Введение. Пластик стал неотъемлемой частью нашей жизни. Пластиковые вещи окружают современного человека повсюду. Этот универсальный материал нашел широкое применение во всех сферах: из него делают упаковку, медицинские инструменты, детали для техники, стройматериалы и даже элементы одежды. Разнообразие пластиков так велико, что многие потребители даже не догадываются: одни виды безопасны для пищевых продуктов, другие выделяют токсины при нагревании, а третьи практически не поддаются переработке. Например, некоторые люди, видя маленький треугольный значок переработки на пластике сразу думают, что его можно спокойно переработать. Однако это не так. Поэтому было принято решение создать приложение, которое с применением технологий дополненной реальности будет выводить ключевую информацию о пластике, а именно его химического строения, потому что оно напрямую влияет на его свойства и особенности. За счёт применения AR будут созданы условия для простого и интересного изучения данной направленности.

Что такое пластик, его многообразие и функции. Пластик — это общее название для большого количества синтетических или полусинтетических материалов, которые используются в различных сферах нашей жизни. Полимер — это, в свою очередь, высокомолекулярное соединение, которое состоит из большого количества одинаковых или разных повторяющихся мономеров, соединенных между собой. Мономер — низкомолекулярное вещество, которое образует полимер в реакции полимеризации.

Международная система маркировки выделяет семь основных категорий, из которых первые шесть наиболее распространены в быту:

PET — Полиэтилентерефталат : Один из самых распространенных и универсальных видов пластика. Обычно прозрачный, легкий и прочный. Используется для бутылок, упаковок косметики.

HDPE — Полиэтилен высокой плотности : Плотный, непрозрачный, жесткий и очень прочный пластик. Используется для бутылок из-под молока, канистр, крышек различных бутылок.

PVC — Поливинилхлорид : Прочный, жесткий, но при этом гибкий пластик. Часто содержит добавки (например, свинец) для придания эластичности или стабильности. Используется для оконных рам, труб, напольных покрытий.

LDPE — Полиэтилен низкой плотности : Мягкий, гибкий и легкий пластик. Используется для пластиковых пакетов, пищевых пленок.

PP — Полипропилен: прочный и термостойкий пластик. Используется для контейнеров из-под еды, стаканчиков из-под йогуртов.

PS — Полистирол: бывает двух видов: жесткий прозрачный (как упаковка для CD) и вспененный (пенопласт). Хрупкий и легкий. Используется для одноразовых стаканчиков и тарелок, коробок из-под CD/DVD.

Главная проблема в том, что многие люди все выше перечисленное воспринимают как «пластик», хотя их необходимо разделять для осуществления переработки.

Важность понимания химического строения пластика. Линейные и слаборазветвлённые цепи (PET, HDPE, PP): Молекулы расположены прямолинейно [4]. При нагревании связи между цепями ослабевают, материал плавится, и его можно формовать заново.

Сильноразветвлённые цепи (LDPE): Цепи с боковыми ответвлениями, что делает материал менее плотным, но также перерабатываемым.

Полимеры с опасными добавками (PVC): Содержит хлор, при сжигании выделяет токсины. Сложен и опасен для переработки.

Полимеры со сложной структурой (PS): Объёмные боковые группы делают материал хрупким, а в виде пенопласта — практически не поддающимся переработке.

Когда люди не знают их химического строения, они способствуют к смешиванию пластика при сортировке, из-за чего может загрязниться партия сырья.

Что такое AR. Дополненная реальность — это технология, которая позволяет добавлять виртуальные объекты к тому, что люди видят в реальности [3]. Для ее использования необходим телефон с рабочей камерой. Камера устройства фиксирует метку в реальном мире, а приложение AR добавляет к ней объекты, которые видим на экране. В результате пользователь видит на экране устройства реальность с дополнениями. Например, радугу в окне или динозавра на столе. Сначала разработчики учат систему видеть объекты, загружая в её библиотеку изображения с разных ракурсов. Это делают для того, чтобы приложение могло понять, какой именно объект заменить или куда вставить картинку, распознаваяобъекты и отслеживая маркеры. AR очень проста в использовании. Её основная задача: наложить виртуальные элементы (3D-объекты, текст, изображения) на изображение реального мира, делая взаимодействие с информацией более наглядным и удобным.

