augmented reality periodic - kasetsart university · 2015-10-28 ·...

9
ตารางธาตุเสมือนจริง Augmented Reality Periodic พลยุทธ พุดตาล 1 และ จักกริช พฤษการ 2 1,2 ภาควิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ ก าแพงแสน มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตก าแพงแสน 1 หมู่ 6 ต.ก าแพงแสน อ.ก าแพงแสน จ.นครปฐม 73140 โทรศัพท์ : 034-352853 E-mail: { fengknl, fengkrj}@ku.ac.th บทคัดย่อ โครงงานนี ้เป็นการนาเทคโนโลยีโลกเสมือนจริง (Augmented Reality) มาประยุกต์ใช้กับการเรียนการสอนในการทา สื่อการศึกษา เพื่อให้ผู้เรียนมีความสนใจในการเรียนมากยิ่งขึ ้น ทาใหเกิดการอยากรู้อยากเห็น สร้างประสบการณ์แปลกใหม่ และมีส่วนร่วม ในการเรียนรู้ได้เพิ่มมากขึ ้น โดยผู ้จัดทาได้ออกแบบและสร้างตาราง ธาตุเสมือนจริงขึ ้นมาเป็นรูปแบบหนังสือออคเมนเต็ดเรียลลิตี ้ใช ้รวม ก ับแอพพลิเคชั่นบนระบบปฏิบัติการแอนดรอยด์ ทั ้งนี ้ประโยชน์จาก การใช้แอพพลิเคชั่นนี ้สามารถช่วยในการเรียนวิชาเคมีให้มีความเข้าใจ มากยิ่งขึ ้น มีการแสดงผลภาพในรูปแบบ 3 มิติ ทาให้ผู้เรียนมีความ เข้าใจในการเรียนมากยิ่งขึ ้น และสามารถเห็นภาพที่สมจริงมากยิ่งขึ ้น คาสาคัญ: หนังสือออคเมนเต็ดเรียลลิตี , ภาพในลักษณะ 3 มิติ Abstract This article applied Augmented Reality technology as materials to the educational materials for teaching. The purpose of this project intends to take more attention from students to make them interested in learning. Students are eager to learn. And create new experiences for learning chemistry in schools. The design process as built out in the form of an Augmented Reality Book. By working with an application in the operating system of Android. The advantage of these applications will enhance the students' understanding of the chemistry. Were displayed in the form of a realistic hologram to increase understanding for the students. Keyword: Augmented Reality Book, a realistic hologram 1. คานา ในปัจจุบันเทคโนโลยีภาพเสมือนจริงได้รับความสนใจ และเป็นที่นิยมอย ่างมาก จึงได้มีการพัฒนาสื่อต ่างๆ ขึ ้นมาอย่าง หลากหลาย ไม่ว่าจะเป็นสื่อการเรียนการสอน สื่อโฆษณา การ์ตูนหรื อ รายการทีวีต่างๆ รวมถึงแอพพลิเคชั่นบนสมาร์ทโฟน รวมถึงผู้จัดทา ได้ศึกษาเกี่ยวกับหลักการ Augmented Reality หรือ AR ซึ ่ งเ ป็ น เทคโนโลยีที่เกี่ยวก ับการผสมผสานระหว ่างภาพของโลกจริงและ ภาพเสมือน ดังนั ้น ทางผู ้พัฒนาเล็งเห็นว่าในการเรียนการสอนวิชาเคมี ในปัจจุบันเป็นการเรียนการสอนผ่านตัวอักษร ไม่มีการแสดงวัตถุ หรือ โมเดลให้ได้เห็นอย่างชัดเจนมากนัก ทาให้ผู้เรียนและผู้สนใจบาง คนไม่สามารถจินตนาการภาพได้ จึงทาให้การเรียนการสอนนั ้น บกพร่องหรือเกิดการเข้าใจผิด และไม่ดึงดูดความสนใจของผู้เรียนอีก ด้วย ทั ้งนี ้ ทางผู ้พัฒนาจึงได้พัฒนาแอพพลิเคชั่นตารางธาตุ เสมือนจริง บนระบบปฏิบัติการแอนดรอยด์ เพื่อเป็นเครื่องมือสาหรับ ผู้ใช้และผู้สนใจในการเรียนการสอนวิชาเคมี โดยแอพพลิเคชั่นนี ้จะ แสดงถึงโมเดลของธาตุแต่ละตัว ซึ ่งทาให้ง่ายต่อการเข้าใจและ การศึกษา 2. ทฤษฎีและหลักการที่เกี่ยวข้อง 2.1 Augmented Reality Augmented Reality หรือ AR เป็นเทคโนโลยีที่ผสมโลก ของความจริง (Real World) เข้ากับโลกเสมือน (Virtual World) โดย ใช้วิธีซ้อนภาพสามมิติที่อยู ่ในโลกเสมือน ไปอยู่บนภาพที่เห็นจริงๆ ในโลกของความเป็ นจริง ผ่านกล้องดิจิตอลของแท็บเล็ต สมาร์ทโฟน หรืออุปกรณ์อื่นๆ และให้ผลการแสดงภาพ เวลาจริง (Real Time) ซึ ่งในอนาคตอันใกล้ AR กาลังจะเข้ามามีบทบาทมากขึ ้นใน ชีวิตประจาวันของสังคมที่เต็มไปด้วยสื่ออิเล็กทรอนิกส์ต ่างๆ เช่น สมาร์ทโฟน แท็บเล็ต และนวัตกรรมทางเทคโนโลยีสารสนเทศ เช่น Google Glass [2] ตัวอย่างที่ทราบก ันทั่วไปได้แก ่เกมกีฬาอเมริก ันฟุตบอล และ เกมฮอกกี ้บนลานน ้าแข็งถ่ายทอดในโทรทัศน์ ที่มีสีเหลืองที่ลาก ยาว นาสายตาผู้ดูเห็นทัศนมิติ เป็นต้น องค์ประกอบของความเป็นจริง (Real World) คือสนามฟุตบอลและผู้เล่น ส่วนความเสมือน (Virtual world) คือแถบสีเหลือง โดยให้อีกตัวอย่างหนึ ่งที่เห็นได้อย ่างชัดเจนก็คือในด้าน การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรม อุตสาหกรรมสร้างเครื่องบินและ อุตสาหกรรมผลิตรถยนต์ โดยบริษัท BMW ได้ใช้ เทคโนโลยีเสมือน

