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 – Mô phỏng các công trình kiến
trúc Việt Nam

Mơn học

: Đồ Án 2

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 – Mô phỏng các công trình kiến
trúc Việt Nam

Mơn học

: Đồ Án 2

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


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................

...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................


Lời cảm ơn
Trước tiên, cho phép em được bày tỏ lịng biết ơn chân thành đến cơ Huỳnh Hồ Thị Mộng
Trinh – giáo viên hướng dẫn môn Đồ án 2 đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn nhóm trong suốt
q trình làm đồ án mơn học. Nhờ những gợi ý và giúp đỡ của cơ, em đã từng bước hồn
thành đồ án môn học. Bước đầu tiếp cần đồ án 2 với hướng tiếp cận và cơng nghệ hồn
tồn khác với đồ án 1 đã làm trước đó nên có thể cịn nhiều thiếu sót. Em xin tiếp nhận
những đóng góp của cơ về những mặt cần cải thiện trong tương lại. Em xin chân thành cảm
ơn.

Thủ Đức, ngày 17 tháng 6 năm 2022
Sinh viên
Trần Lê Huy Hoàng


Mục lục
Chương I. Tổng quan ........................................................................................................... 7
1. Hiện trạng .................................................................................................................. 7
2. Mục đích .................................................................................................................... 7

3. Phạm vi sử dụng ........................................................................................................ 7
4. Hướng tiếp cận .......................................................................................................... 7
Chương II. Tổng quan công nghệ ........................................................................................ 8
1. AR là gì? .................................................................................................................... 8
2. Ứng dụng thực tế của AR .......................................................................................... 8
2.1 Giáo dục và đào tạo. ........................................................................................... 8
2.2 Giải trí ................................................................................................................. 9
2.3 Gaming ............................................................................................................... 9
2.4 Bán hàng ............................................................................................................. 9
3. AR core .................................................................................................................... 10
4. Nguyên lý hoạt động ............................................................................................... 10
Chương III. Triển khai ....................................................................................................... 11
1. Công cụ hỗ trợ ......................................................................................................... 11
2. Đối tượng mô phỏng ............................................................................................... 11
3. Dựng vật thể bằng Unity ......................................................................................... 11
4. Dựng vật thể bằng Blender ...................................................................................... 13
5. Trình chiếu vật thể thơng qua AR core ................................................................... 18
6. App demo ................................................................................................................ 20
Chương IV. Kết luận ......................................................................................................... 20
1. Kết quả..................................................................................................................... 20


2. Hạn chế .................................................................................................................... 20
3. Định hướng .............................................................................................................. 21
Tư liệu tham khảo .............................................................................................................. 22


Chương I. Tổng quan
1. Hiện trạng
Quá trình hội nhập của nước ta đã có những tác động nhất định, làm thay đổi tư duy,

lối sống của giới trẻ Việt Nam theo hướng hiện đại và tích cực hơn, chủ động hơn. Q
trình này có những tác động nhưng cũng kéo theo nhiều mặt trái ngược. Giới trẻ Việt có
xu hướng thờ ơ, xa rời truyền thống, lịch sử, văn hóa của dân tộc. Ngồi ra cịn có hiện
tượng du nhập văn hóa khơng lành mạnh dẫn đến hiện tượng lệch lạc về nhận thức. Vấn
đề đặt ra là làm thế nào khuyến khích mọi người tìm hiểu lịch sử, văn hóa dân tộc đồng
thời nâng cao tinh thần bảo vệ truyền thống văn hóa của đất nước, của quê hương.
2. Mục đích
Sau q trình tìm hiểu về văn hóa Việt Nam và tìm hiểu về cơng nghệ AR và AR
core. Mình đã đi đến quyết định sử dụng cơng nghệ AR để tái tạo và mơ phỏng các cơng
trình kiến trúc, các di sản vật thể thông qua AR, ARcore và các phần mềm hoạt họa.
3. Phạm vi sử dụng
Phạm vi sử dụng: trên các thiết bị di động chạy hệ điều hành từ android 7.0( API 24)
trở lên.
Phạm vi người dùng: tất cả người Việt Nam mong muốn tìm hiểu, trau dồi thêm về
văn hóa nước nhà.
4. Hướng tiếp cận
Tìm hiểu và xây dựng ứng dụng AR, cài đặt ARcore và chạy mơ phỏng một vật thể
đơn giản.
Tìm hiểu và dựng model 3D theo một trong 2 phương án:
 Thơng qua các ảnh chụp từ các góc khác nhau và xây dựng hoặc sử dụng phần
mềm để chuyển từ các hình ảnh sang vật thể 3D.
 Dựng vật thể thông qua quét camera như Project Tango của Google.
 Phương án khả thi nhất và dễ nhất là thông qua tư liệu hình ảnh trên internet và
dựng vật thể thơng qua các phần mềm hỗ trợ hoạt họa vật thể 3D như Unity,
Blender,…
7


