Research

การนำเทคโนโลยีเสมือนจริงมาประยุกต์ใช้กับการเรียนการสอน


ผศ.ดร.ประจวบ ปวรางกูร  
อาจารย์ประจำภาควิชาภาควิชาวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์ ​ 
คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหานคร  
10 มิถุนายน 2557  

     ปัจจุบันเทคโนโลยีทางด้านอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มีความก้าวหน้าเป็นอย่างมาก ดังจะเห็นได้จากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เราจำเป็นต้องใช้อยู่ในชีวิตประจำวันโดยเฉพาะอย่างยิ่งอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพา อาทิเช่น โทรศัพท์มือถือ และแท็ปเล็ต เป็นต้น อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่กล่าวมานี้ผู้คนส่วนใหญ่ในปัจจุบันล้วนต่างก็มีใช้งานอยู่แล้วไม่อย่างใดก็อย่างหนึ่ง ดังนั้นการนำเอาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพามาประยุกต์ให้เข้ากับการเรียนการสอนจึงเป็นเรื่องที่สามารถทำได้อย่างง่ายดาย อีกทั้งยังเป็นการช่วยกระตุ้นให้นักศึกษาเกิดความรู้สึกสนุก และสนใจในการที่จะเรียนรู้เนื้อหาในบทเรียนมากยิ่งขึ้นด้วย
     อย่างไรก็ตามการนำเอาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพามาประยุกต์ใช้กับการเรียนการสอนนี้ อาจารย์ผู้สอนจำเป็นต้องสร้างสื่อการสอนที่เหมาะกับการนำเอาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพามาใช้งานด้วย วิธีการสร้างสื่อการสอนที่เหมาะสมนี้ทำได้โดยการใช้เทคโนโลยีเสมือนจริง (Augmented Reality : AR) เทคโนโลยีเสมือนจริง หรือ AR นี้เป็นวิธีการที่ผสมผสานโลกเสมือน (virtual world) เข้ากับโลกความเป็นจริง (real world) โดยใช้วิธีซ้อนรูปภาพหรือภาพสามมิติที่อยู่ในโลกเสมือนไปบนภาพที่เห็นจริงๆ ในโลกความเป็นจริง (ผ่านกล้องที่อยู่ในโทรศัพท์มือถือ หรือแท็ปเล็ต) โดยแสดงผลภาพแบบเรียลไทม์ [1] เทคโนโลยีในลักษณะนี้เราคงได้พบเห็นกันมาบ้างแล้วในรายการโทรทัศน์ต่าง ๆ เช่น ในการถ่ายทอดสดกีฬาอเมริกันฟุตบอลจะมีเส้นอธิบายระยะต่าง ๆ และในกีฬาฟุตบอลที่มีเส้นบอกการล้ำหน้า เป็นต้น เทคโนโลยีเสมือนจริงนี้ได้เริ่มต้นพัฒนามาตั้งแต่ปี ค.ศ.1990 แต่ยังไม่เป็นที่แพร่หลายมากนัก จนเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมานี้เทคโนโลยีนี้ก็ได้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นอย่างมากเนื่องจากเทคโนโลยีของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพา เช่น สมาร์ทโฟน ได้ถูกพัฒนาให้มีหน่วยประมวลผลที่รวดเร็วมากขึ้น มีอุปกรณ์ที่จำเป็นต้องใช้ประกอบ เช่น กล้อง เข็มทิศอิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์แสดงพิกัดดาวเทียม และมีการเชื่อมต่อข้อมูลกับอินเทอเน็ตที่เร็วพอ
     ในบทความนี้จะแสดงให้เห็นถึงวิธีการสร้างสื่อการสอนโดยใช้เทคโนโลยีเสมือนผ่านโปรแกรมที่ชื่อว่าออรัสมา (Aurasma) ซึ่งเป็นหนึ่งในหลาย ๆ โปรแกรมที่สามารถนำมาใช้งานได้ โดยจะได้แสดงให้เห็นถึงขั้นตอนในการสร้างไล่เรียงลำดับกันไปทีละขั้นตอน

