Úvod

Pandémia nového koronavírusu narušila spôsob vzdelávania na celom svete. Utrpeli najmä mladšie generácie, kde učitelia, rodičia a žiaci neboli pripravený na drastický prechod na formu dištančného vzdelávania. Medzi najproblematickejšie no zároveň veľmi dôležité oblasti výučby patria laboratórne cvičenia, ktoré väčšinou vyžadujú špeciálne vybavenie a odborný dozor, a teda fyzickú prítomnosť viacerých osôb v špecializovaných laboratóriách.

Cieľom projektu je prekonať tieto obmedzenia a využitím najmodernejších a cenovo dostupných technológií z oblasti VR sprostredkovať online formu praktických cvičení vo virtuálnom laboratóriu, ktorá by sa efektivitou a zážitkom prinajmenšom vyrovnala práci a výučbe v reálnom laboratóriu s učiteľom.

Projekt poskytuje používateľom možnosť rozšírenej edukácie v oblastí elektrických obvodov, pričom učiteľ má možnosť vysvetliť žiakom danú látku, na základe čoho môže prejsť na praktické cvičenia, pri ktorých si každý žiak môže otestovať jeho vedomosti pri konštrukcií a testovaní elektrických obvodov.

Práca

Na začiatku projektu sme sa zamerali na rozsiahlu analýzu, ktorá mala určiť presný smer našej práce. Po úspešnom dokončení procesu analyzovania problému, sme prešli na tvorbu návrhov možných riešení a následne sme pre vybrané návrhy vytvorili prototypy v Unity.

Analýza

Na začiatku sme sa rozhodovali medzi simuláciou elektrických alebo logických obvodov. Jednou z úloh bolo nájsť vhodné knižnice, ktoré by nám so simuláciou pomohli. SpiceSharp je knižnica, ktorú sme si nakoniec vybrali pre integráciu do nášho projektu. Táto knižnica slúži na simuláciu elektrických obvodov.

Analýza sa skladala z 2 hlavných častí:

  • Breadboard riešenie
  • Grid riešenie

Breadboard

Po dokončení analýzy sme sa rozhodli breadboard riešenie zaradiť medzi náš backup plán. Postupne budeme pracovať aj na tomto spôsobe riešenia, pretože pokiaľ v budúcnosti narazíme na problémy s aktuálnym riešením, možme sa vrátit k breadboard riešeniu.

Výhody

  • Umožňujú komplexné riešenia
  • Predstavujú realistické zapojenia
  • Umožňujú použiť reálne obrazy súčiastok
  • Umožňujú vyskúšať zapojenie v reálnom živote podľa toho virtuálneho

Nevýhody

  • Náročné na pochopenie
  • Zložité na naprogramovanie logiky
  • Je potrebné riešiť usporiadanie a umiestnenie jednotlivých nožičiek súčiastok
  • Je potrebné ošetriť zapojenie, aby nevznikol skrat

Grid

Po dokončení analýzy sme sa jednohlasne zhodli na tomto riešení. Jedným z hlavných dôvodov bola možnosť tvorby vlastných modelov elektrických súčiastok pre toto riešenie v grafickom prostredí Blender.

Výhody

  • Jednoduché na implementáciu
  • Prehľadnejšie
  • Ľahšie na pochopenie

Synchronizácia

Prototypy

Počas celej tvorby projektu vzniklo niekoľko prototypov, každý prototyp je opísaný v samostatnej sekcií.

Prototyp 1 - Ovládanie & Interakcia

Cieľom tohto prototypu bolo vytvorenie prvotnej logiky ovládania postavy hráčom, umožniť mu pohybovať sa pomocou klávesnice a myši v 3D priestore. Všetky modely zobrazené na obrázku vyššie sme si vytvorili sami.

Takisto bolo potrebná implementácia prvotnej interakcie hráča s elektrickými súčiastkami a grid boardom. Hráč mohol zobrať do rúk ľubovoľnú el. súčiastku, mohol ju v ruke otáčať na 1 osi alebo ju mohol z rúk pustiť. Pokiaľ sa hráč nachádzal pri grid boarde mohol el. súčiastku, ktorú drží v ruke vložiť do tohto grid boardu. Na obrázku vyššie je znázornená simulácia kocky, ktorú hráč drží v ruke na grid board, aby mohol vedieť kam presne ju môže položiť.

Prototyp 2 - Podpora virtuálnej reality

Cieľom tohto prototypu bola integrácia podpory virtuálnej reality pre náš projekt.

V projekte používame VR Interaction Framework, ktorého funkcionalitu sme si prispôsobili pre potreby nášho projektu. Hráč môže interagovať pomocou VR headsetu s ovladačmi s elektrickými súčiastkami a vkládať ich do grid boardu. Súčasťou tohto prototypuje je takisto aj kontrola spojenia elektrických súčiastok umiestnených v grid boarde. Táto kontrola spojenia je dôležitá pri tvorbe vstupu do SpiceSharp knižnice.

