GIỚI THIỆU
Tính cấp thiết của đề tài
Hologram là hình ảnh ba chiều (3D) được tạo ra từ ánh sáng, cho phép người xem nhìn thấy các vật thể không có thực trong không gian Hologram hiển thị ảnh trong không gian thực tế và có khả năng thay đổi theo góc nhìn của người quan sát.
Hình ảnh hologram không chỉ là những hình ảnh phẳng, mà còn chứa thông tin về sự phân tán và giao thoa của ánh sáng, cho phép tái tạo hình ảnh 3D Hiệu ứng này giúp người xem quan sát các đặc điểm và chi tiết của vật thể từ nhiều góc nhìn khác nhau, tương tự như khi nhìn thấy một đối tượng thật trong không gian.
Hologram là một hình ảnh được tạo ra từ ánh sáng, ghi lại thông tin về sự giao thoa và tương tác của ánh sáng từ một vật thể Sóng ánh sáng giao thoa tạo ra mẫu tương tự như thông tin ban đầu, và khi ánh sáng được phát lại, mẫu này tạo ra hình ảnh 3D chính xác, mô phỏng chi tiết và khối lượng của vật thể gốc.
Hình ảnh hologram mang đến trải nghiệm nhìn từ nhiều góc độ với cảm giác chiều sâu, khác biệt hoàn toàn so với hình ảnh 2D thông thường Điều này cho phép người xem khám phá các chi tiết và góc nhìn đa dạng của vật thể, tạo cảm giác như chúng đang hiện hữu trong không gian thực.
Công nghệ 3D Hologram sử dụng phép chiếu, tia laser và kỹ thuật xử lý hình ảnh để tạo ra hình ảnh và video trong không gian ba chiều Công nghệ này ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như giải trí, quảng cáo, y tế và khoa học Mặc dù có tiềm năng lớn, công nghệ 3D Hologram vẫn đang trong quá trình phát triển và cần đầu tư đáng kể về công nghệ cũng như kỹ năng để sản xuất hình ảnh và video 3D chất lượng cao và tương tác.
Hình 1.1: Một số hình ảnh Hologram 3D
Công nghệ tạo ra hình ảnh và video 3D chất lượng cao và tương tác đang trong quá trình phát triển, yêu cầu đầu tư đáng kể về công nghệ và kỹ năng.
Cấu tạo của một hình ảnh Hologram bao gồm các thành phần sau:
Nguồn ánh sáng, thường là laser, đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra ánh sáng đồng pha, đồng hướng và có tính coherency cao, cần thiết cho quá trình tạo hình ảnh hologram thông qua giao thoa ánh sáng.
Vật thể là đối tượng cần tạo hình ảnh Hologram, yêu cầu phải được chiếu sáng bằng ánh sáng laser Ánh sáng từ nguồn laser được chia thành hai chùm: chùm tham chiếu (Reference beam) đi thẳng và chùm còn lại được điều chỉnh để chiếu qua vật thể.
Ghi lại ánh sáng là quá trình mà ánh sáng từ chùm đi qua vật thể, phản xạ lại và giao thoa với chùm tham chiếu Quá trình này tạo ra một mẫu giao thoa phức tạp, giúp ghi lại thông tin về pha và biên độ của ánh sáng từ vật thể.
Khi ánh sáng từ chùm tham chiếu chiếu vào mẫu giao thoa, nó tương tác với mẫu và phản xạ lại, tạo ra hình ảnh hologram Hình ảnh này hiển thị vật thể ban đầu trong không gian 3D.
Cấu trúc cơ bản của Hologram có thể khá phức tạp và đa dạng, tùy thuộc vào loại Hologram và mục đích sử dụng
Có nhiều loại hologram, bao gồm hologram gương (Reflection Hologram), hologram truyền thống (Transmission Hologram) và hologram màu (Rainbow Hologram) Mỗi loại hologram này có cấu trúc và nguyên lý hoạt động đặc trưng riêng.
1.1.3 Các loại công nghệ Hologram 3D
Các loại công nghệ Hologram 3D bao gồm: Hologram Reflection, Transmission Hologram và Hybrid Hologram
Reflection Hologram là loại ảnh ba chiều phổ biến nhất, thường xuất hiện trong các phòng trưng bày và triển lãm Hình ảnh này được hình thành khi chùm tia tham chiếu và chùm tia vật thể tương tác từ hai phía đối diện của bề mặt hình ba chiều, ghi lại một hình ảnh Để tái tạo hình ảnh, cần sử dụng một nguồn ánh sáng trắng chiếu sáng vào hologram.