Upload: others

Post on 06-Mar-2020

0 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Augmented Reality Periodic - Kasetsart University · 2015-10-28 · และเป็นที่นิยมอยา่งมาก จึงได้มีการพัฒนา

ตารางธาตเสมอนจรง Augmented Reality Periodic

พลยทธ พดตาล1 และ จกกรช พฤษการ2

1,2 ภาควชาวศวกรรมคอมพวเตอร คณะวศวกรรมศาสตร ก าแพงแสน มหาวทยาลยเกษตรศาสตร วทยาเขตก าแพงแสน 1 หม 6 ต.ก าแพงแสน อ.ก าแพงแสน จ.นครปฐม 73140 โทรศพท : 034-352853 E-mail: { fengknl, fengkrj}@ku.ac.th

บทคดยอ โครงงาน น เปนก ารน า เทคโนโลยโ ลก เสมอนจร ง (Augmented Reality) มาประยกตใชกบการเรยนการสอนในการท าสอการศกษา เพอใหผเรยนมความสนใจในการเรยนมากยงข น ท าใหเกดการอยากรอยากเหน สรางประสบการณแปลกใหม และมสวนรวมในการเรยนรไดเพมมากขน โดยผจดท าไดออกแบบและสรางตารางธาตเสมอนจรงขนมาเปนรปแบบหนงสอออคเมนเตดเรยลลตใชรวมกบแอพพลเคชนบนระบบปฏบตการแอนดรอยด ท งนประโยชนจากการใชแอพพลเคชนนสามารถชวยในการเรยนวชาเคมใหมความเขาใจมากยงขน มการแสดงผลภาพในรปแบบ 3 มต ท าใหผ เรยนมความเขาใจในการเรยนมากยงขน และสามารถเหนภาพทสมจรงมากยงขน ค าส าคญ: หนงสอออคเมนเตดเรยลลต , ภาพในลกษณะ 3 มต

Abstract This article applied Augmented Reality technology as materials to the educational materials for teaching. The purpose of this project intends to take more attention from students to make them interested in learning. Students are eager to learn. And create new experiences for learning chemistry in schools. The design process as built out in the form of an Augmented Reality Book. By working with an application in the operating system of Android. The advantage of these applications will enhance the students' understanding of the chemistry. Were displayed in the form of a realistic hologram to increase understanding for the students. Keyword: Augmented Reality Book, a realistic hologram

1. ค าน า ในปจจบนเทคโนโลยภาพเสมอนจรงไดรบความสนใจและเ ปนท น ยมอยางมาก จงไดมการพฒนาสอตางๆ ข นมาอย างหลากหลาย ไมวาจะเปนสอการเรยนการสอน สอโฆษณา การตนหร อรายการทวตาง ๆรวมถงแอพพลเคชนบนสมารทโฟน รวมถงผ จดท าไดศ กษ าเก ยวกบหลกก าร Augmented Reality หรอ AR ซ งเ ปน