В современной жизни дополненную реальность все активнее используют в разных профессиональных областях и направлениях. Она может быть и в образование, и в медицине, и в споре и даже в игровой индустрии.

В проекте использовали Vuforia для работы с дополненной реальностью.

Что включает в себя приложение Unity. Unity — это кроссплатформенный игровой движок, созданный компанией Unity Technologies в 2005 году [1]. Многие его ценят за свою простоту, поэтому он идеально подходит новичкам в сфере AR. Данное приложение имеет простой интерфейс, состоящий из различных окон. Одни из главных это: project, hierarchy и inspector.

Project: вэтом окне отображаются все файлы, связанные с вашим проектом. Это основной способ навигации и поиска ресурсов и других файлов проекта в вашем приложении. При запуске нового проекта это окно открывается по умолчанию

Hierarchy: вэтом окне отображаются все объекты в сцене, включая разные модели или камеры. Также оно позволяет управлять игровыми объектами, используемыми в сцене, и группировать их. При добавлении или удалении игровых объектов в представлении сцены они

Inspector: вэтом окне отображаются свойства выбранного в данный момент одного или нескольких игровых объектов, ресурсов или компонентов. Также с помощью данного окна можно просматривать и редактировать свойства выбранных элементов, например, менять их размеры или переносить на определенную координату.

Процесс разработки

После первой активации Unity ознакомились с основными окнами и функциями. Затем было решено побольше узнать про дополненную реальность. Остановились на Vuforia Engine, который как раз специализируется на AR [2]. Дальше было решено создать прототип приложения, чтобы понять, как это все будет примерно выглядеть (рисунок 1).

После этого решили продумать дизайн карточек пластика, которые потом будут являться метками, для дальнейшей работы дополненной реальности. Они были сделаны на графическом дизайнере (рисунок 2). После создания перенесли их в Unity. Из полученных раннее данных про пластик приступили к созданию молекулярных строений (рисунок 3). Они создавались прямо в Unity, так как они не являлись особо детальными предметами [5]. После создания каждое строение подсоединили к соответствующей карте пластика.

После проделанных действий приступили к созданию главного меню приложения (рисунок 4). Оно создавалась с помощью Canvas в самом Unity. Наше меню состоит из трех кнопок: 1) начать, 2) о приложении, 3) выход. При нажатии кнопки начать , активируется камера, с помощью которой можно увидеть молекулярную структуру пластика на карточках. При нажатии на кнопку оприложении открывается окно, которая будет содержать в себе не большую информацию по поводу приложения. При нажатии кнопки выход приложение закрывалось. Для этой кнопки написали небольшой программный код.

Принцип работы приложения. На самом деле принцип максимально прост. Пользователь берет в руки телефон, открывает приложение. Перед ним появляется главное меню. Чтобы активировать камеру, пользователь нажимает кнопку старт и наводит её на карточку. Встроенная Vuforia анализирует изображение с камеры, находит знакомый шаблон — нашу карточку — и точно определяет её положение в пространстве. В этот момент на экране смартфона, поверх изображения реальной карточки, появляется трёхмерная модель молекулярной структуры соответствующего пластика. Модель можно рассмотреть с разных сторон, что создаёт эффект её реального присутствия на столе перед пользователем.

Заключение. Входе проекта были разработаны карточки, которые являются небольшим справочным материалом по маркировке и ключевым свойствам пластика. Дальше было разработано приложение, которое с помощью дополненной реальности выводит молекулярное строение. С помощью этого приложения люди увидят, что одни и те же химические элементы, соединяясь по-разному, образуют новые виды пластика с другими свойствами.

Литература:

1. Что такое Unity: Unity https://docs.unity3d.com/Manual/index.html
2. Библиотека движка Vuforia: https://developer.vuforia.com/library/
3. Что такое AR: https://ru.ruwiki.ru/wiki/Дополненная_реальность?ysclid= mlmf5wht5o925179954
4. Что такое пластик и его виды: https://m-focus.ru/plastik-vidy-markirovka-svoystva-i-primenenie/?ysclid=mktzy04qw9144001699.
5. 3D-молекулярные структуры:https://www.chemtube3d.com/