CHƯƠNG 1 sáng Ảnh ba chiều phản chiếu yêu cầu thiết lập đơn giản nhất và có thể nhìn thấy mà không cần ánh sáng laze [1]
Hình 1.2: Cách mà Reflection Hologram hoạt động
Ảnh ba chiều truyền qua laze, hay còn gọi là Transmission Hologram, được hình thành khi chùm tham chiếu và chùm đối tượng chiếu cùng một phía lên bề mặt ba chiều Để xem hình ảnh, người dùng cần chiếu ánh sáng laze qua mặt nhũ tương ở góc tương ứng với góc ghi lại của hình ba chiều, từ phía đối diện Ánh sáng sẽ được truyền từ phía sau thiết bị ảnh ba chiều đến phía người quan sát, cho phép hình ảnh hiển thị với độ chính xác cao Quy trình, vật liệu và phương pháp tạo ra ảnh ba chiều truyền qua tương tự như ảnh ba chiều phản xạ.
Hình 1.3: Cách mà Transmission Hologram hoạt động
Hybrid Hologram là sự kết hợp giữa hình ba chiều truyền và phản xạ, bao gồm các loại như hình ba chiều đa kênh, giao thoa kế ba chiều, hình ba chiều tích hợp, hình ba chiều dập nổi và hình ba chiều do máy tính tạo ra Hình ba chiều dập nổi thường được sử dụng trong các ứng dụng xác thực như nhãn dán bảo mật, hộ chiếu và thẻ tín dụng Trong khi đó, ảnh ba chiều do máy tính tạo ra chủ yếu phục vụ cho việc tạo các phần tử quang học và điều khiển ánh sáng laser, như trong đầu đĩa CD Tuy nhiên, các loại ảnh ba chiều này không phù hợp với công nghệ của chúng tôi, vì vậy sẽ không được đề cập thêm.
Hình 1.4: Mẫu giao thoa được tính toán kỹ thuật số bằng thuật toán máy tính
1.1.4 Tính cấp thiết của đề tài
Hiện nay, hologram đã trở thành một phần quen thuộc trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta Chúng ta dễ dàng bắt gặp hologram trong các quảng cáo công cộng và các thiết bị như kính thông minh, giúp cải thiện trải nghiệm nhìn.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Hologram đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực như mô phỏng, nghiên cứu, giáo dục và truyền thông khoa học Nó cung cấp một công cụ mạnh mẽ giúp trực quan hóa và hiểu rõ hơn về dữ liệu phức tạp.
Hologram 3D mang lại khả năng hiển thị hình ảnh sâu sắc, giúp các nhà nghiên cứu và khoa học phân tích các đối tượng phức tạp trong không gian ba chiều Công nghệ này được ứng dụng trong mô phỏng cấu trúc phân tử, quan sát hiện tượng vật lý, nghiên cứu y học và giáo dục khoa học Một ví dụ điển hình là việc các bác sĩ phẫu thuật có thể sử dụng hologram 3D để xem các giải pháp máy tính trong quá trình điều trị, đồng thời quan sát hình ảnh 3D liên quan đến bệnh nhân và kỹ thuật phẫu thuật mà vẫn đảm bảo vô trùng Họ cũng có khả năng tương tác từ xa với đồng nghiệp ngoài phòng mổ.
Hình 1.5: Mixed Reality (MR) hay còn gọi là thực tế hỗn hợp
Hologram 3D mang đến một phương pháp học tập hấp dẫn và tương tác, giúp truyền tải kiến thức hiệu quả trong giáo dục Công nghệ này cho phép học sinh và sinh viên tương tác với các đối tượng 3D, khám phá nhiều khía cạnh khác nhau và hiểu sâu hơn về chúng Ngoài ra, hologram 3D còn được ứng dụng để tạo ra các bài giảng và tài liệu học tập tương tác, từ đó nâng cao sự hấp dẫn và mức độ tham gia của người học.
Hologram 3D có nhiều ứng dụng thực tế, đặc biệt trong lĩnh vực giải trí, quảng cáo và sự kiện, nơi nó tạo ra hiệu ứng ảo diệu thu hút khán giả Ngoài ra, công nghệ này còn được áp dụng trong y tế để tạo hình ảnh 3D của các bộ phận cơ thể, giúp trình bày thông tin y học trong không gian thực Những ứng dụng này không chỉ xuất hiện trong các bộ phim khoa học viễn tưởng mà giờ đây đã trở thành hiện thực.
Hình 1.6: Hình Hologram trong điện ảnh
Hologram 3D là một phương tiện truyền thông mạnh mẽ, giúp truyền tải thông tin và giao tiếp ý tưởng hiệu quả Công nghệ này cho phép tạo ra hình ảnh và video 3D chất lượng cao, từ đó nâng cao trải nghiệm người dùng và tạo ấn tượng mạnh mẽ trong các lĩnh vực truyền thông, quảng cáo và truyền thông đa phương.
Hình 1.7: Quảng cáo LED Hologram cho thương hiệu giày Adidas
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Mục tiêu của dự án là phát triển sản phẩm Hologram tích hợp ChatGPT, giúp người dùng truy cập thông tin hữu ích trong nhiều lĩnh vực thông qua giao diện thân thiện và hấp dẫn Sản phẩm sẽ sở hữu mô hình Hologram tương tác tự nhiên, mang lại ấn tượng mạnh mẽ, sự tiện lợi và sự hài lòng cho người dùng.