เทคโนโลยท เก ยวกบการผสมผสานระหวางภาพของโลกจรงและภาพเสมอน ดงนน ทางผพฒนาเลงเหนวาในการเรยนการสอนวชาเคมในปจจบนเปนการเรยนการสอนผานตวอ กษร ไมมการแสดงวตถ หรอ โมเดลใหไดเหนอยางชดเจนมากนก ท าใหผเรยนและผสนใจบางคนไมสามารถจนตนาการภาพได จงท าใหการเ รยนการสอนน นบกพรองหรอเกดการเขาใจผด และไมดงดดความสนใจของผเรยนอกดวย ทงน ทางผ พฒนาจงไดพฒนาแอพพลเคชนตารางธาตเสมอนจรง บนระบบปฏบตการแอนดรอยด เพอเปนเครองมอส าหรบผใชและผ สนใจในการเรยนการสอนวชาเคม โดยแอพพลเคชน นจะแสดงถงโมเดลของธาตแตละตว ซ งท าใหงายตอการเข าใจและการศกษา

2. ทฤษฎและหลกการทเกยวของ

2.1 Augmented Reality Augmented Reality หรอ AR เปนเทคโนโลยทผสมโลก

ของความจรง (Real World) เข ากบโลกเสมอน (Virtual World) โดยใชวธซ อนภาพสามมตทอยในโลกเสมอน ไปอยบนภาพทเหนจรงๆ ในโลกของความเปนจรง ผานกลองดจตอลของแทบเลต สมารทโฟน หรออปกรณอนๆ และใหผลการแสดงภาพ ณ เวลาจรง (Real Time) ซ ง ในอนาคตอนใกล AR ก าล งจะเข า มามบทบาทมาก ข น ในชวตประจ าวนของสงคมท เตมไปดวยสออเลกทรอนกสตาง ๆเช น สมารทโฟน แทบเลต และนวตกรรมทางเทคโนโลยสารสนเทศ เชน Google Glass [2]

ตวอยางททราบกนทวไปไดแก เกมกฬาอเมรกนฟตบอล และ เกมฮอกก บนลานน าแขงถายทอดในโทรทศน ทมสเหลองทลากยาว น าสายตาผดเหนทศนมต เปนตน องคประกอบของความเปนจรง (Real World) คอสนามฟตบอลและผ เล น สวนความเสมอน (Virtual world) คอแถบสเหลอง

โดยใหอกตวอย างหนงทเหนไดอยางชดเจนกคอในดานการประยกตใชในอตสาหกรรม อตสาหกรรมสรางเครองบนและอตสาหกรรมผลตรถยนต โดยบรษ ท BMW ไดใช เทคโนโลยเสมอน

Page 2: Augmented Reality Periodic - Kasetsart University · 2015-10-28 · และเป็นที่นิยมอยา่งมาก จึงได้มีการพัฒนา

จรงมาชวยในการผลต ผใชไดเรยนรการ ท างานดวยการใสแวนตาท มค าแนะน า และจ าลองการท างาน แสดงใหเหนแตละขนตอนในรปแบบสามมต กอนการปฏบตงานจง (ดงภาพท 1)

ภาพท 1 การประยกตเทคโนโลยเสมอนจรงชวยในดานการผลต

รถยนต

การประยกตใชกบการศกษา เชน การน าเทคโนโลยเสมอนจรงไปใชในการจดการเรยนการสอน โดยการน า เสนอเนอหาของบทเ รยนตลอดจนแหลงขอมลเชอมโยง แบบทดสอบออนไลน และหนงสออเลกทรอนกสผนวกเขากบโปรแกรมเพอใหผเ รยนเกดการเรยนรทสนกสนาน

ภาพท 2 การประยกตเทคโนโลยเสมอนจรงมาชวยในดานการศกษา

ดวยโปรแกรม 3D Brand

ในภาพท 2 นจะเปนโปรแกรมจ าลองภาพสมองข นมาเพอศกษาดรายละเอยดแตละสวนของสมอง โดยเราสามารถหมนโมเดลสมอง ขยายขนาดของโมเดลสมองเพอดรายละเอยดตาง ๆในแตละสวนของสมองกจะมค าอธบายวาแตละสวนเปนยงไง มกรณศกษาอะไรบาง

