3D-Puzzles für AR mit CoSpacesEDU gestalten
Die MergeCube-Beispiele für CoSpacesEDU sind eine sehr schöne Möglichkeit, Augmented Reality in den Unterricht einzubinden (siehe Blogbeitag AR-Anwendungen mit CoSpacesEDU Teil I). Leider sind diese meistens nicht interaktiv. Eine bessere Schüleraktivierung erreicht man mit den 3D-Puzzles auf CoSpacesEDU-Basis, die ein hohes Maß an Interaktivität von den SuS verlangen …
… und auch in AR absolviert werden können.
Das Spiel-Prinzip beruht auf den selben Grundlagen wie die Warenlager-Simulation, nur dass hier der AR-Modus gestartet werden kann (natürlich kann man die 3D-Puzzles auch in VR durchspielen).
Nach dem Positionieren der Spielewelt können die Puzzleteile von den Tischen genommen und in die Ziel-Gruppe eingesetzt werden.
Wenn alle Puzzleteile richtig eingeordnet worden sind, kann der Fertig-Button gedrückt werden um eine Abschluss-Animation sehen zu können.
Hier wird das Prinzip am Beispiel der Blumenwiese demonstriert:
1. Link öffnen:
https://edu.cospaces.io/VKJ-GXN
2. Datei laden und öffnen.
3. In den AR-Modus wechseln.
4. Spielewelt im Raum platzieren.
5. Puzzleteile vom Tisch nehmen.
6. Auf der Wiese platzieren.
7. Alle Puzzleteile platzieren!
8. Fertig-Button anklicken.
9. Animation und Sound genießen!
(P.S.: Die Ziele sind transparent)
Im Moment sind vier 3D-Puzzles fertiggestellt. Man findet sie in der Galerie, wenn man nach 3D-Puzzle filtert:
Der 4-Takt-Verbrennungsmotor
Hier muss der 4-Takt-Verbrennungsmotor aus einzelnen Bauteilen zusammengesetzt werden. Im Anschluss kann anhand der Animation die Funktionsweise betrachtet werden.
Der Elektro-Motor
Hier soll der Gleichstrommotor aus seinen Bestandteilen zusammengepuzzelt werden. Auch hier kann man die Funktionsweise betrachten, wenn alle Puzzleteile zusammengesetzt worden sind.
Der Wechselstromgenerator
Auch der Wechselstromgenerator muss zusammengebaut und angeworfen werden. Wenn alles funktioniert, dann wird ein dauerhafter Wechselstrom erzeugt.
Die Blumenwiese
Das 3D-Puzzle zur Blumenwiese haben wir für den Einsatz im Grundschulbereich erstellt. Konkret konnte es genutzt werden als „Lückenfüller“ bei verschiedenen Lege-Trickfilm-Projekten zu Insekten auf einer Sommerwiese mit Grundschulklassen. Wenn Gruppen schnell fertig waren, dann konnten diese das Puzzle bearbeiten (die iPads hatten sie ja ohnehin bereists am Arbeitsplatz;).
Alle Beispiele sind in diversen Browsern, Android- und iOS-Tablets sowie Smartphones getestet worden. Sofern der AR-Modus des Gerätes aktiviert war gab es keine Probleme.
Die Darstellung auf dem Handy ist zwar etwas klein, funktionieren tut es trotzdem.
Wie kann man solche Puzzles selbst erstellen?
In unserem Blogbeitrag zur Warenhaus-Simulation ( https://mpz-landkreis-leipzig.de/3d-puzzle-mit-cospacesedu ) ist das Prinzip bereits erläutert worden. An dieser Stelle soll nur noch einmal darauf hingewiesen werden, dass wir zuerst mit dem Ergebnis beginnen, d.h. ein technisches Gerät, zu dem man ein solches Puzzle erstellen möchte, muss als 3D-Datei vorliegen. Wir verweisen wieder auf die Plattformen …
… für 3D-Druck: https://cults3d.com/
… für AR/VR mit LowPoly-Objekten: https://poly.pizza/
… und als Standart-Quelle für alle Anwendungen: https://sketchfab.com/
… mit Millionen von Objekte/Szenen von Tausenden Nutzern.
Hat man ein geeignetes 3D-Objekt gefunden und die Lizenz geprüft, ob das Objekt verwendet werden darf und ob es bearbeitet werden darf (cc0, ccby, ccsa aber nicht ccnd!) kann dieses in einem geeigneten 3D-Programm in seine Bestandteile zerlegt werden. Wir arbeiten mit den kostenlosen Programmen Blender und/oder 3D-Builder. Im 3D-Builder kann man Baugruppen durch Gruppierung zusammenfassen und gleich per Drag&Drop aus der Datei herausziehen.
Hat man alle Einzeldateien im glb-Format vorliegen kann der Upload zu CoSpacesEDU beginnen. Nach dem Upload sollten die Lizenzen bei „Quelle bearbeiten“ eingetragen werden.
Sind alle Bauteile hochgeladen und passend positioniert worden hat man die Ziele fertig. Nun wird jedes Bauteil einmal dupliziert und das Original in der Transparenz auf 10% gesetzt (wenn man den SuS diese Vorgabe verwehren möchte, kann man die Transparenz auch auf 0% setzen). Die duplizierten Bauteile bilden jetzt die Puzzleteile und können im Raum verteilt werden – wir platzieren sie auf virtuellen Tischen.
Des weiteren benötigt man eine Hand als 3D-Objekt. Diese und ein kleiner transparenter Würfel werden an die Kamera angehangen.
Die Hand symbolisiert das Zugreifen während der transparente Würfel der eigentliche Trigger ist, an den das Puzzleteil angeheftet wird. Das hat den Vorteil, dass an den Würfel überall etwas angeheftet werden kann (oben, untern, rechts, links, vorn und hinten) und man die beste Variante wählen kann.
Nun kommt die eigentliche Programmierung. Für jedes Puzzleteil muss nun die Kollisionsabfrage angelegt werde, ob das Puzzleteil mit dem Trigger zusammenstößt. Wenn das der Fall ist, wird das Puzzleteil an den Trigger angeheftet und wird nun mit der Kamera, bzw. der Hand mit bewegt.
Die zweite Kollisionsabfrage testet den Zusammenstoß des Puzzleteiles mit dem Ziel-Teil. Wenn das der Fall ist, dann wird das Ziel-Teil wieder sichtbar gemacht (Transparenz auf 100% setzen) und das nicht mehr benötigte Puzzleteil kann gelöscht werden.
Wenn man das für alle Baugruppen gemacht hat und ein Kriterium für die erfolgreiche Erledigung der Aufgabe definiert hat (bei uns die Variable „Erfolg“) ist das Puzzle soweit fertig. Wenn man Animationen vorbereitet hat können diese dann zur Belohnung aktiviert werden!
Damit sollte das 3D-Puzzle fertig sein und kann veröffentlicht werden. Dann können die SuS die Datei in VR und auch in AR bearbeiten.
Wir – das Team des MPZ LKL – wünschen Ihnen und ihren SuS viel Spaß und Erfolg bei den von uns vorgegebenen Puzzeln und auch bei eigenen Projekten zu diesem Thema!
P.S.: Wenn Sie Vorschläge haben, welches technische Gerät als 3D-Puzzle ergänzt werden soll, lassen Sie und das bitte wissen 😉