Mục tiêu cụ thể: Hướng đến sinh viên trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố
Hồ Chí Minh đóng vai trò quan trọng trong việc tìm kiếm thông tin về trường và hỗ trợ nghiên cứu, giúp sinh viên tiếp cận nội dung lý thuyết của các môn học.
TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI
Giới thiệu
Mô hình Hologram kết hợp ChatGPT là một hệ thống trợ lý ảo tiên tiến, sử dụng công nghệ Hologram để tạo ra hình ảnh 3D sống động và chân thực của trợ lý ảo.
Unity là nền tảng phát triển trò chơi và ứng dụng đa nền tảng mạnh mẽ, trong khi ChatGPT là mô hình ngôn ngữ tự nhiên dựa trên trí tuệ nhân tạo Sự kết hợp giữa Unity và ChatGPT tạo ra mô hình Hologram, cho phép tương tác với người dùng bằng ngôn ngữ tự nhiên tiếng Việt Khi người dùng đặt câu hỏi hoặc yêu cầu bằng tiếng Việt, hệ thống sử dụng ChatGPT để phân tích ngữ cảnh và tạo ra câu trả lời hoặc hành động phù hợp, được truyền đạt thông qua hình ảnh 3D Hologram hiển thị bởi Unity.
Mô hình Hologram kết hợp với ChatGPT mang đến cho người dùng một trải nghiệm giao diện tương tác tiện lợi và chân thực Unity, nền tảng phát triển trò chơi và ứng dụng thực tế ảo (VR) cũng như thực tế tăng cường (AR), khi kết hợp với ChatGPT và công nghệ Hologram, sẽ tạo ra một giao diện đẹp mắt và trực quan Điều này cho phép người dùng tương tác với trợ lý ảo một cách linh hoạt và sinh động.
Trợ lý ảo cung cấp thông tin, giải đáp câu hỏi và thực hiện các tác vụ cụ thể trong nhiều lĩnh vực như du lịch, giáo dục và giao tiếp khách hàng Mô hình Hologram kết hợp ChatGPT mang đến trải nghiệm tương tác mới mẻ, giúp người dùng giao tiếp tự nhiên và thuận tiện với trợ lý ảo bằng tiếng Việt.
Hình 2.1: Hình ảnh minh họa về mô hình Hologram
Đặc tính của hệ thống
Mô hình Hologram kết hợp ChatGPT tích hợp khả năng hiển thị hình ảnh Hologram 3D với khả năng tương tác thông qua trò chuyện nhờ vào sức mạnh của mô hình ngôn ngữ ChatGPT Hệ thống này mang đến trải nghiệm độc đáo với sự kết hợp giữa hình ảnh sống động và giao tiếp thông minh.
Hệ thống hiển thị hình ảnh Hologram 3D sử dụng công nghệ tiên tiến để tạo ra hình ảnh sống động và chân thực Người dùng có thể trải nghiệm trợ lý ảo trong không gian ba chiều, với khả năng di chuyển và tương tác một cách tự nhiên.
ChatGPT là công cụ mạnh mẽ trong xử lý ngôn ngữ tự nhiên, giúp trợ lý ảo hiểu và phản hồi dựa trên các yêu cầu được đưa ra bằng ngôn ngữ tự nhiên Nó có khả năng tạo ra các câu trả lời mạch lạc, hợp lý và cung cấp thông tin chi tiết, đáp ứng tốt nhu cầu của người dùng.
Hệ thống tương tác giọng nói sử dụng ChatGPT để nhận diện và xử lý các câu hỏi từ người dùng Người dùng có thể giao tiếp với trợ lý ảo bằng giọng nói để đặt câu hỏi, yêu cầu thông tin hoặc thực hiện các tác vụ cụ thể.
Hệ thống được phát triển trên nền tảng Unity, cho phép tạo ra trải nghiệm tương tác và đồ họa phong phú Unity hỗ trợ xây dựng giao diện và điều khiển hình ảnh Hologram 3D, cung cấp các công cụ và tài nguyên mạnh mẽ cho việc tạo ra hiệu ứng ấn tượng.
CHƯƠNG 2 ứng hình ảnh, chuyển động và tương tác phức tạp Điều này cho phép trợ lý ảo di chuyển, tương tác với đối tượng trong không gian 3D và hiển thị các hiệu ứng hình ảnh đặc biệt
Kết hợp với ChatGPT, trợ lý ảo có khả năng phản hồi linh hoạt và hiểu đa dạng câu hỏi từ người dùng Nhờ vào mô hình ngôn ngữ tiên tiến, ChatGPT tạo ra những câu trả lời tự nhiên, phù hợp với ngữ cảnh cuộc trò chuyện.