2.2 หลกการท างานของ Augmented Reality แนวคดหลกของออคเมนเตดเรยลลต หรอเทคโนโลยเสมอนจรง คอการพฒนาเทคโนโลยทผสานเอาโลกแหงความเปนจรงและความเสมอนจรงเข าดวยกนผ านซอฟตแวรและอปกรณเชอมตอตางๆ เชน กลองเวบแคม คอมพวเตอร หรอ อปกรณอนทเก ยวของ ซ งภาพเสมอนจรงนนจะแสดงผลผ านหนาจอคอมพวเตอร หนาจอโทรศพทมอถอ บนเครองฉายภาพ หรอบนอปกรณแสดงผลอนๆ โดยภาพเสมอนจรงทปรากฏขนจะมปฏสมพนธกบผใช ได ท นท ทงในลกษณะท เปนภาพนงสามมต ภาพเคลอนไหว หรออาจจะเปนสอท มเสยงประกอบ ขนอยกบการออกแบบสอแตละรปแบบวาใหออกมาในลกษณะใด

โดยกระบวนการภายในของเทคโนโลยเสมอนจร งประกอบดวย 3 กระบวนการ ดงน 1. การวเคราะหภาพ (Image Analysis) เปนขนตอนการคนหา Marker จากภาพทไดจากกลองแลวสบคนจากฐานขอมล (Marker Database) ทมการเกบขอมลขนาดและรปแบบของ Marker เ พอน ามาวเคราะหรปแบบของ Marker 2. การค านวณคาต าแหนงเชง 3 มต (Pose Estimation) ของ Marker เทยบกบกลอง 3. กระบวนการสรางภาพสองมต จากโมเดลสามมต (3D Rendering) เปนการเพมขอมลเขาไปในภาพ โดยใชคาต าแหนงเชง 3 มต ทค านวณไดจนไดภาพเสมอนจรง (ดงภาพท 3 ) [4]

ภาพท 3 หลกการท างานของ Augmented Reality

Page 3: Augmented Reality Periodic - Kasetsart University · 2015-10-28 · และเป็นที่นิยมอยา่งมาก จึงได้มีการพัฒนา

2.3 Image Target Manager ในเ รองของ Image Manager นน จะแสดงถงข นตอนการ

ออกแบบตวสญล กษณทใชในการสแกน เพอแสดงโมเดลของธาตแตละชนดออกมา การสราง Image Target จะตองมความแตกตางกนของเครองหมายและสญลกษณ ซ งตว Image Target ทจะใชในการตรวจจบนนไมจ าเปนทจะตองมบรเวณพนทสขาวหรอสด า หรอโคดทใชในการจดจ าขอมลแตอยางใด เ พยงแคเราใชภาพทไดสรางไวเปนชอสญลกษณธาตน าไป Upload ใน Target Manager ของ Vuforia กจะไดฐานขอมลของภาพ Image Target ทท าการก าหนดจดสแกนหลายๆจดไวเพอสแกนของธาตแตละชนดทมลกษณะแตกตางกนออกไป (ด งภาพท 4)

ภาพท 4 น า Marker ไป Generate

2.4 ชนพลงงานของอเลกตรอน เ ป น ท เ ข า ใ จ ต ร ง ก น ว า ช น พ ล ง ง า น ข อ งอเลกตรอน (Electron shell) มลกษณะเหมอนวงโคจรของอเลกตรอนทหมนวนอยโดยรอบนวเคลยสของอะตอม ชนพลงงานดานในทใกล นวเคลยสทสดเรยกวาเ ปน ชนท 1 (หรอชน K) ตอมาจงเ ปน ชนท 2 (หรอชน L), ชนท 3 (หรอชน M) เรอยมาออกจากนวเคลยส เ รยงตามล าดบตวอกษร K,L,M,... (ดงภาพท 5 )

ภาพท 5 แสดงระดบชนพลงงานของอเลกตรอน

แตละชนพลงงานสามารถมอเลกตรอนสงสดเปนจ านวน

แนนอนคาห นงเทานน ชนท 1 มอ เลกตรอนได 2 ต ว , ช นท 2 มอเลกตรอนได 8 ต ว, สรปคอทช นพลงงานท n จะมอเลกตรอนไดเปนจ านวน ตว เนองจากอเลกตรอนนนถกดงดดไวกบนวเคลยสดวยแรงทางไฟฟา ดงนน อเลกตรอนของอะตอมหนง ๆจะอยในวงโคจรชนนอกกตอเมอวงชนในมอเลกตรอนเ ตมแลว อยางไรกตามมไดเปนกฎตายตวเสมอไป อะตอมอาจมชนพลงงานดานนอก 2 หรอ 3 ชนทมอเลกตรอนไมเตมตามจ านวนสงสดกได [7] (ดงภาพท 6 )