หลักการทำงานของ AR
    ในหัวข้อนี้จะได้แนะนำหลักการทำงานของ AR ก่อน ซึ่งจะทำให้เกิดความเข้าใจในกระบวนการทำงานของ AR มากยิ่งขึ้น โดยหลักการทำงานของ AR จะประกอบไปด้วยส่วนสำคัญ 4 ส่วน [2,3] ตามรูปที่ 1 คือ
    1) AR Code หรือ AR Marker คือ ส่วนที่ใช้ในการกำหนดมุมมอง และตำแหน่งที่ใช้ในการวางภาพหรือวัตถุเสมือน
    2) กล้อง ไว้ใช้สำหรับจับภาพของ AR Code เพื่อส่งให้คอมพิวเตอร์นำไปประมวลผล
    3) คอมพิวเตอร์ที่บรรจุโปรแกรมที่ทำหน้าที่วิเคราะห์ AR Code และเลือกภาพหรือวัตถุที่ตรงกับ AR Code นั้น ๆ
    4) จอแสดงผล

รูปที่ 1 หลักการทำงานของ AR [4]

     กระบวนการทำงานของ AR เกิดจากการใช้กล้องเป็นตัวจับภาพของ AR Code (ที่ได้ทำการสร้างขึ้นไว้ก่อนแล้ว) แล้วส่งต่อภาพไปยังคอมพิวเตอร์ที่บรรจุโปรแกรม AR ทำการวิเคราะห์ AR Code และทำการเลือกภาพหรือวัตถุที่ตรงกับ AR Code นั้น ๆ จากนั้นจึงส่งภาพหรือวัตถุที่เลือกไว้ไปแสดงผลทาบลงบน AR Code ในหน้าจอแสดงผล สังเกตว่าส่วนประกอบในข้อ 2-4 ซึ่งก็คือ กล้อง หน่วยประมวลผล และจอแสดงผลนี้ ในปัจจุบันได้ถูกนำมารวมกันอยู่ภายในอุปกรณ์เพียงตัวเดียวนั่นก็คือ สมาร์ทโฟน หรือแท็ปเล็ต นั่นเอง

การสร้าง AR Code โดยใช้โปรแกรมออรัสมา
     จากหลักการทำงานของ AR ข้างต้นจะเห็นว่าเราจำเป็นจะต้องสร้าง AR Code และภาพหรือวัตถุที่จะนำไปทาบลงบน AR Code เสียก่อน ในบทความนี้จะได้นำเอาโปรแกรมออรัสมามาเป็นตัวสร้างสร้าง AR Code โดยการสร้าง AR Code สามารถทำได้ 2 วิธี คือ 1) ใช้สมาร์ทโฟนหรือแท็ปเล็ตในการสร้าง 2) ใช้คอมพิวเตอร์ในการสร้าง 
     วิธีการสร้าง AR Code วิธีที่หนึ่งนั้นจะไม่คล่องตัวในการสร้างเนื่องจากจะต้องเตรียมรูปภาพหรือภาพเคลื่อนไหวให้พร้อม รวมทั้งการแก้ไขจะทำได้ค่อนข้างลำบาก ในบทความนี้จึงได้แสดงขั้นตอนการสร้าง AR Code โดยใช้วิธีที่สองแทน โดยมีวิธีการดังนี้
     1. เข้าไปที่เว็บไซต์ https://studio.aurasma.com/login เพื่อสมัคร Account จากนั้นให้ login เข้าไปจะพบกับหน้าต่างดังรูป

     2. เข้าไปที่ไอคอน Trigger Images กดเลือกที่ +Add จะปรากฏหน้าต่าง +New Trigger Image ขึ้นมา 

     - ที่ช่อง Name: ให้ตั้งชื่อรูปที่ใช้เป็น AR Code
     - ที่ช่อง Tranning Image: เลือกรูปภาพที่จะนำมาทำเป็น AR Code
     - กดปุ่ม Save และ Close

     3. เข้าไปที่ไอคอน Overlays กดเลือกที่ +Add จะปรากฏหน้าต่าง +New Overlay ขึ้นมา 

     - ที่ช่อง Name: ให้ตั้งชื่อรูปที่จะใช้แสดงภาพหรือวัตถุที่ใช้ทาบบน AR Code
     - ที่ช่อง Type: เลือก Video หรือ Image หรือ 3D Model ตามชนิดของภาพที่ใช้ทาบบน AR Code
     - ที่ช่อง Video หรือ Image หรือ 3D Model: เลือกรูปภาพตามชนิดของภาพที่ใช้ทาบบน AR Code
     - กดปุ่ม Save และ Close

