Luận Văn Tìm hiểu Vuforia trên Unity3D, xây dựng ứng dụng thực tại ảo hỗ trợ giáo dục tiểu học

Nội dung đề tài:
 Tính cấp thiết của đề tài nguyên cứu
Trong những năm qua, ngành giáo dục đã thực hiện hàng loạt những cải cách quan trọng nhằm nâng cao hiệu quả chất lượng dạy và học. Những đợt cải cách đã phần nào đem lại nhiều kết quả khả quan, cơ sở vật chất được nâng cấp, chất lượng dạy và học được cải thiện. Tuy nhiên, bên cạnh đó, chương trình giáo dục vẫn còn nhiều điểm chưa hợp lý gây nên bức xúc cho cộng đồng học sinh và phụ huynh. Đặc biệt, đối với cấp bậc tiểu học, chương trình học tập dành cho các em luôn bị báo động là quá tải, không phù hợp với lứa tuổi. Các chương trình trong sách giáo khoa thiết kế không phù hợp với lứa tuổi, cộng với một số lượng lớn các bài tập khô khan nhàm chán khiến trẻ thụ động hơn trong học tập. Ngoài ra, nhận thức mới của phụ huynh cho rằng cần cho con em học thật nhiều để vững bước hơn trên con đường sau này. Điều này vô tình tạo ra cho các em vô số áp lực không cần thiết. Để giảm đi áp lực cho các em đồng thời làm tăng tính chủ động trong học tập, các chương trình giáo dục lý thuyết lẫn thực tiển đều cần được thiết kế tốt hơn, kích thích sự năng động của trẻ. Từ đó, chất lượng giáo dục sẽ được cải thiện.
Với sự bùng nổ mạnh mẽ của ngành công nghiệp di động, việc người người, nhà nhà đều có các thiết bị di động không còn là điều hiếm thấy. Qua đó, trẻ em cũng được tiếp xúc với các thiết bị di động sớm hơn. Tuy nhiên, đối với trẻ em, các thiết bị di động không có gì khác hơn là một thiết bị mang tính chất giải trí đơn thuần. Hầu hết các đứa trẻ đều chỉ biết nghe nhạc, xem phim, chơi game Các ứng dụng giải trí trên các thiết bị di động thường có hướng tiếp cận thụ động, trẻ thường chỉ ngồi một chỗ để chơi, ít vận động cơ thể. Đồng thời, các ứng dụng game thường có xu hướng buộc người chơi bỏ nhiều thời gian hoặc tiền bạc thay vì phải tư duy, tìm tòi. Điều này tạo ra các hiệu ứng không tốt đối với trẻ đang trong giai đoạn phát triển về tư duy và thể chất. Với bản tính năng động, ham tìm tòi, học hỏi vốn có của một đứa trẻ, nếu biết cách tận dụng ưu thế của các thiết bị di động vào lĩnh vực giáo dục, chắc chắn nó sẽ mang lại một hướng đi hiệu quả cho ngành giáo dục.
Với những lý do trên, tôi đã quyết định chọn đề tài “Tìm hiểu Vuforia trên Unity3D, xây dựng ứng dụng thực tại ảo hỗ trợ giáo dục tiểu học” với mong muốn dùng những kiến thức kỹ năng có được của mình để đóng góp cho ngành giáo dục nước ta.
 Mục tiêu đề tài nghiên cứu
- Tìm hiểu và áp dụng Engine Unity, công cụ Vuforia, Scaleform GFx vào ứng dụng.
- Xây dựng ứng dụng hỗ trợ học tập bậc tiểu học trên thiết bị di động, bước đầu triển khai đối với sách toán lớp 1.
- Xây dựng trờ chơi hướng vận động tương tác thế giới thực dựa trên trò đập chuột.
 Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu
ã Đốitượng nghiên cứu:
- Chương trình giáo dục tiểu học, phương pháp giảng dạy của giáo viên tiểu học.
- Engine làm game Unity3D. Phương thức phát triển game bằng Unity3D trên nền tảng Android.
- Bộ SDK thực tại ảo của Vuforia.
ã Phạm vi nghiên cứu:
- Khóa luận tập trung vào việc thực tại ảo hóa các phương pháp giảng dạy trên sách toán lớp 1. Đồng thời, chương trình trò chơi thực tại ảo được xây dựng dựa trên ý tưởng của trò đập chuột cổ điển.


 
MỤC LỤC
TÓM TẮT KHÓA LUẬN 1
MỞ ĐẦU 2
Chương 1. TỔNG QUAN 6
1.1. Các hướng nghiên cứu trong nước 6
1.2. Các hướng nghiên cứu ngoài nước 7
1.3. Hướng giải quyết. 10
Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 12
2.1. Xu hướng xây dựng ứng dụng giáo dục trên thiết bị di động 12
2.1. Phát triển ứng dụng game với Unity3D 14
2.1.1. Giới thiệu Unity3D 14
2.1.2. Unity2D – Engine làm game 2D 19
2.2. Công nghệ thực tại ảo Vuforia 20
2.2.1. Giới thiệu công nghệ thực tại ảo 20
2.2.2. Giới thiệu Vuforia 25
2.2.3. Những tính năng thực tại ảo áp dụng trong khóa luận 28
2.3. Những bộ công cụ khác 31
Chương 3. THỰC THI ỨNG DỤNG 32
3.1. Hình thành ý tưởng 32
3.1.1. Giới thiệu ý tưởng 32
3.1.2. Thiết kế giao diện chương trình 33
3.2. Thiết lập tài nguyên 36
3.2.1. Tích hợp Vuforia vào Unity 36
3.2.2. Tích hợp Scaleform GFx vào Unity 39
3.2.3. Các tài nguyên Asset Store 41
3.3. Thiết kế nội dung chương trình 42
3.3.1. Thiết kế gameplay 42
3.3.2. Thiết kế bài tập toán 45
3.4. Phân tích thiết kế hệ thống. 47
3.4.1. Sơ đồ use case 47
3.4.2. Class Diagram 51
3.4.3. Sequence Diagram 71
3.4.4. Active Diagram 73
Chương 4. CÀI ĐẶT KIỂM THỬ 75
4.1. Yêu cầu hệ thống và kiểm thử 75
4.2. Kết quả đạt được 77
Chương 5. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 82
5.1 Kết quả 82
5.2 Hạn chế 83
5.3 Hướng phát triển 84
TÀI LIỆU THAM KHẢO 85
PHỤ LỤC 86