты кәсіби дағдылар тренажерлері күрделі инженерлік және қолөнер жұмыстарына нұсқаулық қолдау және тағы басқалар. Мысалы, бүгінгі таңда смартфондар мен планшеттерді пайдаланушылар өз бөлмелерін, пәтерлерін, үйлерін белгілі бір жиһаз дүкенінен жиһазбен жабдықтауға мүмкіндігі бар, сондықтан әлеуетті сатып алушылар интерьердің осы немесе басқа нысаны оларға қаншалықты сәйкес келетінін түсінеді.
Әрине, компьютерлік технологияның дамуы оқу технологиясына әсер ете бастайды, олардың құралдары мен әдістерін байытады, оқу процесінің мүмкіндіктерін кеңейтеді. Кейбір виртуалды нысандарды бастапқыда жоқ белгілі бір ортаға орналастыру ерекше білім беру тәжірибесін модельдеуге мүмкіндік береді.
Сонымен бірге, толықтырылған шынайылық технологиялары әлі күнге дейін пәнді оқу-әдістемелік қамтамасыз етуді ұсынудың экзотикалық құралы болып табылады. Бұл көбінесе ақпаратты көрсету үшін графикалық пайдаланушы интерфейсінің көрінісін қамтамасыз ететін экран арқылы адам-компьютерлік өзара әрекеттесуді ұйымдастырудың ерекшеліктеріне байланысты шектеулерге байланысты.
Шынайылық технологиясын танымал ету компьютерлік сауаттылықтың жалпы деңгейін арттыруға, ақпараттық технологияларды адам қызметінің барлық салаларына таратуға, мобильді компьютерлік құрылғылар мен ойын индустриясының қарқынды дамуына ықпал етеді. Сонымен, технологияның нағыз серпілісі Pokemon Go ойыны шыққаннан кейін орын алды: қоршаған ортаға 3D объектілер мен арнайы белгілердің қойылуы пайдаланушылардың үлкен қызығушылығын, теле және әлеуметтік желілерде резонанс тудырды.
Неміс зерттеушілері Д. Шмальстиг және Д. Вагнер толықтырылған шынайылыққа алғашқы мобильді құрылғыларды бейімдегенін ескерсек, ХХІ ғасырда қолдану салалары әртүрлі салаларда, соның ішінде кадрларды даярлауға, автомобильдердің құрылысына, дизайнына клиенттерді тартуға арналады.
Толықтырылыған шынайылықтың ең кең таралған технологиясы ол маркетинг саласы. Потенциалды сатып алушыда ұсынылған өнімді сатып алуға деген ұмтылыс пайда болуы үшін оған тауарды кез-келген қызығушылық тұрғысынан жеке зерттеуге мүмкіндік беру қажет. Бұған AR технологиясы көмектеседі. Мысалы, оның көмегі арқылы бүгін сіз киім мен түрлі аксессуарларды киіп көруге, түрлі косметика немесе макияж, шаш, тіпті автокөлікті сынап көре аласыз.
Геолокация және туризм саласында да толықтырылған шынайылық технологиясы кеңінен таралған. Бүгінгі таңда көптеген смартфондарда Gps навигаторлар бар, сонымен қатар мамандандырылған құрылғылар бар. Ғарыштағы құрылғыны бақылау функциясының арқасында толықтырылған шынайылық технологиясы жерді шарлауға, маршрут жасауға, кездескен көрікті жерлер туралы ақпаратты зерттеуге мүмкіндік береді. Осы типтегі ең көп таралған бағдарлама - 2Gis жүйесі.
Толықтырылған шынайылық медицинада да белсенді қолданылады. Негізінен мұндай қосымшалар білім беру мақсатына ие: әрине, медициналық сипаттағы білімді тәжірибеге енгізу осы технология көмектесетін қарапайым нәрселерден басталуы керек. Мысалы, пальпация процесін үйретуге мүмкіндік беретін Palpsim AR бағдарламасы бар. Сонымен қатар, кез-келген сенсорсыз науқастың жағдайын бақылауға мүмкіндік беретін Artechnologies-ті қолдануға негізделген бағдарламалық жасақтама әзірленді.
Сәулет пен құрылыста толықтырылған шынайылықты қолдану өте перспективалы. Осы технологияны қолдана отырып, сурет салған сәулетші планшеттің немесе смартфонның экранында оның негізінде болжанған нәтижені көруге мүмкіндік алады. Бұл мүмкін клиенттерге немесе сатып алушыларға болашақ жұмыс нәтижелерін көрсетуге мүмкіндік беріп қана қоймайды, сонымен қатар пайдалы, өйткені дұрыс салынбаған сурет бірден анықталады және бастапқы кезеңде құрылыс кезінде бірқатар қателіктерден аулақ болуға болады.
