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基于增强现实的儿童教育系统的设计与实现

孙晨曦  
【摘要】:目前,随着计算机技术的发展,传统的教育体系也开始焕发出新的活力,教育的目的不应该只是关注于过去和现在,更加应该具有面向未来的预见性。未来的教育系统是与计算机科技、网络技术、大数据技术等整合起来的一个完整的系统。而随着科技的发展,AR增强现实技术已经开始融入到当下的教育中。增强现实(Augmented Reality,AR)技术,它主要有三个特点:虚实融合;实时交互性;三维跟踪。简单说,AR就是利用计算机来生成三维信息以加强用户对真实世界的感性认知。AR技术将虚拟对象"放置"在真实环境中,让使用者处于虚实融合的环境中,使用者感知到的是一个真实和虚拟的混合世界,并且能够与之交互。在儿童教育领域,将传统教育与AR技术相结合,在提升儿童认知能力的同时,又能够赋予教育过程娱乐性,能够实现寓教于乐的效果。本文根据公司的项目特点,对该系列的各个子系统进行了需求分析与功能模块设计,和技术方案的分析与选择,功能模块的开发,并在系统开发完成后进行了测试。考虑到兼容性的问题,本系统采用Unity3d作为主要开发引擎,C#为开发语言,使用Vuforia实现基本的增强现实效果。本文围绕增强现实基本功能的开发、三维模型的手势操作以娱乐互动功能对系统进行描述。主要包括:增强现实效果、声音动画系统、手势交互、粒子特效等基本功能以及颜色的实时映射和游戏交互等特色功能。考虑到系统的受众,在系统正式上线前,通过采用功能测试,对具体功能的流畅性和兼容性等进行了测试,并根据检测结果加以改进。经过为期一年多的开发与完善,该系统实现了在移动端(包括手机和平板电脑)的稳定运行,并可兼容不同的手机型号。现系统已经全部面向市场,且主要功能如增强现实效果、手势交互、颜色的实时映射、语音召唤以及游戏交互功能等受到了用户的广泛好评。


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