đồ án ứng dụng công nghệ AR – mô phỏng các công trình kiến trúc việt nam

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN KHOA CÔNG NGHỆ PHẦN MỀM BÁO CÁO CUỐI KỲ Ứng dụng công nghệ AR – Mơ cơng trình kiến trúc Việt Nam Mơn học : Đồ Án Giảng viên hướng dẫn : ThS.Huỳnh Hồ Thị Mông Trinh Sinh viên thực hiện: Trần Lê Huy Hồng – 19520568 TP Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2022 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN KHOA CÔNG NGHỆ PHẦN MỀM BÁO CÁO CUỐI KỲ Ứng dụng công nghệ AR – Mơ cơng trình kiến trúc Việt Nam Môn học : Đồ Án Giảng viên hướng dẫn : ThS.Huỳnh Hồ Thị Mông Trinh Sinh viên thực hiện: Trần Lê Huy Hoàng – 19520568 TP Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2022 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN Lời cảm ơn Trước tiên, cho phép em bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến cô Huỳnh Hồ Thị Mộng Trinh – giáo viên hướng dẫn mơn Đồ án tận tình giúp đỡ, hướng dẫn nhóm suốt q trình làm đồ án môn học Nhờ gợi ý giúp đỡ cơ, em bước hồn thành đồ án môn học Bước đầu tiếp cần đồ án với hướng tiếp cận cơng nghệ hồn tồn khác với đồ án làm trước nên cịn nhiều thiếu sót Em xin tiếp nhận đóng góp mặt cần cải thiện tương lại Em xin chân thành cảm ơn Thủ Đức, ngày 17 tháng năm 2022 Sinh viên Trần Lê Huy Hoàng Mục lục Chương I Tổng quan Hiện trạng Mục đích Phạm vi sử dụng Hướng tiếp cận Chương II Tổng quan công nghệ AR gì? Ứng dụng thực tế AR 2.1 Giáo dục đào tạo 2.2 Giải trí 2.3 Gaming 2.4 Bán hàng AR core 10 Nguyên lý hoạt động 10 Chương III Triển khai 11 Công cụ hỗ trợ 11 Đối tượng mô 11 Dựng vật thể Unity 11 Dựng vật thể Blender 13 Trình chiếu vật thể thơng qua AR core 18 App demo 20 Chương IV Kết luận 20 Kết 20 Hạn chế 20 Định hướng 21 Tư liệu tham khảo 22 Chương I Tổng quan Hiện trạng Q trình hội nhập nước ta có tác động định, làm thay đổi tư duy, lối sống giới trẻ Việt Nam theo hướng đại tích cực hơn, chủ động Q trình có tác động kéo theo nhiều mặt trái ngược Giới trẻ Việt có xu hướng thờ ơ, xa rời truyền thống, lịch sử, văn hóa dân tộc Ngồi cịn có tượng du nhập văn hóa khơng lành mạnh dẫn đến tượng lệch lạc nhận thức Vấn đề đặt làm khuyến khích người tìm hiểu lịch sử, văn hóa dân tộc đồng thời nâng cao tinh thần bảo vệ truyền thống văn hóa đất nước, q hương Mục đích Sau q trình tìm hiểu văn hóa Việt Nam tìm hiểu cơng nghệ AR AR core Mình đến định sử dụng công nghệ AR để tái tạo mơ cơng trình kiến trúc, di sản vật thể thông qua AR, ARcore phần mềm hoạt họa Phạm vi sử dụng Phạm vi sử dụng: thiết bị di động chạy hệ điều hành từ android 7.0( API 24) trở lên Phạm vi người dùng: tất người Việt Nam mong muốn tìm hiểu, trau dồi thêm văn hóa nước nhà Hướng tiếp cận Tìm hiểu xây dựng ứng dụng AR, cài đặt ARcore chạy mô vật thể đơn giản Tìm hiểu dựng model 3D theo phương án:  Thông qua ảnh chụp từ góc khác xây dựng sử dụng phần mềm để chuyển từ hình ảnh sang vật thể 3D  Dựng vật thể thông qua quét camera Project Tango Google  Phương án khả thi dễ thông qua tư liệu hình ảnh internet dựng vật thể thơng qua phần mềm hỗ trợ hoạt họa vật thể 3D Unity, Blender,… Chương II Tổng quan công nghệ AR gì? AR chữ viết tắt Augmented Reality Công nghệ thực tế tăng cường AR kết hợp giới thật với thông tin ảo, không tách riêng biệt giới ảo thực VR Công nghệ AR bổ sung chi tiết ảo tạo máy tính, smartphone vào giới thực để tăng cường trải nghiệm Người dùng thoải mái tương tác