ภาพท 6 ระดบชนพลงงานของอเลกตรอน

2.5 Vuforia Vuforia เปน SDK AR ส าหรบสมารทโฟน หรอ เครองมอ

สอสารอ นๆ ในลกษณะเดยวกน ท มค ณสมบตรอ งรบ AR ซ งซอฟตแวรนมความสามารถของเทคโนโลยคอมพวเตอรวสยทศนในการรบรและการตดตาม รายบคคล วตถ และสงของโดยกลองวดโอทเปดใชงานอยในขณะนน ในทางกลบกนไมใชวตถท งหมดจะสามารถถกตรวจจบได จะมเพยงแคว ตถบางอย างเทานนทจะสามารถถกตรวจจบได ซงข นอย กบประสทธภาพของ ของ CPU และ GPU ของสมารทโฟน หรอเครองมอสอสารอน ๆ (ดงภาพท 7 )

ภาพท 7 Vuforia SDK และ Unity Engine

3. การวเคราะหผลการทดลอง 3.1 การออกแบบการทดลอง ทางผจ ดท าไดมการออกแบบทงหมด 3 สวนคอ ในสวนแรกจะเปนการออกแบบเก ยวกบโมเดลของอเลกตรอน ในสวนทสองจะเปนสวนของแอพพลเคชนบนระบบปฏบตการแอนดรอยด และใน

Page 4: Augmented Reality Periodic - Kasetsart University · 2015-10-28 · และเป็นที่นิยมอยา่งมาก จึงได้มีการพัฒนา

สวนสดทายจะเปนการออกแบบหนงสอเคมทใชรวมกบแอพพลเคชนบนระบบปฏบตการแอนดรอยด

ภาพท 8 แผนภาพการออกแบบการทดลอง

จาก ภาพท 8 ไ ดก ล าว ถ งล กษณ ะก า รท า งาน ขอ งแอพพลเคชนโดยรวม ในสวนแรกคอการรบคาอนพทจากสญลกษณภาพ (Image Target) แลวสกระบวนการของ AR Camera เพอท าการคนหาภาพและท าการเปรยบเทยบวามภาพนอยในฐานขอมลหรอไม ข นตอนถดมาเปนสวนของการสรางโมเดลโดยทเรมจากการก าหนดต าแหนงของวตถทจะแสดงผลและท าการแสดงโมเดลข นมา สวนทสองคอการตรวจสอบวาจะมการสมผสทโมเดลเพอทจะดรายระเอยดของโมเดลหรอไม ถ ามการสมผ สทโมเดลจะมการดงข อมลจากฐานขอมลของโมเดลมาแสดงผลทางหนาจอ และสวนสดทายคอจะเปนตรวจสอบการรบคาอนพทนวมอเพอท าการหมนและขยายโมเดล โดยจะมการตรวจเชความการสมผ สทงหมดก นวถาสมผส 1 นวจะเปนการหมนโมเดลโดยทจะเปลยนต าแหนงแกนของโมเดล และถามการสมผส 2 นว จะเปนการขยายโมเดลโดยจะเปนการเพมหรอลดขนาดของโมเดลและจะแสดงผลออกมาทางหนาจอ

3.2 การสรางโมเดล Electron Shells ในขนตอนการทดสอบการสรางโมเดล จะใช Object Sphere (ด งภาพท 9 ) กบ Torus (ด งภาพท 10) ในการสรางโมเดลในรปแบบของ Electron Shells ทมหลายๆวงโคจรโดยแตละวงโคจรจะประกอบไปดวย Electron จ านวณทแตกตางกนออกไปตามแตละธาต ในการสรางโมเดลนนจะมวงโคจรทมองศาของแตละวงทแตกตางกนออกไป (ดงภาพท 11 และ 12)

ภาพท 9 ข นตอนแรกเราจะใช Sphere ในการสรางวตถทรงกลม

ภาพท 10 ข นตอนตอมาเราจะใช Torus ในการสรางเสนรอบวง

1

2

3

Page 5: Augmented Reality Periodic - Kasetsart University · 2015-10-28 · และเป็นที่นิยมอยา่งมาก จึงได้มีการพัฒนา