Mô hình Hologram kết hợp ChatGPT hỗ trợ đa nền tảng, cho phép triển khai trên nhiều thiết bị khác nhau, từ di động đến máy tính cá nhân.
Hệ thống cho phép người dùng tùy chỉnh và mở rộng theo nhu cầu cụ thể của họ, giúp các nhà phát triển dễ dàng thêm chức năng và tính năng mới Điều này mang lại trải nghiệm tương tác độc đáo và phù hợp với mục đích sử dụng của từng ứng dụng.
Hệ thống hiển thị hình ảnh Hologram 3D sử dụng công nghệ hiển thị ba chiều để tạo ra hình ảnh sống động và trực quan trong không gian 3D Những hình ảnh này có độ sắc nét cao, cho phép tái tạo chân thực các đối tượng và hiện tượng.
Trợ lý ảo tương tác là một hệ thống cho phép tạo ra nhân vật số có khả năng giao tiếp với người dùng Nhân vật này có thể nhận diện giọng nói và tương tác thông qua giao diện người dùng, cung cấp các câu hỏi và câu trả lời một cách hiệu quả.
Hệ thống được phát triển trên nền tảng Unity, một công cụ phổ biến cho việc xây dựng ứng dụng trực quan và trò chơi, cho phép tận dụng các tính năng mạnh mẽ của Unity để tạo ra trải nghiệm tương tác đa dạng và linh hoạt.
Hệ thống có khả năng tích hợp các công nghệ nhận dạng như giọng nói, khuôn mặt và cử chỉ, giúp trợ lý ảo tương tác hiệu quả với người dùng Nhờ đó, trợ lý ảo có thể nhận diện và đáp ứng nhanh chóng các lệnh và yêu cầu từ người sử dụng.
ChatGPT tích hợp kiến thức từ nguồn dữ liệu phong phú, cho phép nó học hỏi từ dữ liệu lớn và thông tin có sẵn trên Internet Kết hợp với mô hình Hologram, ChatGPT có khả năng truy cập và sử dụng kiến thức này để cung cấp thông tin chính xác, đáp ứng đa dạng các câu hỏi và yêu cầu của người dùng.
Kết cấu của hệ thống
Máy tính hoặc thiết bị tích hợp cần chạy hệ điều hành tương thích để điều khiển hệ thống, cùng với màn hình hiển thị hoặc thiết bị phát hiện để trình bày hình ảnh Hologram 3D.
Thiết bị giao tiếp với người dùng, chẳng hạn như màn hình cảm ứng, bàn phím hoặc thiết bị nhận dạng giọng nói
Unity là một môi trường phát triển ứng dụng 3D mạnh mẽ, cung cấp các công cụ và tính năng cần thiết để tạo ra trải nghiệm hologram tương tác Bên cạnh đó, Module ChatGPT được xây dựng trên nền tảng GPT-3.5, có khả năng xử lý và hiểu ngôn ngữ tự nhiên, giúp trả lời câu hỏi và đưa ra phản hồi chính xác dựa trên kiến thức đã học.
Hệ thống có khả năng tích hợp cơ sở dữ liệu kiến thức, cung cấp thông tin hữu ích cho trợ lý ảo Cơ sở dữ liệu này bao gồm thông tin về sản phẩm, dịch vụ, kiến thức chuyên ngành và các nguồn thông tin liên quan, giúp trợ lý truy xuất và cung cấp thông tin chính xác.
Màn hình hiển thị: Một màn hình để hiển thị hình ảnh Hologram 3D và thông điệp tương tác cho người dùng
Giao diện người dùng: Một giao diện đơn giản và trực quan để người dùng tương tác với trợ lý ảo, bao gồm bàn phím, giọng nói
Nhận dạng giọng nói: Hệ thống sử dụng công nghệ nhận dạng giọng nói để hiểu các lệnh và yêu cầu từ người dùng
Xử lý ngôn ngữ tự nhiên: Module ChatGPT xử lý câu hỏi và yêu cầu từ người dùng, tạo ra câu trả lời và thông điệp phù hợp
Giao tiếp hình ảnh: Hình ảnh hologram 3D được tạo ra và hiển thị để đáp ứng và tương tác với người dùng.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Unity
Unity là một công cụ phát triển trò chơi và ứng dụng tương tác thời gian thực phổ biến trong ngành công nghiệp trò chơi Nó là một môi trường phát triển tích hợp mạnh mẽ, cho phép tạo ra các trò chơi, trực quan hóa 3D/2D, thực tế ảo (VR), thực tế tăng cường (AR) và các ứng dụng tương tự trên nhiều nền tảng khác nhau Unity cung cấp nhiều công cụ và tính năng hỗ trợ cho việc phát triển trò chơi và ứng dụng hiệu quả.