Tím

Juraj Vincúr

LORD
&
SAVIOR

Patrik Tománek

Team Leader
Unity Developer
Web Developer

Ľubomír Kurčák

Scrum Master
Unity Developer
Graphic Designer

Tomáš Sabo

Deployment
Unity Developer
Web Developer

Erik Paľa

Analytics
Documentation
Tester

Viktor Beňo

Analytics
Documentation
Tester

Dokumenty

Zápisnice

Názov Dátum Stiahnutie
Zápisnica č.1 12.10.2020
Zápisnica č.2 19.10.2020
Zápisnica č.3 26.10.2020
Zápisnica č.4 02.11.2020
Zápisnica č.5 09.11.2020
Zápisnica č.6 16.11.2020
Zápisnica č.7 23.11.2020
Zápisnica č.8 30.11.2020
Zápisnica č.9 07.12.2020
Zápisnica č.10 14.12.2020

Dokumenty

Retrospektívy

Názov Dátum Stiahnutie
Retrospektíva č.1 26.10.2020
Retrospektíva č.2 09.11.2020
Retrospektíva č.3 23.11.2020
Retrospektíva č.4 07.12.2020
Retrospektíva č.5 14.12.2020

Dokumenty

Backlogy

Názov Dátum Stiahnutie
Backlog č.1 25.10.2020
Backlog č.2 08.11.2020
Backlog č.3 22.11.2020
Backlog č.4 06.12.2020
Backlog č.5 13.12.2020

Dokumenty

Ostatné dokumenty

Názov Dátum Stiahnutie
Motivačný dokument 12.10.2020
Analýza simulátorov pre el. obvody 25.10.2020
Analýza simulátorov pre log. obvody 25.10.2020
Prihláška na TP Cup 2021 30.10.2020
Analýza breadboardových riešení 08.11.2020
Analýza blokových riešení 08.11.2020
Návrh breadboardového riešenia 08.11.2020
Návrh blokového riešenia 08.11.2020
Opis breadboardového riešenia 22.11.2020
Opis blokového riešenia 22.11.2020
Metodiky 23.11.2020
Dokument k riadeniu 23.11.2020
Dokument k inžinierskemu dielu 23.11.2020
Analýza synch. frameworkov 14.12.2020
Dokumentácia za zimný semester 18.12.2020

Elements

Text

This is bold and this is strong. This is italic and this is emphasized. This is superscript text and this is subscript text. This is underlined and this is code: for (;;) { ... }. Finally, this is a link.


Heading Level 2

Heading Level 3

Heading Level 4

Heading Level 5
Heading Level 6

Blockquote

Fringilla nisl. Donec accumsan interdum nisi, quis tincidunt felis sagittis eget tempus euismod. Vestibulum ante ipsum primis in faucibus vestibulum. Blandit adipiscing eu felis iaculis volutpat ac adipiscing accumsan faucibus. Vestibulum ante ipsum primis in faucibus lorem ipsum dolor sit amet nullam adipiscing eu felis.

Preformatted

i = 0;

while (!deck.isInOrder()) {
    print 'Iteration ' + i;
    deck.shuffle();
    i++;
}

print 'It took ' + i + ' iterations to sort the deck.';

Lists

Unordered

  • Dolor pulvinar etiam.
  • Sagittis adipiscing.
  • Felis enim feugiat.

Alternate

  • Dolor pulvinar etiam.
  • Sagittis adipiscing.
  • Felis enim feugiat.

Ordered

  1. Dolor pulvinar etiam.
  2. Etiam vel felis viverra.
  3. Felis enim feugiat.
  4. Dolor pulvinar etiam.
  5. Etiam vel felis lorem.
  6. Felis enim et feugiat.

Icons

Actions

Table

Default

Name Description Price
Item One Ante turpis integer aliquet porttitor. 29.99
Item Two Vis ac commodo adipiscing arcu aliquet. 19.99
Item Three Morbi faucibus arcu accumsan lorem. 29.99
Item Four Vitae integer tempus condimentum. 19.99
Item Five Ante turpis integer aliquet porttitor. 29.99
100.00

Alternate

Name Description Price
Item One Ante turpis integer aliquet porttitor. 29.99
Item Two Vis ac commodo adipiscing arcu aliquet. 19.99
Item Three Morbi faucibus arcu accumsan lorem. 29.99
Item Four Vitae integer tempus condimentum. 19.99
Item Five Ante turpis integer aliquet porttitor. 29.99
100.00

Buttons

  • Disabled
  • Disabled

Form