với nội dung ảo đời thực, chạm vào, tóm lấy, Điển hình trị chơi Pokemon Go minh chứng rõ Công nghệ AR khác với VR( Virtual Reality) ứng dụng thực tế Về mặt định nghĩa cách dùng thực tế VR công nghệ vàng phát triển game giải trí nhờ khả tách đơi khơng gian thực ảo AR ngược lại, lồng ghép thông tin ảo vào giới thực để thể tương tác người dùng với vật thể ảo Tức với AR, người dùng chạm vào tạo lớp phủ hình ảnh vật thể ứng dụng filter ảnh Ứng dụng thực tế AR Với ưu điểm cơng nghệ AR ngày ứng dụng rộng rãi Trên thực tế, ngành nghề tìm cách tiếp cận áp dụng việc làm cải tiến quy trình Nhìn chung cơng nghệ AR sử dụng phổ biến lĩnh vực sau: 2.1 Giáo dục đào tạo Các hướng dẫn giảng tích hợp AR trở nên trực quan sinh động hơn, cho phép hoàn thành mục tiêu nhanh dễ dàng so với phương pháp truyển thống( thơng qua tài liệu, sách hướng dẫn, hình ảnh,…) Khi ngày gia đình có đủ khả hỗ trợ cho em thiết bị thơng minh để hỗ trợ việc học việc áp dụng rộng rãi công nghệ AR vào giáo dục trở nên phổ biến dễ dàng hết, tiềm đào tạo thông qua AR ngày lớn 2.2 Giải trí Giải trí lính vực hưởng lợi từ phát triển công nghệ AR Nhờ vào công nghệ trình chiếu AR dễ dàng thể hiển hình chiếu chiều vật thể chí người Các buổi lưu diễn tương lai ca sĩ, ban nhạc hồn tồn thay cơng nghệ AR 2.3 Gaming Có thể lần nghe qua tựa game Pokemon Go Trò chơi tạo nên sốt thị trường game giới vào năm 2017 đến tận có sức hút tương đối lớn game thủ Sự phổ biến tựa game AR kết tất yếu chơi game ứng dụng ban đầu mà nghĩ đến nói cơng nghệ AR Game AR có số đặc điểm nhận biết sau:  Không gian mở rộng gấp nhiều lần so với game AR AR linh hoạt khơng hạn chết khơng gian hoạt động  Các nhiệm vụ, hành động hiển thị thiết bị  Do không yêu cầu thiết bị chuyên biệt nên game AR có độ phủ sóng tương đối rộng so với game VR sau mắt Pokemon Go Game AR chơi hầu hết thiết bị smartphone Các thiết bị có camera với cảm biến đủ mạnh, dễ dàng nhận biết phân biệt môi trường xung quanh người chơi 2.4 Bán hàng Với khả AR, bạn “dùng thử” xem trước sẳn phẩm mà muốn đặt mua Chẳng hạn, bạn muốn mua đồ nội thất, bạn thắc mắc khơng biết hình dạng thực tế nào, có phù hợp với khơng gian nhà hay khơng, màu sắc hợp Thơng qua AR, bạn chiếu mơ đồ vào vị trí bạn muốn đặt, chọn màu sắc cho nó,…Việc trải nghiệm trước hàng hóa giúp cho trải nghiệm mua sắm online bạn trở nên trực quan tốt Một số hàng hóa khác kính, mũ, thử người bạn Trong bối cảnh Thương mại điện tử phát triển vượt bậc, ứng dụng AR phục vụ việc mua sắm dần trở lành tiêu chuẩn cho doanh nghiệp nhiều nhãn hàng Các hãng công nghệ lớn phát triển công nghệ AR Google đẩy mạnh Project Tango - Hệ thống cảm biến camera giúp quét tái tạo vật thể 3D tảng AR Apple công bố giới thiệu ARKit để phục vụ việc tạo ứng dụng AR hệ sinh thái thiết bị Apple AR core ARCore tảng Google dùng để trải nghiệm thực tế ảo tăng cường ARCore sử dụng API khác nhau, giúp điện thoại bạn cảm nhận môi trường xung quanh, hiểu giới thực tương tác với thông tin giới thực Một số API có sẵn Android iOS phép chia sẻ trải nghiệm AR Các cơng nghệ sau phát triển giống công nghệ dành cho Tango Để tạo khởi đầu thuận lợi, Google cung cấp ARCore SDK để nhà phát triển thử nghiệm với ứng dụng AR Hơn nữa, nhà phát triển sử dụng cơng cụ Blocks Tilt Brush tương thích với ARCore để dễ dàng tạo nội dung 3D tuyệt vời cho ứng dụng AR khác Với ARCore, bạn sử dụng điện thoại để tịa nhà góc phố cụ thể Kết hợp điều