Unity là một nền tảng phát triển mạnh mẽ cho trò chơi và ứng dụng 3D, cho phép người dùng tạo và quản lý mô hình hologram, xây dựng nền tảng tương tác và tích hợp ChatGPT để nâng cao trải nghiệm tương tác người dùng.
Unity hỗ trợ lập trình bằng ngôn ngữ C# và có một cộng đồng phong phú để chia sẻ kiến thức và tài nguyên Ngoài ra, Unity cung cấp giao diện đồ họa dễ sử dụng, giúp người dùng xây dựng và quản lý tài nguyên, các cảnh (Scenes) và các thành phần khác nhau của trò chơi một cách hiệu quả.
Unity là một công cụ phổ biến trong nhiều lĩnh vực như trò chơi, giáo dục, kiến trúc, y tế và mô phỏng Nó cung cấp cho các nhà phát triển và nghệ sĩ khả năng tạo ra các ứng dụng và trò chơi tương tác phong phú, với hiệu suất cao và môi trường phát triển linh hoạt.
Hình 3.1: Nền tảng phát triển trò chơi Unity
PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP VỀ HOLOGRAM
Yêu cầu của đề
Nghiên cứu và phát triển mô hình Hologram kết hợp ChatGPT nhằm hỗ trợ người dùng tìm kiếm thông tin một cách nhanh chóng và hiệu quả Mô hình 3D được tạo ra để trình chiếu giao diện, giúp người dùng dễ dàng tiếp cận với trợ lý ảo Sản phẩm này có khả năng nhận diện thông tin và phản hồi câu hỏi từ người sử dụng.
4.2 Phương hướng và giải pháp thực hiện
Phương pháp trình chiếu Hologram Pyramid đang trở nên phổ biến, sử dụng cấu trúc kim tự tháp để tạo ra hiệu ứng ba chiều ấn tượng Hình ảnh được chiếu từ màn hình lên các mặt của kim tự tháp, mang đến trải nghiệm hình ảnh sống động và thu hút người xem.
Hình 4.1: Mô hình Hologram Pyramid
Tạo mô hình Hologram Pyramid bằng cách chiếu hình ảnh lên các mặt của kim tự tháp, mang lại hiệu ứng ba chiều ấn tượng khi người xem nhìn từ các góc độ khác nhau Đặt màn hình trình chiếu lên đỉnh kim tự tháp, với bốn góc của màn hình hiển thị, sẽ tối ưu hóa trải nghiệm hình ảnh.
Hình 4.2: Bản vẽ của mô hình Hologram Pyramid
Khi sử dụng Hologram trong Unity, mô hình được chỉnh sửa với bốn camera phân bố ở bốn góc màn hình, giúp chiếu hình ảnh lên bốn mặt của kim tự tháp.
Hình 4.3: Model nhân vật trong nền tảng Unity
Phương pháp trình chiếu Pepper’s Ghost sử dụng kính phản chiếu để tạo ra hiệu ứng hologram ấn tượng Hình ảnh được phản chiếu từ một màn hình lên mặt phẳng không gian, mang đến trải nghiệm hình ảnh ba chiều sống động và hấp dẫn.
Hình 4.4: Phương pháp Pepper’s Ghost
Phương pháp Pepper’s Ghost chỉ cần một mặt phẳng phản chiếu duy nhất được đặt chéo so với màn hình trình chiếu Khi người xem nhìn vào bề mặt này, hình ảnh phản chiếu kết hợp với hình ảnh thực trong không gian, tạo ra hiệu ứng hình ảnh ba chiều ấn tượng.
Hình 4.5: Mô hình Hologram của phương pháp Pepper’s Ghost
CHƯƠNG 4 Để chiếu được lên mặt phẳng trình chiếu chỉ cần đặt một Camera duy nhất trong Unity để có thể chiếu lên mặt phẳng (kính)
Hình 4.6: Avatar nhân vật trong nền tảng Unity
Lựa chọn phương án
Việc lựa chọn giữa hai phương án cần dựa vào nhiều yếu tố về ưu và nhược điểm của hai phương án trên
Phương án 1 (Sử dụng Pyramid Hologram) Ưu điểm:
Hologram Pyramid mang đến hiệu ứng 3D chân thực và sinh động, cho phép tạo ra hình ảnh động và đa chiều Phương pháp này cung cấp sự đa dạng trong việc tạo hình ảnh, với khả năng hiển thị đồng thời nhiều hình ảnh từ các góc nhìn khác nhau.
Khả năng tương tác: Hologram Pyramid có thể tích hợp với công nghệ cảm ứng để tạo ra trải nghiệm tương tác với người dùng
Chi phí cao: Hologram Pyramid có chi phí triển khai cao hơn so với Pepper's Ghost, do yêu cầu thiết bị đặc biệt và công nghệ phức tạp
Yêu cầu không gian và kích thước lớn: Phương pháp này yêu cầu không gian đủ lớn để đặt pyramid Hologram và màn hình phát ánh sáng
Phương án 2 (Sử dụng Pepper’s Ghost) Ưu điểm:
Chi phí triển khai của Pepper's Ghost thấp hơn so với Hologram Pyramid do yêu cầu ít thiết bị đặc biệt và công nghệ phức tạp Phương pháp này cũng cho phép tạo ra hình ảnh 3D phong phú và đa dạng, bao gồm hiệu ứng phản xạ và phát quang.