Толықтырылған шынайылық технологиясы ойын индустриясында қолданылады. Пайдаланушының қоршаған ортасына виртуалды шынайылықты қабаттастыруға негізделген тапсырмалар өте танымал, оның жарқын мысалы ретінде Pokemon Go ойынын атауға болады, ол толықтырылған шынайылықтың Gps меткаларына негізделген смартфондардағы ойын болып табылады.
Толықтырылған шынайылық технологиясы өнеркәсіптің әртүрлі түрлерінде, соның ішінде авиация мен автомобильдерде қолданылады. Бұл технологияны қолдану автомобильдер мен басқа да жабдықтарды өндіруге кететін уақытты едәуір қысқартады, сонымен қатар өндіріс қателерін азайтады. Мысалы, Boeing компаниясының баяндамасының деректеріне сүйене отырып, Google Glass-ты пайдалану өндіріс уақытын төрттен бір бөлікке қысқартуға және қателер санын екі есеге қысқартуға мүмкіндік берді, ал OPS Solutions толықтырылған шынайылық проекциялық жүйесі Fiat Chrysler Automobiles (FCA) концернінің жұмысшыларына құрастыру процесінің әрбір кезеңінде келесі қадам туралы көрнекі ақпарат алуға мүмкіндік берді. Жақында толықтырылған шынайылық туралы балалар кітаптары танымал бола бастады. Мұндай кітаптарды дүкеннен сатып алуға немесе интернет арқылы тапсырыс беруге болады. Сатып алынған кітап үшін арнайы жасалған қосымшаны жүктеп алып, оны смартфонға немесе планшетке орнатып, пайдаланушыға кітапта басылған суреттерді жандандыру мүмкіндігі беріледі. Мысалы, мұндай басылымға Орман шынайылыққа толы 3D кітабы.
Толықтырылған шынайылық білім беруде де қолданылады. Бұл тақырып диплом жұмысының екінші тарауында айтылады.
AR Қосымшаларының принциптері. Толықтырылған шынайылық жұмысының ерекшелігі-ол бағдарламалық түрде екі тәуелсіз кеңістікті визуалды түрде біріктіреді: нақты объектілер әлемі және компьютерде жасалған виртуалды әлем.
Жаңа виртуалды орта бұрын бағдарламаланған виртуалды нысандарды камерадан бейне сигналдың үстіне қою арқылы қалыптасады және арнайы маркерлерді қолдану арқылы интерактивті болады.
Толықтырылған шынайылық технологиясы ойын-сауық және жарнамалық мақсаттар үшін ғана емес, сонымен қатар қосымшалар медициналық, әскери, білім беру салаларында да бар.
Толықтырылған шынайылық технологиясының негізі оптикалық трекинг жүйесі болып табылады. Бұл жүйе камераны көздері, ал маркерлер қолдар деп елестетуге болатындығын білдіреді. Әр маркер үшін белгілі бір әрекет немесе 3D нысаны бағдарламаланған. Сапалы, жақсы маркерлер-бұл камера кейінірек оқитын көптеген ерекшеліктері немесе нүктелері бар суреттер: бұл маркерлер арасындағы шатасуды болдырмау үшін қажет. Осылайша, камера нақты әлемдегі маркерлерді таниды, оларды виртуалды ортаға оқиды, бір (виртуалды) шынайылықты екіншісіне қояды және осылайша толықтырылыған шынайылық әлемін жасайды.
Қазіргі уақытта толықтырылған шынайылық технологиялары үш бағытта дамуда:
Маркасыз технология (сурет.2). Ол арнайы тану алгоритмдері бойынша жұмыс істейді, онда виртуалды тор камера түсірген қоршаған ортаға қойылады. Мұндай торда бағдарламалық алгоритмдер виртуалды модельді немесе нысанды нақты орынды анықтауға көмектесетін арнайы анықтамалық нүктелерді табады. Бұл технологияның артықшылығы-нақты әлем объектілері өздері маркерлер болып табылады, яғни арнайы визуалды идентификаторларды құрудың қажеті жоқ. Осы технологиядағы белгіні таңдаудағы басты критерий-кескін немесе объект өздігінен және қоршаған ортаға қатысты қарама-қайшы болуы керек, камера оларды басқа белгілер арасында дұрыс тануы үшін жеткілікті қолдау нүктелеріне ие болуы керек.