với Dịch vụ Định vị Trực quan (VPS) bạn thực hóa cơng cụ hỗ trợ AR quay lại với vào thời điểm sau Sử dụng ARCore, Google phát hành dựng thử nghiệm tập trung vào AR Chromium, với trình duyệt dựa iOS sử dụng ARKit Apple AR core hoạt động tốt thiết bị android có API từ 7.0 trở lên Ưu điểm AR core: Mang lại tính thực cho trải nghiệm người dùng Nhược điểm: Hiệu sử dụng thấp yêu cầu kết nối đủ mạnh Nguyên lý hoạt động AR hoạt động cách tổng hợp liệu, âm thanh, hình ảnh mã hóa phần mềm hiển thị hình thiết bị điện tử chạy hệ điều hành 10 Android hay iOS giúp tái đồ vật 3D mơi trường bạn Chúng ta nhìn thấy tất thơng tin vốn khơng thể nhìn thấy mắt thường chơi game có tương tác với mơi trường thật bên ngồi hóa thân thành nhân vật hoạt hình đáng u…nhờ vào cơng nghệ AR Nhìn chung AR core hoạt động theo nguyên lý sau:  Motion tracking giúp điện thoại hiểu theo dõi vị trí so với giới thực  Environmental understanding giúp điện thoại phát kích cỡ vị trí tất bề mặt: ngang, dọc góc cạnh bề mặt mặt đất, mặt bàn hay tường  Light estimation giúp điện thoại ước lượng điều kiện ánh sáng môi trường Chương III Triển khai Công cụ hỗ trợ Visual studio Visual studio code: Editor dùng để code logic tương tác đối tượng Unity: Engine tảng để tạo ứng dụng AR Android, có tính hợp AR core AR Foundation Blender: phần mề đồ họa 3D miễn phí mã nguồn mở, giúp dễ dàng tạo vật thể 3D xuất vật thể tái sử dụng Unity Đối tượng mô Các cơng trình kiến trúc tiêu biểu kiến trúc Việt Nam Dựng vật thể Unity Ưu điểm: Vật thể tạo có kích thước nhỏ, giúp cho việc chạy mơ tốn phần cứng Nhược điểm: Vật thể tạo khó, giống khoảng 60% so với cơng trình giới thực 11 12 Dựng vật thể Blender Ưu điểm: Blender phần mềm chuyên để thực hoạt họa 3D hồn tồn miễn phí Blender cung cấp cơng cụ để dễ dàng tạo vật thể 3D sát với thực tế Các Assets, Material get Blender mà khơng phải tìm kiếm tải xuống thủ cơng từ Internet Từ blender dễ dàng xuất object sử dụng Unity game editor Nhược điểm: Project xuất có kích thước lớn Khi chuyển object tử blender sang unity bị lỗi assets material 13 14 15 16 17 Trình chiếu vật thể thơng qua AR core Thơng qua Editor Visual studio, ta dựng nên tính hiển thị vật thể theo vị trí chọn( Placement) 18 19 App demo Link demo: https://www.youtube.com/watch?v=w7zhln6_-HY Chương IV Kết luận Kết Hoàn thành demo app trình chiếu điện thoại Hạn chế Chưa tạo giao diện cụ thể cho ứng dụng Object lớn làm app bị đứng, cracks Việc chuyển đổi object từ Blender sang Unity khiến object bị lỗi material 20 Định hướng Tạo giao diện cho ứng dụng giúp việc tương tác nhiều vật thể trở nên thuận lợi, dễ dàng Thu gọn kích thước object để ứng dụng sử dụng mượt mà 21 Tư liệu tham khảo https://docs.unity3d.com/Manual/index.html https://stackoverflow.com/ https://docs.blender.org/ 22 ... TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN KHOA CÔNG NGHỆ PHẦN MỀM BÁO CÁO CUỐI KỲ Ứng dụng công nghệ AR – Mơ cơng trình kiến trúc Việt Nam Mơn học : Đồ Án Giảng viên hướng dẫn : ThS.Huỳnh Hồ Thị Mông Trinh... với AR, người dùng chạm vào tạo lớp phủ hình ảnh vật thể ứng dụng filter ảnh Ứng dụng thực tế AR Với ưu điểm công nghệ AR ngày ứng dụng rộng rãi Trên thực tế, ngành nghề tìm cách tiếp cận áp dụng. .. hợp AR core AR Foundation Blender: phần mề đồ họa 3D miễn phí mã nguồn mở, giúp dễ dàng tạo vật thể 3D xuất vật thể tái sử dụng Unity Đối tượng mô Các công trình kiến trúc tiêu biểu kiến trúc Việt