Hiệu ứng Pepper's Ghost mang đến trải nghiệm hình ảnh sống động và thu hút, tạo cảm giác như có một đối tượng thực sự xuất hiện trước mắt người xem.
Hạn chế góc nhìn: Pepper's Ghost có hạn chế về góc nhìn, chỉ cho phép hiển thị tốt khi người xem đứng ở vị trí và góc nhìn cụ thể
Khả năng tạo hình ảnh động hạn chế: Phương pháp này khó thực hiện hiệu ứng hình ảnh động phức tạp và mượt mà
Dựa trên yêu cầu và mục đích nghiên cứu về trợ lý ảo Hologram, nhóm quyết định lựa chọn phương án Pepper’s Ghost Phương pháp này không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn cho phép sử dụng các nguồn sáng phổ biến như màn hình để hiển thị Hologram một cách dễ dàng.
THIẾT KẾ VÀ CHẾ CHẾ TẠO HOLOGRAM
Sơ đồ lắp ráp của hệ thống
Hình 5.1: Bản vẽ phân rã của mô hình
Cơ khí
Về cơ khí, nhóm em sẽ chia toàn bộ thiết kế ra làm ba phần: Mặt kính, khung kim loại và các thiết bị thu và phát tín hiệu
5.2.1 Khối phát và thu tín hiệu
Loa mic hội nghị trực tuyến MST-A1, mã sản phẩm 200258, là một thiết bị tích hợp bao gồm cụm loa và micro, giúp thu tín hiệu hiệu quả cho các cuộc họp nhóm.
Khối phát tín hiệu ra mặt kính hologram mà nhóm sử dụng là 1 màn hình máy tính 5.2.2 Đề xuất công nghệ
Về điều kiện sử dụng
Mô hình Hologram sẽ được triển khai tại các địa điểm công cộng đông đúc, nhằm tối ưu hóa chức năng của dự án bất chấp điều kiện ánh sáng và tiếng ồn xung quanh Do đó, việc sử dụng chất liệu nhẹ và tiện dụng là yếu tố cần thiết cho thành công của đồ án.
Đồ án Tốt nghiệp hướng tới mục tiêu thương mại hóa, vì vậy chúng tôi sẽ nỗ lực hạ giá thành sản xuất xuống mức tối ưu nhất để phù hợp với nhu cầu của mọi người Đồng thời, chi phí thực hiện đồ án cũng sẽ được điều chỉnh dựa trên khả năng tài chính của các thành viên trong nhóm.
Sau khi thảo luận, nhóm đã quyết định chọn sắt làm vật liệu chính để thuận tiện cho việc lắp ráp, sử dụng và tối ưu hóa chi phí cho đồ án.
Tính toán để chọn vật liệu:
Khung kính sẽ chịu tải trọng nén từ màn hình máy tính và nắp đậy màn hình theo phương thẳng đứng, tức là từ trên xuống dưới.
Hình 5.2: Hình minh họa tải trọng của đồ án
Chọn độ dày vật liệu và góc đặt kính
Gọi b là chiều dày của thanh kim loại cần tìm
Ta có: khối lượng màn hình và nắp đậy màn hình = m= 3 kg
Theo điều kiện bền [ δ ]max = Mxmax / Jxmax [ δ ]sắt = 520 N/m 2
Chọn tấm kim loại có chiều dày là 5mm
Nhóm đã chọn các tấm sắt dày 5mm để tạo khung kim loại nâng đỡ màn hình và nắp đậy, đảm bảo đủ độ bền và nhẹ để dễ dàng gia công và lắp đặt.
Để đạt được hiệu quả phản xạ hình ảnh tốt nhất, nhóm cần sử dụng mặt kính có độ dày tối ưu là 3mm, vì đây là độ dày mỏng nhất phổ biến trên thị trường hiện nay.
Sau khi nghiên cứu tìm hiểu, góc đặt kính sẽ là 45 ○ vì 45 ○ là góc tối ưu nhất cho việc phản xạ ánh sáng từ màn hình xuống
Hình 5.3: Góc tối ưu cho việc phản xạ ánh sáng
Vách ngăn phần cứng được thiết kế và chế tạo từ sắt với kích thước 320x320x5mm, có chức năng nâng đỡ toàn bộ màn hình và nắp đậy màn hình Sản phẩm này không chỉ đảm bảo tính ổn định mà còn mang lại vẻ thẩm mỹ và sự cứng cáp cho mô hình.