     4. เข้าไปที่ไอคอน Channels กดเลือกที่ +Add จะปรากฏหน้าต่าง +New Channel ขึ้นมา 

     ตรงหน้าต่าง General
     - ที่ช่อง Name: ให้ตั้งชื่อที่เหมาะสมสำหรับการค้นหาได้ง่าย
     - ที่ช่อง Privacy: เลือกค่าเป็น Public
     - ที่ช่อง Image: ให้เลือกรูปที่เหมาะสมสำหรับการค้นหาได้ง่าย
     - กดปุ่ม Save จากนั้นเลือกที่หน้าต่าง Auras และกดเลือกที่ +Add จะปรากฏหน้าต่าง +New Aura ขึ้นมา
     ที่ช่อง Aura Details
     - ที่ช่อง Name: ให้ตั้งชื่อรูปที่ใช้เป็น AR Code
     - ที่ช่อง Trigger Image: เลือกรูปที่ save ไว้ใน Trigger Images
     ที่ช่อง Overlays 
     - กดเลือก +Add Overlay 
     - กด V เพื่อเลือก overlay ที่ save ไว้ใน Overlays
     - กดปุ่ม Save และ Close

การอ่าน AR Code โดยใช้โปรแกรมออรัสมา
     ขั้นตอนการอ่าน AR Code ผ่านสมาร์ทโฟน หรือแท็ปเล็ต มีดังนี้
     1. ติดตั้งแอพพลิเคชั่นออรัสมาได้ฟรีทั้งในระบบปฏิบัติการ iOS และ Android โดยค้นหาคำว่า aurasma
     2. เมื่อติดตั้งเสร็จให้เปิดเข้าไปที่โปรแกรมออรัสมา
     3. กดเครื่องหมาย ด้านล่าง จะเข้าสู่หน้าค้นหา จากนั้นกดเครื่องหมายแว่นขยาย จากนั้นให้ใส่ชื่อ Channel ที่เราได้ตั้งเอาไว้แล้ว 
     4. เมื่อปรากฏชื่อ Channel แล้วให้กดเข้าไปที่ชื่อนั้น จากนั้นกด Follow
     5. นำเอาสมาร์ทโฟน หรือแท็ปเล็ต ที่เปิดโปรแกรมออรัสมาอยู่ไปส่องบนรูป AR Code ที่สร้างไว้ก็จะปรากฏภาพ Overlay ที่สร้างเอาไว้
     สังเกตว่าเราจำเป็นต้องทำขั้นตอนที่ 3 ถึง 4 ทุกครั้งเมื่อเราทำการสร้าง Channel ในชื่อใหม่ เนื่องจากโปรแกรมนี้เป็นโปรแกรมให้ใช้งานแบบไม่เสียค่าใช้จ่าย

ตัวอย่าง AR Code ที่สร้างไว้

รูปที่ 2 AR Code สำหรับการเรียนในเรื่องการทำงานของทรานซิสเตอร์ไบโพลาร์ [5,6]

รูปที่ 3 AR Code สำหรับการเรียนในเรื่องการทำงานของทรานซิสเตอร์มอสเฟต [7,8]

รูปที่ 4 AR Code สำหรับการเรียนในเรื่องการทำงานของวงจร Astable Multivibrator [9,10]

     ในกรณีที่ผู้อ่านต้องการทดลองใช้สมาร์ทโฟนอ่าน AR Code โดยยังไม่ต้องการเขียน AR Code ด้วยตัวเองก่อน ก็สามารถเข้าไปที่เว็บไซต์ www.aurasma.com เพื่อหา AR Code มาทดลองเล่นดูก่อนได้ หรือถ้าต้องการอ่าน AR Code ตามตัวอย่างข้างต้นก็ให้ค้นหา Channel ชื่อ juabjung แล้วกด Follow ก็จะสามารถอ่าน AR Code ข้างต้นได้ 

เอกสารอ้างอิง
[1] http://www.isriya.com/node/3109/augmented-reality
[2] http://www.uni.net.th/register_system/wunca/DocSys/upload/17/005_BuildAR_2013_1.pdf
[3] http://www.thaigoodview.com/node/110970
[4] http://learngears.files.wordpress.com/
[5] http://nanohub.org/wiki/BJTLabPage
[6] http://www.youtube.com/watch?v=9CrcRabTQ0s
[7] http://people.seas.harvard.edu/~jones/es154/lectures/lecture_4/lecture_4.html
[8] http://www.youtube.com/watch?v=QO5FgM7MLGg
[9] http://www.learnabout-electronics.org/Oscillators/osc41.php
[10] http://www.circuitsgallery.com/2012/03/astable-multivibrator-using-transistors.html

<< ย้อนกลับ