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研究生: 徐韻如
Yun-Ru, Hsu
論文名稱: 建置雲端擴增實境教材編輯系統之研究
Research of Establishing An Cloud Augmented Reality Material Authoring System.
指導教授: 蕭顯勝
Hsiao, Hsien-Sheng
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 科技應用與人力資源發展學系
Department of Technology Application and Human Resource Development
論文出版年: 2013
畢業學年度: 101
語文別: 中文
論文頁數: 134
中文關鍵詞: 擴增實境教材編輯系統探究式學習雲端運算
英文關鍵詞: augmented reality, authoring tool, inquiry-based learning, cloud computing
論文種類: 學術論文
相關次數: 點閱:252下載:12
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  • 擴增實境有結合真實和虛擬世界的特性,因此透過此技術可彌補真實世界無法呈現虛擬資訊的缺點,利用擴增實境製作學習教材,可幫助傳達抽象的概念,讓學生較易理解學科內容的呈現。擴增實境教材可吸引學生注意力,提升學生對於自然與生活科技的學習動機。製作擴增實境教材需經過不同軟體的配合才可完成,對於部分資訊能力不佳的教師,自行開發擴增實境教材將成為負擔。
    本研究開發使教師可自行編輯擴增實境的教材編輯系統,目的在於幫助教師快速製作符合教學內容的擴增實境教材,避免教師因為技術門檻過高,就放棄使用擴增實境教學。在許多研究中曾提到探究式學習結合擴增實境的例子,都可有效吸引學生的注意力,引發好奇心,對學習主題產生探究。故教師在使用本系統也可參考探究式教材編輯模式,發展擴增實境教材。本系統以雲端運算的處理能力,突破行動設備的硬體限制,加強擴增實境使用的流暢性。
    此外,本研究也調查教師在使用雲端擴增實境教材編輯系統滿意度,研究結果發現,雲端擴增實境教材編輯系統修改教材之彈性度高,教師對系統給予高度評價,且使用本系統開發擴增實境教材意願高。研究所得建議包含網頁端和APP端介面設計需一致、網站端需新增預覽功能、未來研究可調查學生端使用擴增實境教材的想法。

    Augmented Reality technology could turn the virtual exhibition materials into verisimilitude materials. Hence learners could feel immersive in the learning environment. However, teachers need high information skill to produce augmented reality materials. This study is to develop a system that teachers can edit their augmented reality contents by themselves. Also, we develop an app that students can access materials. It is useful and quickly for teachers to create the Augmented Reality material. Some teachers may think that making material with augmented reality is too difficult to do. We hope to avoid this situation.
    The system contains two edit modes. The first one is the general editing mode. Teachers could choose different materials such as text, picture, video, music and 3D model to achieve the teaching goal. To produce augmented reality of course. Another one is inquiry augmented reality edit mode. According to the instructions of the system, teachers complete the inquiry augmented reality course. The system will reduce the time of the production of materials, and produce high interactive augmented reality materials. To break the hardware limitations of mobile devices and enhance fluency of augmented reality are using the processing power of cloud computing.
    In addition, this study also investigated the satisfaction of the system from teachers. The findings are as follows: Cloud Augmented Reality Material Authoring System is flexible to modify material. They thought this system was great and useful Teachers are willing to use this system highly. The suggestions are as follows: The interface design of the web must be the same with APP. The web site needs to add the preview function. Future research may investigate the idea from student.