Chương II. Tổng quan cơng nghệ
1. AR là gì?

AR là chữ viết tắt của Augmented Reality. Công nghệ thực tế tăng cường AR là sự
kết hợp của thế giới thật với thông tin ảo, chứ không hề tách riêng biệt giữa thế giới ảo và
thực như VR. Công nghệ AR sẽ bổ sung những chi tiết ảo được tạo bởi máy tính,
smartphone vào thế giới thực để tăng cường sự trải nghiệm. Người dùng có thể thoải mái
tương tác với những nội dung ảo ngay trong đời thực, như chạm vào, tóm lấy,... Điển
hình trị chơi Pokemon Go là một minh chứng rõ nhất.
Công nghệ AR khác với VR( Virtual Reality) về các ứng dụng trong thực tế. Về mặt
định nghĩa và cách dùng trong thực tế. VR là một cơng nghệ vàng trong phát triển game
và giải trí nhờ khả năng tách đôi không gian thực và ảo. AR thì ngược lại, lồng ghép
thơng tin ảo vào trong thế giới thực để thể hiện sự tương tác của người dùng với vật thể
ảo. Tức là với AR, người dùng có thể chạm vào hoặc tạo một lớp phủ hình ảnh ngay trên
vật thể như các ứng dụng filter ảnh.
2. Ứng dụng thực tế của AR
Với những ưu điểm của mình thì cơng nghệ AR ngày nay đang được ứng dụng rộng
rãi. Trên thực tế, hầu như mọi ngành nghề đều đang tìm cách tiếp cận và áp dụng trong
việc làm mới hoặc cải tiến quy trình.
Nhìn chung cơng nghệ AR được sử dụng phổ biến trong các lĩnh vực sau:
2.1 Giáo dục và đào tạo.
Các hướng dẫn và bài giảng tích hợp AR sẽ trở nên trực quan và sinh động hơn, cho phép
hoàn thành các mục tiêu mới nhanh hơn và dễ dàng hơn so với các phương pháp truyển
thống( thơng qua tài liệu, sách hướng dẫn, hình ảnh,…). Khi ngày nay mỗi gia đình hầu
như đều có đủ khả năng hỗ trợ cho con em các thiết bị thơng minh để hỗ trợ việc học thì
việc áp dụng rộng rãi công nghệ AR vào trong giáo dục đang trở nên phổ biến và dễ dàng
hơn bao giờ hết, tiềm năng đào tạo thông qua AR sẽ ngày càng lớn hơn.

