基于AR技术的计算机硬件组装教学辅助系统设计与开发.doc

摘要：社会现代化程度的提高以及教学改革的日益进展，使得传统课堂教学急需引入新兴技术来满足学习者的需求。然而在课堂中使用较多的多媒体设备只能提供单方面的媒体信息，在对促进学生的感性认识和知识建构方面存在不少限制。

本文以初中信息技术课程“管理计算机”单元为例，开发了一款基于AR技术的中学课堂辅助教学系统：AR-Computer 3D。通过阅读文献对AR的发展过程和研究现状进行分析，在此基础上探讨了本次开发的背景和流程。根据需求分析，抽离出软件架构，并结合Unity3D和Vuforia SDK，完成了图像与模型的实时匹配和操控。最后，以南京市华电中学为真实环境，对本系统进行了用户体验调查。调查表明，在增强现实学习环境下，学生的学习兴趣与课堂参与度都有了极大的提高。

关键词： 增强现实； 3D建模；信息技术课程；计算机硬件

目录

摘要

Abstract

第1章 绪论-6

1.1 研究背景-6

1.2 研究目的-7

1.3 研究意义-8

1.4 内容与结构-10

1.5 本章小结-10

第2章 文献综述-11

2.1 AR的发展过程-11

2.2 AR技术研究现状-12

2.2.1 AR的关键技术-12

2.2.2 AR技术在各领域中的应用现状-13

2.3 AR技术在教育中的研究现状-14

2.3.1 国外发展现状-14

2.3.2 国内发展现状-15

2.4 开发平台-15

2.5 本章小结-16

第3章 AR-Computer 3D的系统设计-17

3.1 开发流程-17

3.2 需求分析-18

3.3 设计目标-19

3.4 系统框架-21

3.5 系统设计-22

3.5.1 教材内容特征提取-22

3.5.2 3D模型设计-23

3.5.3 应用程序设计-23

3.6 本章小结-24

第4章 AR-Computer 3D的系统开发-25

4.1 工作流程-25

4.2 开发环境-25

4.3 系统开发-26

4.3.1 教材图像扫描-26

4.3.2 3D模型制作-26

4.3.3 用户界面设计-29

4.3.4 核心软件算法-32

4.4 系统演示-34

4.5 AR-COMPUTER 3D在课堂教学中的实际试用-35

4.5.1 试用目的-35

4.5.2 试用对象-35

4.5.3 试用环境-36

4.5.4 试用过程-36

4.5.5 试用结论与建议-37

4.6 本章小结-37

第5章 总结与展望-38

5.1 论文回顾-38

5.2 论文贡献-38

5.3 不足与展望-39

参考文献-40

附 录-42

附录A：AR-COMPUTER 3D在真实课堂教学中的体验反馈问卷-42

附录B：程序代码-44

致 谢-52