Hình 5.4: Vách ngăn của mô hình
Nắp đậy màn hình được thiết kế và chế tạo từ chất liệu sắt với kích thước 460x315x50mm, có chức năng che phủ toàn bộ mặt lưng của màn hình Điều này giúp hạn chế tối đa tác động từ bên ngoài, nâng cao hiệu suất sử dụng và giảm thiểu các lỗi không mong muốn.
Hình 5.5: Nắp đậy màn hình
Mặt kính được thiết kế và chế tạo từ thuỷ tinh với kích thước 450x320x50mm, đóng vai trò quan trọng trong toàn bộ mô hình Chức năng của mặt kính là phản chiếu hình ảnh từ màn hình, giúp người dùng nhìn thấy trực quan giao diện của trợ lý ảo Vì vậy, mặt kính chính là phần thiết yếu nhất, quyết định trải nghiệm người dùng với mô hình.
5.2.5 Gia công lắp đặt phần cứng
Toàn bộ mô hình sẽ được gia công lắp đặt với phương pháp cắt và hàn
Bước 1: Tiến hành thiết kế phác thảo bản vẽ mô hình trên phần mềm Solidwork
Bước 2: Trình bày bản vẽ thiết kế với giáo viên hướng dẫn
Bước 3: Sau khi được sự đồng ý của giáo viên hướng dẫn, tiến hành đi mua các nguyên vật liệu và các thiết bị cần thiết
Bước 4: Thiết kế ba vách ngăn đầu tiên là rất quan trọng vì chúng đóng vai trò nâng đỡ toàn bộ mô hình Sau khi cắt các miếng sắt thành các vách ngăn với độ dài cụ thể, cần tiến hành đánh mịn và tạo khe để lắp đặt mặt kính.
Bước 5: Thiết kế mặt đáy và mặt đỡ màn hình là rất quan trọng Mặt đáy hoàn thiện mô hình phần cứng, trong khi mặt đỡ màn hình cung cấp điểm tựa cho màn hình, giúp tránh trầy xước và nứt gãy do tiếp xúc với các vách ngăn.
Bước 6: Tiến hành hàn các phần đã thiết kế lại thành một khối tổng thể
Bước 9: Thiết kế nắp đậy màn hình và đi dây cho các kết nối input và output của tất cả thiết bị Cuối cùng, lắp ráp tất cả các thành phần lại để tạo thành mô hình hoàn chỉnh.
Bước 10: Thử nghiệm mô hình bằng cách chạy chương trình phần mềm
Sau khi mọi thứ hoạt động ổn định, hãy xịt sơn tĩnh điện lên phần cứng của thiết bị để ngăn ngừa gỉ sét và nâng cao tính thẩm mỹ cho mô hình.
Bước 12: Nghiệm thu mô hình hoàn chỉnh với giáo viên hướng dẫn.
KẾT QUẢ THỰC TẾ - ĐÁNH GIÁ - HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
Kết quả thực tế
Link Model của nhóm: https://drive.google.com/file/d/1B6QCAuN3-
RPkY04JobDiZsIdN_GHz3qu/view?usp=drive_link
6.1.1 Mô hình cơ khí thực tế
Sau khi hoàn thiện bản vẽ trên Solidwork, nhóm chúng em đã thiết kế tạo ra một mô hình phần cứng thoả mãn các tiêu chí như:
+ Khung kim loại chắc chắn
+ Có thể dễ dàng tháo lắp
+ Nguyên vật liệu dễ tìm kiếm và dễ mua
Mô hình Hologram vẫn còn một số khuyết điểm, bao gồm việc hình ảnh chỉ có thể nhìn thấy trong một phạm vi nhất định Bên cạnh đó, chất lượng âm thanh và hình ảnh đầu ra chưa đạt yêu cầu do kinh phí hạn chế cho các thiết bị đầu vào và đầu ra của nhóm.
Hình 6.1: Mô hình sau khi được thiết kế chế tạo
Hình 6.2: Mô hình hoàn chỉnh khi chạy cùng nền tảng Unity
Mô hình được thiết kế nhằm trả lời các câu hỏi của người dùng, ví dụ như "Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh ở đâu?".
Hình 6.3: Hoạt ảnh Avatar lúc bắt đầu chạy chương trình
Hình 6.4: Avatar đợi người sử dụng nói WakeWord
Khi bắt đầu chương trình Model sẽ điều khiển Avatar vẫy tay chào và đợi WakeWord để bắt đầu lắng nghe
Hình 6.5: Hoạt ảnh đã nhận được WakeWord bắt đầu ghi nhận thông tin
Sau khi nhận dạng được WakeWord để lắng nghe, Avatar sẽ chào người dùng
Hình 6.6: UI Textbox hiện câu hỏi chương trình nhận được
Model đã nhận dạng được câu hỏi và chuyển từ Speech- to - Text câu hỏi
Hình 6.7: Hoạt ảnh lúc chương trình đang tìm kiếm câu trả lời
Trong quá trình nhận câu trả lời từ ChatGPT và chuyển đổi chúng thành AudioSource để phát ra loa, Avatar sẽ thể hiện hoạt ảnh suy nghĩ, với độ dài tương ứng với thời gian phản hồi của câu trả lời.
