Аннотация 2
Введение 5
Глава 1 Анализ актуальности технологии дополненной реальности и постановка задачи 7
1.1 Обзор истории развития графических интерфейсов и технологий дополненной и виртуальной реальности 7
1.2 Анализ актуальности использования технологии дополненной реальности 9
1.3 Выбор инструментария для реализации программного модуля 12
Глава 2 Описание математической модели дополненной реальности и разработка программного модуля 16
2.1 Методика компьютерного зрения в дополненной реальности 16
2.2 Описание математической модели дополненной реальности 23
2.3 Реализация программного модуля 28
Глава 3 Тестирование и корректировка разработанного программного модуля 43
3.1 Проведение вычислительных экспериментов 43
3.2 Корректировка разработанной информационной технологии для обработки математических данных 45
Заключение 50
Список используемой литературы 51
Дополненная реальность является одной из самых перспективных и быстроразвивающихся технологий в сфере информационных технологий. Область её применения весьма широка: начиная с игр и развлекательных приложений и заканчивая приложениями для подготовки и проведения хирургических операций. Главное достоинство приложения с технологией дополненной реальности - наглядность, которая способствует лучшему усвоению информации. Благодаря этому технология получила широкое распространение в сфере образования.
На протяжение последних двадцати лет школы и другие образовательные учреждения по всему миру спешно применяют информационные технологии для упрощения процесса обучения, а также увеличения степени вовлечённости учеников и студентов в данный процесс.
В данных условиях было решено поставить задачу на создание модели дополненной реальности, а также разработать на её основе мобильное приложение с использованием технологии дополненной реальности для обучения основам правил дорожного движения.
Актуальность AR-моделирования обусловлена тем, что оно открывает новые возможности для изучения теории и совершенствования практических навыков. Практическое объединение виртуального и реального опыта обогащает личностно-ориентированную деятельность обучающихся, позволяет визуализировать, просматривать и изучать совершенно любые учебные пособия, повышая тем самым уровень качества образования.
Цель работы - создание модели дополненной реальности и разработка на её основе программного модуля для обучения детей основам ПДД.
Объектом исследования является изучение и анализ основных алгоритмов и методов для разработки приложения дополненной реальности.
Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:
• анализ существующих реализаций,
• описание модели дополненной реальности и реализация программного модуля,
• тестирование и корректировка программного модуля.
Данная работа включает в себя введение, три главы, заключение и список литературы.
В первой главе рассматривается история возникновения технологии дополненной реальности, актуальность её использования и постановка задачи на исследовательскую работу.
Во второй главе описываются метод компьютерного зрения, математическая модель и разработка программного модуля.
В третей главе описан процесс тестирования программного модуля, а также корректировки внесённые в код программы.
В выпускной квалификационной работе были рассмотрены методы компьютерного зрения и трекинга, описана математическая модель дополненной реальности, разработан, а также протестирован, программный модуль для реализации данной модели.
В результате работы была получена математическая модель дополненной реальности, которая может быть использована для разработки приложений с технологией дополненной реальности. На основе описанной методики компьютерного зрения созданы маркеры для их дальнейшего трекинга приложением.
Также было реализовано приложение с использованием технологии дополненной реальности для обучения детей основам правил дорожного движения. Данное приложение может быть использовано в обучении как наглядный пример основных правил дорожного движения.
Для создания реализации приложения была выбрана платформа Unity, позволяющая разработать мультиплатформенное приложение, не занимающее большого пространства в памяти устройства, а также AR - библиотека Vuforia.
Разработанное приложение было протестировано на предмет правильности работы и производительности. В ходе тестирования выявлены недостатки в виде долгого распознавания маркера приложением, а также временами некорректного отображения модели на распознанном маркере.
Найденные недочёты были исправлены, на основе описанной методики компьютерного зрения созданные маркеры были изменены для лучшего распознавания и процесса трекинга. В ходе тестирования новой версии приложения проблем с работоспособностью выявлено не было, отмечено значительное улучшение производительности.