ภาพท 11 ข นตอนการใส Electron โดยเราจะใช Sphere ในการสราง

ภาพท 12 ท าการสรางโมเดล Electron Shells

3.3 Image Target and Tracking การสราง Image Target นนจะมการสรางฐานขอมลของตว Image Target มาจา ก Vuforia Target Management System โดยตวขอมลจะใชส าหรบการคนหาภาพส าหรบ AR CAMERA อย างเดยวเทานน ข นตอนแรกเราจะตองน า รปไปท าการ Upload ไวท Vuforia Target Management System เพอท าการวเคราะหและประมวลผลภาพผานหลกการของการสราง Image Target ของ Vuforia โดยจะมการก าหนดจดส าหรบการตรวจจบ ซ งในแตละฐานขอมลจะตองมจดทแตกตางกนออกไป

ภาพท 13 ข นตอนการประมวลผลภาพ

ใน แ ผ นภ าพ ท 1 3 จะแ สดงถ งสวน ปร ะก อบ แ ล ะกระบวนการท างานทใชสราง Image Target ใน Vuforia SDK. โดยกระบวนการทงหมดนจะสรางฐานขอมลใน xml และไฟล dat ?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<QCARConfig

xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"

xsi:noNamespaceSchemaLocation="qcar_config.xs

d" >

<Tracking>

<ImageTarget size="100 100"name="Tag_H" />

<ImageTarget size="100 100" name="Tag_Li" />

</Tracking>

</QCARConfig>

การดาวนโหลดขอมลทจะน าไปใช เข าไปท Unity3D Engine โดยจะใชรวมกบคลาส QCAR.Behaviour กอนทจะท าการสรางรปหรอวตถส าหรบภาพทจะสแกน โดยภาพทจะเปนตวสแกนจากชดขอมลนนจะถกสแกน เปรยบเทยบและจะถกแปลงใหเขากบกลอง (AR CAMERA) โดยในกระบวนการนจะแสดงในแผนภาพตอไปน

ภาพท 14 ขนตอนการตรวจจบภาพ

วตถหรอรปภาพทจะท าการสรางมานน จะส าเรจไดจะตองมชดขอมลตรงกบทเราไดท าการสรางไวตอนแรก มเชนนนวตถและรปภาพจะไมแสดงออกมา

3.4 การสราง Image Target น ารปภาพของธาตทได เตรยมไวไปท าการสรางสญลกษณในเวบของ Vuforia (ดงภาพท 15)โดยทแตละภาพจะตองมจดแตกตางกนออกไปและรปแบบของภาพแตละภาพตองไมเหมอนกน โดยทเราจะท าการ สรางสญลกษณทงหมด 8 หมในตารางธาต เสรจแลวท าการดาวนโหลดตว Unity Editor (ดงภาพท 16) ท เปนPackage มาใชกบ

Page 6: Augmented Reality Periodic - Kasetsart University · 2015-10-28 · และเป็นที่นิยมอยา่งมาก จึงได้มีการพัฒนา

โปรแกรมรวมกบโปรแกรม Unity โดยท าการ Import Package แลวเราจะไดฐานขอมลทงหมดทเราไดท าการสรางสญลกษณ เอาไวอยใน Component Dataset โดยใน Dataset จะมสญลกษณท เราไดท าการสรางเอาไวในเวบเพอใชส าหรบการสแกน

ภาพท 15 น ารปไป Generate

ภาพท 16 ดาวนโหลด Database การสรางสญลกษณ

3.5 การรบคาอนพทนวมอเพอท าการหมน ในขนตอนนจะมการรบอนพทนวมอทท าการกดบนหนาจอและท าการตรวจจบนวมอเพอทจะท าการหมนโมเดลและขยายขนาดโมเดล โดยจะมไลบลาลตรวจสอบการกดหนาจอวาจะมการกดทงหมดก นว โดยถากด 1 นวจะเปนการหมนโมเดลแตถาเปนการกด 2 นว จะเปนการขยายขนาดโมเดล แลวแสดงผลออกมาทางหนาจอ (ด งภาพท 17)

ภาพท 17 แผนภาพการตรวจสอบการรบคานวมอ

3.6 หนงสอเคมทใชรวมกบแอพพลเคชน ผจดท าไดออกแบบหนงสอเคมทมข อมลทส าค ญของธาตแตละชนด โดยในหนงสอเล มนจะมการใส Image Target ไวด วย ส าหรบการสแกนเพอทจะแสดงโมเดลของธาตแตละชนดออกมาในรปแบบ 3มต (ดงภาพท 18)