8


2.2 Giải trí
Giải trí cũng là một lính vực được hưởng lợi từ sự phát triển của công nghệ AR. Nhờ vào

cơng nghệ trình chiếu của AR có thể dễ dàng thể hiển một hình chiếu 3 chiều của bất kì
vật thể nào thậm chí là cả con người. Các buổi lưu diễn trong tương lai của các ca sĩ, ban
nhạc cũng có thể hồn tồn được thay thế bởi cơng nghệ AR.
2.3 Gaming
Có thể ai trong chúng ta cũng đều ít nhất 1 lần nghe qua về tựa game Pokemon Go.
Trò chơi đã tạo nên một cơn sốt trên thị trường game thế giới vào những năm 2017 và
đến tận bây giờ nó vẫn có một sức hút tương đối lớn đối với game thủ. Sự phổ biến của
các tựa game AR là một kết quả tất yếu bởi vì chơi game là một trong những ứng dụng
ban đầu mà chúng ta nghĩ đến khi nói về cơng nghệ AR.
Game AR có một số đặc điểm nhận biết sau:
 Không gian mở rộng gấp nhiều lần so với game trên AR. AR cực kì linh hoạt
và khơng hạn chết không gian hoạt động.
 Các nhiệm vụ, hành động đều được hiển thị trên thiết bị.
 Do không yêu cầu thiết bị chuyên biệt nên game AR hiện tại có độ phủ sóng
tương đối rộng so với game VR nhất là sau sự ra mắt của Pokemon Go. Game
AR có thể được chơi ngay trên hầu hết các thiết bị smartphone hiện tại. Các
thiết bị này có camera với cảm biến đủ mạnh, có thể dễ dàng nhận biết và phân
biệt được môi trường xung quanh người chơi.
2.4 Bán hàng
Với khả năng của AR, bạn có thể “dùng thử” hoặc xem trước sẳn phẩm mà mình
muốn đặt mua. Chẳng hạn, bạn muốn mua một món đồ nội thất, bạn thắc mắc khơng biết
hình dạng thực tế thế nào, có phù hợp với khơng gian của nhà mình hay khơng, và màu
sắc nào thì hợp. Thơng qua AR, bạn có thể chiếu mơ phỏng món đồ đó vào vị trí bạn
muốn đặt, chọn màu sắc cho nó,…Việc trải nghiệm trước hàng hóa này giúp cho trải
nghiệm mua sắm online của bạn trở nên trực quan và tốt hơn. Một số hàng hóa khác như
kính, mũ,... cũng có thể được thử ngay trên người của bạn. Trong bối cảnh Thương mại
9


điện tử đang phát triển vượt bậc, các ứng dụng AR phục vụ việc mua sắm đang dần trở

lành tiêu chuẩn cho các doanh nghiệp và nhiều nhãn hàng.
Các hãng công nghệ lớn đều đang phát triển công nghệ AR.
Google từng đẩy mạnh Project Tango - Hệ thống cảm biến camera giúp quét và tái
tạo vật thể 3D trên nền tảng AR.
Apple đã công bố và giới thiệu ARKit để phục vụ việc tạo các ứng dụng AR trên hệ
sinh thái các thiết bị của Apple.
3. AR core
ARCore là một nền tảng của Google dùng để trải nghiệm thực tế ảo tăng cường.
ARCore sử dụng các API khác nhau, giúp điện thoại của bạn có thể cảm nhận được mơi
trường xung quanh, hiểu được thế giới thực và tương tác với các thông tin trong thế giới
thực. Một số API đã có sẵn trên Android và iOS để cho phép chia sẻ trải nghiệm về AR.
Các công nghệ cơ bản đi sau phát triển nó cũng giống như những cơng nghệ dành cho
Tango. Để tạo sự khởi đầu thuận lợi, Google đã cung cấp ARCore SDK để các nhà phát
triển thử nghiệm với các ứng dụng AR mới. Hơn nữa, các nhà phát triển có thể sử dụng
các cơng cụ như Blocks và Tilt Brush tương thích với ARCore để dễ dàng tạo nội dung
3D tuyệt vời cho các ứng dụng AR khác nhau.
Với ARCore, bạn có thể sử dụng điện thoại để chỉ ra các tịa nhà hoặc góc phố cụ thể.
Kết hợp điều này với Dịch vụ Định vị Trực quan (VPS) và bạn có thể hiện thực hóa bất
kỳ cơng cụ hỗ trợ AR nào và quay lại với nó vào thời điểm sau. Sử dụng ARCore,
Google cũng đã phát hành một bản dựng thử nghiệm tập trung vào AR của Chromium,
cùng với một trình duyệt dựa trên iOS sử dụng ARKit của Apple.
AR core hoạt động tốt trên các thiết bị android có API từ 7.0 trở lên.
Ưu điểm của AR core: Mang lại tính thực cho trải nghiệm người dùng.
Nhược điểm: Hiệu năng sử dụng thấp và yêu cầu kết nối đủ mạnh.
4. Nguyên lý hoạt động
AR sẽ hoạt động bằng cách tổng hợp các dữ liệu, âm thanh, hình ảnh đã được mã hóa
bằng phần mềm và được hiển thị trên màn hình các thiết bị điện tử chạy trên hệ điều hành
10