Sau khi trả lời xong câu hỏi, Model sẽ về lại trạng thái ban đầu để có thể tiếp tục nghe câu hỏi tiếp theo
Nếu không còn câu hỏi, người dùng có thể sử dụng CancelWord hoặc đợi một khoảng thời gian để model trở về và đợi WakeWord để bắt đầu
Hình 6.9: Kết thúc chương trình bằng từ khóa CancelWord
Kết quả thử nghiệm: Model đã giải đáp được thắc mắc như yêu cầu và hoạt động bình thường.
Kết luận
Sau quá trình hoàn thành đồ án nhóm đã hoàn thành được một số nhiệm vụ sau:
Khám phá và nghiên cứu về trí tuệ nhân tạo, đặc biệt là cách sử dụng ChatGPT, giúp mọi người dễ dàng tiếp cận công nghệ mới với ít trở ngại.
• Thông qua các phần mềm thiết kế như “Solidworks”, “Inventor” để thiết kế mô hình 3D để triển khai mô hình thực tế một cách thuận lợi
• Hoàn thành tạo ra được một mô hình Hologram 3D chiếu hình ảnh thêm sinh động, bắt mắt
• Học thêm được ngôn ngữ lập trình mới như C# và nền tảng làm game phổ biến hiện nay Unity
• Tìm hiểu về API kiến trúc kết nối giữa 2 “ứng dụng” hiệu quả nhất hiện nay
• Thiết kế giao diện phần mềm để dễ dàng tiếp cận với người sử dụng.
Đánh giá
Mô hình Trợ lý ảo 3D đã đáp ứng được các mục tiêu và chức năng đề ra, tuy nhiên vẫn tồn tại nhiều hạn chế chưa được khắc phục do các yếu tố khách quan và chủ quan Những ưu điểm của mô hình này cần được khai thác để cải thiện hiệu quả hoạt động trong tương lai.
• Mô hình thân thiện và dễ sử dụng cho người dùng, có thể trả lời được câu hỏi của người dùng đưa ra
• Có ích trong nhiều lĩnh vực trong cuộc sống
• Phù hợp cho nhiều loại môi trường làm việc
• Không thể hoạt động trong môi trường thiếu mạng Internet Một số môi trường có tiếng ồn lớn có thể gây nhiễu loạn thông tin
• Phản hồi còn khá chậm, một số trường hợp không phản hồi câu trả lời cho người dùng.
Hướng phát triển
Thiết kế được Avatar có tính chân thực hơn, chiều sâu và nhiều biểu cảm hơn
Nghiên cứu thêm về phần cứng ví dụ như cảm biến để có thể tự động chạy chương trình không cần WakeWord
Thiết kế bộ phận thu nhận âm thanh riêng tránh tiếng ồn, tạp âm
[1] Matišák, Jakub & Rábek, Matej & Zakova, Katarina (2019) Use of Holographic
Technology in Online Experimentation 921-924 ISSN 2300-5963 ACSIS, Vol 18, doi:10.15439/2019F179, 2019
[2] Hololab, Ứng dụng công nghệ thực tế hỗn hợp 3D Hologram trong phẫu thuật, link https://hololab.vn/ung-dung-cong-nghe-thuc-te-hon-hop-3d-hologram-trong-phau- thuat/, 05/2022
[3] Jhanvi Saxena, Holograms In Education: Key Advantages, link https://www.education2conf.com/blog/holograms-education-key-advantages, 2023
[4] Nguyen Duong, 3D HOLOGRAM LÀ GÌ? TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ ỨNG
DỤNG HOLOGRAPHIC, link https://onetech.vn/blog/3d-hologram-la-gi-tim-hieu-ve-cong-nghe-va-ung-dung- holography-5705, 02/2019
Quảng cáo màn hình LED Hologram đang trở thành một xu hướng nổi bật trong ngành truyền thông hiện nay Hình thức quảng cáo này không chỉ thu hút sự chú ý của khách hàng mà còn mang lại trải nghiệm độc đáo và ấn tượng Tìm hiểu thêm về công nghệ và cách thức hoạt động của quảng cáo LED Hologram để nắm bắt cơ hội tiếp cận khách hàng hiệu quả hơn Để biết thêm thông tin chi tiết, hãy tham khảo bài viết tại Unique Media Group.
[6] chuyên trang nhịp sống kinh tế, link http://nhipsongkinhte.toquoc.vn/hololab-cong-ty-tien-phong-cac-giai-phap- hologram-tai-viet-nam-20220923144943216.htm, 09/2022
PHỤ LỤC 1: TẬP BẢN VẼ