Сурет 2. Маркерсіз технологияны қолдану кезінде сапалы белгінің мысалдары
1. Маркерлерге немесе белгілерге негізделген технология (3 - сурет). Бұл технология ыңғайлы, өйткені маркерлер камерамен оңай танылады, сонымен қатар виртуалды модель үшін орынды қатайтады. Бұл технологияны пайдалану кезінде сәтсіздіктер ықтималдығы аз. Маркер құрылымы мен сыртқы түрі бойынша QR кодтарын еске түсіреді, олар сонымен қатар толықтырылған шынайылық технологиясының бөлігі болып табылады. Маркерлік технологияны (ең қарапайым және танымал) келесі процестермен сипаттауға болады: нақты әлем объектісін камерамен түсіру және бейне ағынын компьютерге беру; компьютердің бағдарламалық жасақтамасының бейне кескін кадрларын талдауы және арнайы белгілердің (маркерлер, триггерлер) болуын іздеу; маркерлерге қатысты камераның орнын есептеу; бейнекадрдағы виртуалды объектіні салу; виртуалды объектінің маркерінің орнында көрсету.

Сурет 3. Маркерді технологияларды пайдалану кезінде сапалы белгілердің мысалдары
1. GPS белгілеріне байланыстыру технологиясы. Кез-келген смартфонда объектінің орналасқан жерін бақылайтын GPS сенсоры бар. Виртуалды объектінің орны оның кеңістіктегі координаттарымен анықталады. Егер GPS координаттары виртуалды объектінің координаттарына сәйкес келсе, бағдарлама іске қосылады. Кеңістіктік технология қоршаған кеңістіктегі реперлік нүктелерді анықтауға және GPS геолокация жүйелерін қолдана отырып, пайдаланушының салыстырмалы жағдайын есептеуге негізделген. Ашық кеңістіктегі координаттар виртуалды объектінің орнын анықтайды.
Толықтырылған шынайылық элементтерін әзірлеудің маркерсіз технологиясын қолдануды таңдау керек, өйткені мұндай кескіндер олардың құрылымында арнайы белгілердің болмауына байланысты оқушының назарын аударады, яғни іс жүзінде толықтырылған шынайылық технологияларымен таныс емес адамдар үшін белгілі бір ғажайып орын алады: қарапайым сурет 3D объектісіне, бейнеге немесе басқа элементке айналады.
Сонымен қатар, маркерсіз технологияны қолдану белгілі бір тақырыпты зерттеу және оған қатысты практикалық жұмыстарды жүргізу кезінде оқу орындарында қолданылатын көрнекі баспа материалдарын әдістемелік бөлікке енгізу тұрғысынан қосымша артықшылықтарға ие.
Толықтырылған шынайылық жүйелерін жіктеу және салыстыру. Толықтырылған шынайылықты дамыту құралдары бағдарламалық өнімдердің кең спектрімен ұсынылған. Әр құралдың негізіндегі технологиялар, әдетте, айтарлықтай айырмашылықтарға ие. Толықтырылған шынайылық технологияларын қолдана отырып қосымшаларды әзірлеу үшін келесі қол жетімді тәсілдер бар:
a) нысандарды бақылау, суретке түсіру, тану және өңдеудің әртүрлі алгоритмдерін қамтитын және әртүрлі құрылғылар мен платформаларды қолдайтын дайын кітапханаларды пайдалану;
b) кеңістікті сканерлеу және объектілерді оптикалық тану, пайдаланушының орналасқан жерін анықтау, деректер массивтерін сақтау (мысалы, маркерлер) үшін бағдарламалық жасақтамаға қол жеткізуге мүмкіндік беретін браузерлерді (ақылы ақысыз) пайдалану.
Суретті тану және бақылау - бұл шынайылық қосымшаларының негізгі функциясы. Мобильді бағдарламалық жасақтамаға камераны көру алгоритмдері және суреттерді бақылау үшін жасанды интеллект кіреді. Көптеген жақтаулар сонымен қатар iOS немесе Android платформаларына бағытталған (мысалы, Windows-пен үйлесімді құралдарды таңдау өте шектеулі). Қазіргі заманғы смартфондар геолокациялық модульдермен де, жоғары ажыратымдылықтағы камералармен де жабдықталған, сондықтан мобильді құрылғылар үшін толықтырылған шынайылық қосымшаларын жасау оңайырақ.
Виртуалды кескіндер мен графикалық эффектілерді жасау Unity ойын қозғалтқышы немесе OpenSceneGraph сияқты көп функциялы құралдарды қолдануды қажет етеді. Таңдау модельдендірілген мазмұнның графикалық тұрғыдан қаншалықты күрделі болуына байланысты.
1-кестеде кейбір қолданыстағы SDK (software development kit) - әзірлеу құралдары жиынтығының салыстырмалы сипаттамалары келтірілген
Ar-қосымшалар. Бұл жағдайда жұмыс нәтижесі-Google Play немесе AppStore-да орналастырылған жеке бағдарлама.