Android hay iOS giúp tái hiện các đồ vật 3D ngay trong mơi trường bạn đang ở. Chúng ta
có thể nhìn thấy tất cả những thơng tin vốn khơng thể nhìn thấy được bằng mắt thường
hoặc chơi game có sự tương tác với mơi trường thật bên ngồi hoặc có thể hóa thân thành
các nhân vật hoạt hình đáng u…nhờ vào cơng nghệ AR.
Nhìn chung AR core sẽ hoạt động theo 3 nguyên lý cơ bản sau:
 Motion tracking giúp điện thoại hiểu được và theo dõi được vị trí của nó so
với thế giới thực.
 Environmental understanding giúp điện thoại phát hiện được kích cỡ và vị
trí của tất cả các bề mặt: ngang, dọc và các góc cạnh bề mặt như mặt đất, mặt
bàn hay bức tường...
 Light estimation giúp điện thoại ước lượng được điều kiện ánh sáng của môi
trường.
Chương III. Triển khai
1. Công cụ hỗ trợ
Visual studio hoặc Visual studio code: Editor dùng để code logic và tương tác giữa các
đối tượng.
Unity: Engine nền tảng để tạo ứng dụng AR trên Android, có tính hợp AR core và AR
Foundation.
Blender: là một phần mề đồ họa 3D miễn phí và mã nguồn mở, giúp dễ dàng tạo ra các
vật thể 3D và xuất ra vật thể có thể tái sử dụng trong Unity
2. Đối tượng mô phỏng
Các cơng trình kiến trúc tiêu biểu của kiến trúc Việt Nam
3. Dựng vật thể bằng Unity
Ưu điểm: Vật thể được tạo có kích thước nhỏ, giúp cho việc chạy mơ phỏng ít tốn phần
cứng hơn.
Nhược điểm: Vật thể được tạo ra khó, chỉ giống khoảng 60% so với cơng trình trong thế
giới thực.

11

12


4. Dựng vật thể bằng Blender
Ưu điểm: Blender là một phần mềm chuyên để thực hiện hoạt họa 3D và hồn tồn được
miễn phí. Blender cung cấp các cơng cụ để có thể dễ dàng tạo ra một vật thể 3D sát với
thực tế nhất. Các Assets, Material cũng có thể được get ngay trên Blender mà khơng phải
tìm kiếm và tải xuống thủ công từ Internet. Từ blender cũng có thể dễ dàng xuất ra object
và sử dụng trên Unity game editor.
Nhược điểm: Project xuất ra có kích thước khá lớn. Khi chuyển object tử blender sang
unity có thể bị lỗi assets hoặc material.

13


14


15


16


17


5. Trình chiếu vật thể thơng qua AR core
Thơng qua Editor là Visual studio, ta có thể dựng nên tính năng hiển thị vật thể theo vị trí

đã chọn( Placement).

18


19


6. App demo
Link demo: />Chương IV. Kết luận
1. Kết quả
Hoàn thành được demo app và trình chiếu trên điện thoại
2. Hạn chế
Chưa tạo được giao diện cụ thể cho ứng dụng.
Object quá lớn có thể làm app bị đứng, cracks.
Việc chuyển đổi object từ Blender sang Unity có thể khiến object bị lỗi material.

20


3. Định hướng
Tạo ra được giao diện cho ứng dụng giúp việc tương tác nhiều vật thể trở nên thuận lợi,
dễ dàng hơn.
Thu gọn kích thước object để ứng dụng có thể sử dụng mượt mà hơn.

21


Tư liệu tham khảo
/> /> />

22