ARおよびVR技術を活用した覗いて学べるオシロスコープ教材の開発

利用AR、VR技术开发可看可学的示波器教材

基本信息

批准号：
16H00234
负责人：
大平祐介
金额：
$ 0.26万
依托单位：
Nagano National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16H00234/
关键词：
Augmented Reality Virtual Reality 教材開発

项目摘要

[研究目的]本研究では, ウェアラブルデバイスを装着し, オシロスコープの操作方法や動作原理を体感しながら理解できる教材の開発を目標とする.[教材の特徴]①両手が空いているため、実際にオシロスコープの操作をしながらリアルタイムに説明を見ることができる.②ウェアラブルデバイスを用いて, ディスプレイを右眼用と左眼用に分けることにより立体視が可能になり, 三次元的な臨場感を感じることができる.③操作方法を提示する際は, AR技術を用いて, 仮想的なボタンに加え, 具体的な操作方法をアニメーションすることにより, より直感的に理解することができる.④動作原理を提示する際は, VR技術を用いて, オシロスコープ内部に入って見ているような感覚で, 電極板にかけられた電圧により, 電子の進行方向が変わっていく様子見ることができる.[教材に使用した機器]操作方法を提示する際は外界の様子をカメラを通して見るのではなく, 直接目視できるようにする必要があるため半透明のゴーグルを使用した. スマートフォンなどを用いてカメラを通した画像をディスプレイに表示させると, 処理に時間がかかるため, 使用者が実際に行っている動作に比べてディスプレイに表示されている使用者の動作が遅れてしまい, オシロスコープの操作が難しくなるためである. 一方動作原理を提示する際は外界の様子を取得しないようにするため, 半透明のゴーグルではなくスマートフォンを使用する. その際ヘッドセットを使用してスマートフォンを頭部に固定する必要があり, ディスプレイをタッチして操作することができなくなるため, 小型の無線コントローラを使用し操作を行えるようにした.[今後の展望]授業で学生に使用してもらいながら教材の改良を行い, 本教材の効果について確認を行なう予定である.

【研究目的】本研究的目标是开发教材，让用户佩戴可穿戴设备，在体验的同时了解示波器的操作方法和操作原理，可以在操作示波器的同时实时查看说明。使用可穿戴设备，通过将显示屏分为右眼和左眼，可以实现立体观看。 3、在呈现操作说明时，采用AR技术，通过虚拟按钮，动画化具体操作说明，呈现3维真实感。 4、在呈现操作原理时，采用VR技术进行模拟。观察示波器内部的感觉，利用施加到电极板上的电压可以看到电子的运动方向如何变化。【教材使用的设备】呈现操作方法时，需要能够直接看到外界，而不是通过相机看，所以是一半。使用智能手机或其他设备在显示器上显示来自相机的图像需要时间来处理，因此显示器上显示的动作可能比用户实际执行的动作更准确。被延迟,这是因为示波器的操作变得困难。另一方面，在演示操作原理时，为了避免捕获外界，请使用智能手机而不是半透明护目镜，因为该设备必须固定在头部并且无法操作。通过触摸显示屏，我们可以使用小型无线控制器来操作它 [未来的前景] 在让学生在课堂上使用它的同时改进教材，我们计划确认该教材的有效性。