кесте.

Қолдау көрсетілетін платформалар
Функциялар
Пайдалану шарттары
Vuforia
Android, iOS, UWP және Unity
көрнекі нысандардың әртүрлі түрлерін тану, мәтін мен қоршаған ортаны тану, VuMark (сурет пен QR кодының тіркесімі)
Vuforia су белгісімен тегін; ақылы және су белгісі жоқ - $99
EasyAR
Android, iOS, UWP,
Windows, OS X және
Unity
3D нысандарын тану, қоршаған ортаны қабылдау, бұлтты тану, ақылды көзілдірікпен жұмыс істеу, бұлтты қосымшаларды орналастыру
тегін
Wikitude

Android, iOS,
смарт-көзілдіріктер
суретті тану және бақылау, SLAM негізіндегі үш өлшемді бақылау технологиясы, GEO Data (жақсартылған географиялық деректерді басқару), бұлтты тану (бұлтта кескін дерекқорларын сақтауға мүмкіндік береді)
су белгісімен тегін, ақылы - Euro1990 бастап.
ARToolKit

Android, iOS, Linux,
Windows, OS X және
смарт-көзілдіріктер
құрылғының жағдайын бақылау, жалпақ кескінді бақылау, камераны калибрлеу, оптикалық дулыға мен көзілдірікті қолдау, тегін бағдарламалық жасақтама, ашық бастапқы код, қосымшалардың оңтайлы жылдамдығы
тегін
Kudan
Android, iOS
қарапайым суреттер мен 3D нысандарын тану
тегін-тестілеу үшін

Unity редакторындағы мәліметтер базасы
aқылы 1230$

Оқу үдерісінде толықтырылған шынайылықты қолданудың практикалық тәжірибесін талдау