ภาพท 18 ตวอยางหนงสอเคมของธาตไฮโดรเจน

4.ผลการด าเนนงาน 4.1 การทดลองสรางโมเดล ทดลองสรางโมเดลทมวตถจ านวณมาก ๆและทดลองเรองของขนาดของโมเดลและพนทของไฟลท จะตองใช สามารถใชกบตว Image Target เพอทจะแสดงไดหรอไม เวลาท แสดงโมเดลนนจะมอาการหนวงของโมเดลเนองจากโมเดลมขนาดใหญไปหรอไม

Page 7: Augmented Reality Periodic - Kasetsart University · 2015-10-28 · และเป็นที่นิยมอยา่งมาก จึงได้มีการพัฒนา

ภาพท 19 ขนตอนการสรางโมเดลและก าหนด Segment

ในภาพท 19 จะเปนการสราง Electron Shells ของธาต Uus ทมจ าเปนอเลกตรอนจ านวณมากและมการก าหนดคาความละเอยดของโมเดลใหมความละเอยดสง

ภาพท 20 ก าหนด Segment เพอท าใหความละเอยดมคาสงๆ

ในภาพท 20 จากการทได มการทดลองแลววาถ าตองการ

ใหโมเดลมความละเอยดสงๆตองก าหนดคาความละเอยด (Segment) ใหมคาสงตาม โดยถาคาความละเอยดมคามาก จะท าใหขนาดไฟลของตวโมเดลมขนาดใหญตามไปดวย และจะท าใหแอพพลเคชนมอาการหนวง กระตกและอาจจะไมสามารถเปดแอพพลเคชนได

4.2 การลดความละเอยดของโมเดล ขนตอนนท าขนมาเพอลดรายละเอยดในเรองของสวนมมตางๆ ลดจ านวณของโพลกอน ใหมคาลดลงเนองจาก ถา Segment ค าสงๆ จะท าใหตวโมเดลมรายละเอยดเยอะตามไปดวย และเนองจากตวแอพพล เคชนมการใชโมเดลหลายโมเดล จงตองลดขนาดขอ ง Segment เ พอ ลดหนวย ความจ าและ เพมคว ามลนไหล ใหก บตวแอพพลเคชน

ภาพท 21 เปลยนคา Segment เพอลดขนาดของแอพพลเคชน

ในภาพท 21 ผจดท าไดลองใชคา Segment เทากบ 64 ซงคานย งท าใหทรงกลมมพนผวทยงเรยบอย แตถาคา Segment ต ากวา นพนผวของทรงกลมจะเรมมเหลยมมมมากขนและจะมพนผวทขรขระ

4.3 การทดลองใส Image Target เปนการทดลองใส Image Target ใหแสดงผลโมเดลอยางงายมาหนงชน โดยท Image Target นได ผ านการ Generate มาแลว และในขนตอนนจะมการใสช ดขอมลทไดสรางไวและImage Target เขามาในแอพพลเคชนดวย (ดงภาพท 22)

ภาพท 22 ทดลองใส image target

4.5 การทดลองหลายๆ Image Target หลงจากทได Image Target ทสามารถแสดงตววตถไดแลวจงไดท าการทดสอบหลายๆ Image Target วาจะมการแสดงโมเดลทแตกตางกนออกไปหรอไม และถาในกรณทสแกนหลายๆ Image Target พรอมกน ตวโมเดลจะมประสทธภาพในการแสดงผลอยางไรและถาในเฟรมของกลองมจ านวณ Image Target มากจะท าใหแอพพลเคชนเกดอาการหนวงหรอคางหรอไม

Page 8: Augmented Reality Periodic - Kasetsart University · 2015-10-28 · และเป็นที่นิยมอยา่งมาก จึงได้มีการพัฒนา

ภาพท 23 ทดลองใส Image target หลายๆ Target

ในภาพท 23 นผพฒนาไดทดลองใส Image target จ านวณ 5 ธาตทมลกษณะโมเดลทแตกตางกนออกไป และก าหนดเฟรมของกลองใหสามารถสแกนไดท งหมด 5 ธาต

4.6 ทดลองการใสเสยงบรรยาย

ในสวนนไดทดลองเก ยวกบการใสค าเ สยง การใชงาน

ฟงกช นเปด-ปดเสยง และการก าหนดระดบของเสยงเวลาเรยกใชงาน (ดงภาพท 24)

ภาพท 24 ใสเสยงอธบายขอมลธาต

4.7 การสแกนสญลกษณ

ในสวนนไดท าการทดสอบการตรวจจบสญลกษณทเราได

ท าการสรางไวว าสามารถแสดงผลออกมาไดหรอไม โดยจะท าการตรวจสอบทละสญลกษณ (ดงภาพท 25)