    目  錄 謝誌 iii 中文摘要 iv ABSTRACT v 目  錄 vii 圖  次 ix 表  次 xiii 第一章 緒論 1 第一節 研究背景與動機 1 第二節 研究目的 6 第三節 待答問題 7 第四節 研究範圍與限制 8 第五節 研究流程 9 第六節 名詞釋義 11 第二章 文獻探討 13 第一節 雲端運算 13 第二節 擴增實境 16 第三節 探究式學習 26 第四節 文獻評析 31 第三章 研究方法 33 第一節 研究架構 33 第二節 研究對象與實施 34 第三節 系統功能需求分析 36 第四節 系統建置 39 第五節 系統操作訓練與教材製作 77 第六節 研究工具 80 第七節 資料處理 83 第四章 研究結果與討論 84 第一節 系統滿意度問卷分析 85 第二節 訪談紀錄分析 92 第五章 結論與建議 94 第一節 結論 94 第二節 建議 97 參考文獻 101 附錄 108 附錄一 訪談問題 109 附錄二 訪談紀錄 111 圖  次 圖1-1 擴增實境應用於教育的趨勢 2 圖1-2 研究流程圖 10 圖2-1 擴增實境在現實與虛擬環境之關係圖 16 圖2-2 AR系統在辨識符號且疊加資訊的過程 17 圖2-3 圖標示追蹤 17 圖2-4 無圖標示追蹤 18 圖2-5 顯示器型 19 圖2-6 頭戴光學透視型 19 圖3-1 研究架構 33 圖3-2 研究流程 35 圖3-3 系統功能圖 39 圖3-4 教材編輯介面 40 圖3-5 探究式教材使用流程圖 41 圖3-6 系統管理介面 42 圖3-7 教材APP介面 42 圖3-8 教師操作流程圖 44 圖3-9 教師註冊 45 圖3-10 完成註冊 45 圖3-11 點選新增課程 46 圖3-12 填寫課程資訊 47 圖3-13 修改課程資訊圖示 48 圖3-14 修改課程資訊 48 圖3-15 編輯探究式教材 49 圖3-16 探究式教材編輯 49 圖3-17 提出問題 50 圖3-18 編輯頁次 51 圖3-19 模型使用流程 52 圖3-20 搜尋模型 53 圖3-21 選擇下載模型格式 53 圖3-22 選擇Collada(.zip)格式 54 圖3-23 選擇.dae格式 54 圖3-24 模型匯入SketchUP 55 圖3-25 模型匯出轉檔 55 圖3-26 模型匯出為.dae格式 56 圖3-27 上傳3D模型 56 圖3-28 設計3D模型組合 57 圖3-29 引導分析 58 圖3-30 引導解釋結果 59 圖3-31 一般編輯模式範例 59 圖3-32 一般編輯模式編輯畫面 59 圖3-33 圖片編輯 60 圖3-34 音樂編輯 61 圖3-35 文字編輯 62 圖3-36 影片編輯 63 圖3-37 AR編輯 64 圖3-38 刪除課程 65 圖3-39 打包課程 65 圖3-40 學生操作流程圖 66 圖3-41 主畫面 66 圖3-42 探究式擴增實境教材圖標 67 圖3-43 一般擴增實境教材圖標 67 圖3-44 提出問題-1 68 圖3-45 提出問題-2 69 圖3-46 執行探究活動-1 70 圖3-47 執行探究活動-2 71 圖3-48 分析和整理證據 71 圖3-49 圖片素材 72 圖3-50 文字素材 73 圖3-51 音樂素材 73 圖3-52 影片素材-1 74 圖3-53 影片素材-2 74 圖3-54 AR素材-1 75 圖3-55 AR素材-2 75 圖3-56 AR素材-3 76 圖3-57 AR素材-4 76 圖3-58 學習搜尋模型 77 圖3-59 學習教學範例 78 圖3-60 操作探究式擴增實境教材 79 圖3-61 操作一般擴增實境教材 79 圖4-1 擴增實境接觸經驗 86 圖4-2 擴增實境教材使用經驗 86 圖4-3 學習擴增實境教材於教學之態度 87 圖5-1 兩列式版面 98 圖5-2 兩欄式版面 98 表  次 表2-1 擴增實境分類 20 表2-2 行動裝置的擴增實境發展套件 20 表2-3 擴增實境運用於教育相關研究 21 表2-4 擴增實境教材編輯系統比較 24 表2-5 探究式學習與擴增實境結合相關研究 28 表3-1 系統需求分析結果 37 表3-2 系統開發工具表 43 表3-3 伺服器系統環境表 43 表3-4 系統滿意度問卷 80 表3-5 系統訪談題目 82 表4-1 滿意度分析 88 表4-2 訪談教師 92 表5-1 現有擴增實境編輯工具比較表 95

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