Қазіргі даму кезеңінде толықтырылған шынайылықтың компьютерлік технологиялары оқыту технологияларына әсер ете бастайды, олардың құралдары мен әдістерін байытады, дидактикалық және танымдық қабілеттерін кеңейтеді. Виртуалды нысандарды белгілі бір ортада орналастыру, олар бастапқыда жоқ, ерекше білім беру тәжірибесін модельдеуге мүмкіндік береді.
Бүгінгі таңда адам сенімді ақпаратты тез тауып, талдап, жалпылап, болжау үшін қолдана білуі керек. Білім беру нәтижелеріне қойылатын стандарттардың талаптары қазіргі заманғы компьютерлік құрылғылар мен технологиялар саласында құзыреттерді игерудің маңыздылығын да көрсетеді. Сонымен бірге, толықтырылған шынайылық технологиялары әлі күнге дейін пәнді оқу-әдістемелік қамтамасыз етуді ұсынудың экзотикалық құралы болып табылады. Бұл көбінесе ақпаратты көрсету үшін графикалық пайдаланушы интерфейсінің көрінісін қамтамасыз ететін экран арқылы адам-компьютерлік өзара әрекеттесуді ұйымдастырудың ерекшеліктеріне байланысты шектеулерге байланысты.
Оқыту әрқашан пәнге және таным процесіне қызығушылық туындаған кезде тиімдірек болады - бұл, ең алдымен, мұғалімдердің оқу іс-әрекетін ұйымдастыруда толықтырылған шынайылық элементтерін қолдануға деген ұмтылысына байланысты. Оқытуда толықтырылған шынайылықты сәтті пайдалану тәжірибесінің мысалдарын келтіруге болады:
- оқу мазмұнына қосымша ақпарат қосу-адамның қысқаша өмірбаяны, тарихи фактілер, оқиға орнынан алынған фотосуреттер, көрнекі 2D және 3D модельдер, бұл анимациялық мазмұнды қызықты, технологиялық тұрғыдан заманауи етеді, тақырыпты кеңірек және терең түсінуге ықпал етеді;
- оқытушының әдістемелік ұсыныстарымен тапсырмалар мен оқу мәтінін сүйемелдеу-оқушылар кітаптың белгілі бір элементтерін сканерлеп, мұғалімнен мәтіндік, аудио видео кеңестер ала алады немесе тақырыпты оқу кестесі, бақылау сынақтары, басқа оқушылармен оқу мәселелерін талқылау үшін байланыс тәсілдері туралы пайдалы ақпарат ала алады;
-3D моделіндегі күрделі нысандарды өзара әрекеттесу мүмкіндігімен визуализациялау (мөлдірлік, түс схемасы, стильдер), бұл дерексіз ақпаратты қабылдауды және мәтінді түсінуді жеңілдетеді;
- (математика, физика, химия, сызу, техникалық ғылымдар және т. б.));
- teaser оқу мазмұнын (пазл), зейінді арттыруға, зияткерлік қабілеттерін дамытуға, жағымды эмоциялар мен оқу іс-әрекетіне деген қызығушылықты арттыруға ықпал ететін проблемалық немесе ойын тапсырмаларын толықтыру.
Оқыту үшін толықтырылған шынайылық технологияларын қолдану саласындағы зерттеулер мен әзірлемелердің үш бағытын бөліп көрсетуге болады: орта және кәсіптік білім беру, өздігінен білім алу, бастауыш білім беру және балаларды оқыту. Арнайы бағыттар бойынша толықтырылған шынайылықтың бірнеше танымал қосымшаларын ұсынамыз:
DAQRI (iOS Android) Elements 4d химиялық элементтер мен олардың өзара әрекеттесуін зерттеуге мүмкіндік береді. Жоба аясында 6 интерактивті блок (36 элемент) құрылды. Бағдарламаны іске қосу үшін баспа карталарында триггерлер қажет. Кеңейтілген нақтылық элементтерін қолдана отырып, жоғары, орта және бастауыш мектептерге арналған сабақ жоспарлары жасалады.
DAQRI ұсынған Anatomy 4D (iOS Android) - толықтырылған шынайылық энциклопедиясы. ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.