ภาพท 25 การทดลองการสแกนภาพ

4.8 ทดลองสแกนภาพสญลกษณบนหนงสอ

ในขนตอนนไดทดลองในสวนของการสแกนภาพบนกระดาษวาสามารถสแกนภาพไดหรอไมและตองปรนภาพทมความละเอยดมากนอยเ พยงใด เ พอใชในการตรวจจบภาพ โดยในการทดลองครงนได พมพเลเซอรท มความละเอยดสง เพอการตรวจจบมม

ของภาพไดชดเจนมากขน ซงขอแมของการตรวจจบภาพนน จะตองมขอบมมทชดเจน เพอทจะท าใหโมเดลทแสดงผลขนมามความชดเจนไมเกดอาการกระตกของโมเดลทแสดงผลออกมา (ดงภาพท 26)

ภาพท 26 ทดลองการตรวจจบภาพบนกระดาษ

Page 9: Augmented Reality Periodic - Kasetsart University · 2015-10-28 · และเป็นที่นิยมอยา่งมาก จึงได้มีการพัฒนา

5. สรปผลและขอเสนอแนะ

โครงงานน เปนการศกษาการท างานของ Augmented Reality ทไดจดท าขนในรปแบบแอพพลเคชนสอการเรยนการสอนของวชาเคมบนระบบปฏบตการแอนดรอยด หลงจากทได ท าการทดสอบระบบทงหมดแลว แอพพลเคชนสามารถแสดงโมเดลบน Image Target ไดและสามารถสมผสทโมเดลเพอเข าไปดรายละเอยดของโมเดลไดอยางถกตองและแมนย า ในสวนของหนงสอออคเมนเตดเรยลลตนน ไดมการใสขอมลพนฐานและ Image Target ของธาตแตละชนดเอาไว เพอใหผ ใชสามารถศกษาขอมลพนฐาน และสแกนดโมเดลของธาตแตละชนดไดอยางถกตองและแมนย า ในดานของจดดอยของโครงงานน คอไมสามารถรองรบโมเดลทมรายละเอยดมาก ๆหรอธาตทรานซชนได เนองจากการจดการในสวนของเมมโมรบนระบบปฏบตการแอนดรอยดยงพบปญหาอย แผนในอนาคตจะมการสรางหนงสอออคเมนเตดเรยลลตทสามารถสแกนธาตทรานซชน หรอโมเดลท ม รายละเอยดมากๆ ได รวมถงจะเพมคณสมบต ในการแสดงผลของตวโมเดลใหมากยงขน 6.เอกสารอางอง [1] อสรยะ ไพรพายฤทธ , Augmented Reality (ออนไลน) ,

แหลงทมา : http://www.isriya.com/node/3109/augmented-reality 7 เมษายน 2558

[2] ความหมายของ Augmented Reality (ออนไลน) , แหลงทมา : http://en.wikipedia.org/wiki/Augmented_reality 7 เมษายน 2558

[3] วสนต เกยรตแสงทอง , การศกษาเทคโนโลยออคเมนต เตดเรยลรต กรณศกษาพฒนาเกมส “เมมการด” ,วทยานพนธ ปรญญานพนธ สาขาวทยาการคอมพวเตอร คณะวทยาศาสตร , มหาวทยาลยศรนครนทรวโรฒ, 2552. [4] หลกการท างานของ Augmented Reality (ออนไลน) , แหลงทมา : https://sukunya055.wordpress.com/ 7 เมษายน 2558 [5] หลกการท างานของ Marker (ออนไลน) , แหลงทมา : http://www.artymix.com/flartoolkit.php 7 เมษายน 2558 [6] Image Target (ออนไลน) , แหลงทมา :

https://developer.vuforia.com/library/articles/Traning/ImageTarget-Guide 10 เมษายน

[7] ช นพลงงานของอเลกตรอน (ออนไลน), แหลงทมา : http://th.wikipedia.org/wiki/ระดบชนพลงงาน 11 เมษายน

พลยทธ พดตาล มหาวทยาลยเกษตรศาสตร วทยาเขตก าแพงแสน คณะวศวกรรมศาสตร ก าแพงแสน สาขาวศวกรรมคอมพวเตอร ชนปท 4 E-mail : [email protected] เบอรโทร : 083-9643636 งานวจยทสนใจ : Augmented Reality

................................................................................. อ.ดร.จกกรช พฤษการ (อาจารยทปรกษาหลก)

……………………………………………………. อ.ดร.กายรฐ เจรญราษฏร (อาจารยทปรกษารอง)

……………………………………………………. ผศ.ดร.ฐตพงษ สถรเมธกล

(กรรมการ)