Уроки 3D моделирования: подготовка к олимпиаде

81

Уроки 3D моделирования  как направление ранней профилизации

Уроки 3D моделирования включают в себя процесс создания трехмерной модели какого-либо объекта. Его цель заключается в том, чтобы дать описание предметам  и разместить их посредством геометрических преобразований согласно требованиям, предъявляемым к будущему изображению.
3 d моделирование объектов (мебели, машин и др.) применяется в рекламе:
•    подготовка каталогов;
•    билбордов;
•    иллюстрирование сайтов и пр.
В некоторых случаях создание 3D-изображений – единственный способ решения задачи, поставленной рекламистом. Например, для каталога сделана 3D-визуализация мебели в интерьере, т. к. на создание декораций ушло бы больше денег, сил и времени.
Услуги 3D-моделирования востребованы на рынке. Поэтому данное направление интересует детей и родителей как вариант ранней профилизации обучающихся. По данному направлению проводится и подготовка к олимпиаде в школе. В ГБОУ Лицей № 1793 (далее – лицей № 1793) разработан курс «Основы 3 d моделирование».

Уроки 3D моделирования: выбор программы

Перед планированием учебного курса и подготовкой к олимпиаде учитель анализирует программы по 3D-моделированию и выбирает одну для работы с обучающимися.
Технологии трехмерного моделирования и программы для создания трехмерной графики и анимации:
1.    Autodesk 3ds Max (ранее 3D Studio MAX)
Относится к профессиональным программным системам с полным набором всех необходимых функций для создания трехмерной графики и анимации,  а также их редактирования. Включает в свои опции все новейшие разработки для художников и специалистов, работающих в сфере мультимедиа. Функционирует в операционной системе (далее – ОС) Windows (64-битная).
Доступ к этой программе имеется в 2-х лицензионных версиях. Для бесплатного скачивания необходимо пройти регистрацию на Autodesk. Ее нельзя использовать для получения прибыли – она накладывает водный знак на готовые проекты.
Примеры некоторых функций программы:
•    при создании трехмерной графики можно добавить текст (сведения и данные);
•    есть возможность задать последовательность кадров (рассказ истории с помощью высококачественной анимации);
•    анимировать группу персонажей (естественное движение);
•    создать кожный покров и др.
2. LightWave 3D
Профессиональный редактор с полным набором функций для работы с трехмерной графикой, ииспользует новые технологии трехмерного моделирования. Последние версии рассчитаны на работу в среде Microsoft Windows и Mac OS X (в 32-битных и в 64-битных), в Linux. Используется в теле- и видео-производстве видео, а также для создания продукции кинематографа.
Примеры отдельных инструментов:
•    редактор поверхностей, базовые средства для редактирования растровых изображений;
•    встроенный механизм для работы с частицами (Hyper Voxels – аналог Particles из 3ds Max) – дыма, огня, жидкостей и т. д.
3. Autodesk Softimage (Softimage)
Включает возможности 3D-моделирования, анимации и спецэффектов. Используется при создании кино, видеоигр, в рекламе (проектирование персонажей, объектов и окружения). Поддерживается на 64-разрядных ОС. В настоящее время Autodesk не выпускает новые версии.
Примеры некоторых функций программы:
•    интерактивная творческая среда ICE (Interactive Creative Environment) позволяет работать с частицами, специальными кривыми (strands), геометрией;
•    инструменты для создания скелета и анимации персонажей; эффектов мягких тел, ткани, частиц, жидкости (движок Lagoa в среде ICE).
4. Autodesk Maya
•    Система 3 d графики и компьютерной трехмерной анимации. Обладает соответствующим набором функций, используется в теле-и киноиндустрии. 
Изначально была рассчитана для ОС Irix (платформа SGI), портирована в ОС Linux, Microsoft Windows и Mac OS X. Сегодня существует как 32-, так и 64-битные версии Maya. Последние релизы доступны только для 64-битных систем.
Особенность Maya:
•    Находится в открытом доступе, за счет чего, у пользователей есть возможность преобразовывать ее в ту версия, которая будет максимально оптимальной именно для их студии;
•    Оснащена встроенным платформенно-независимым языком Maya Embedded Language (MEL).
MEL - это средство программирования интерфейса программы, а также средство процедурной анимации, генерирующей анимацию в режиме онлайн.
•    Примеры некоторых функций программы:
• создание и моделирование системы частиц (дым, огонь, вода);
• моделирование ткани и одежды, динамики твердых тел, волос и меха;
• анимация гуманоидных и негуманоидных персонажей и др.
5. Houdini
Среда визуального программирования.
Примеры основных возможностей программы:
•    персонажная анимация (скелеты, волосы и шерсть, взаимодействиe персонажей);
•    физическое моделирование твердых и мягких тел, тканей;
•    моделирование поведения огня, дыма, атмосферных явлений, растворения одной жидкости в другой.
Пользователь работает с большим набором источников света. Он просчитывает тени, глобальное освещение и пр. Есть набор инструментов объемного звука.
6. SketchUp
Программа, предназначенная для моделирования простых трехмерных объектов. Представлена в  двух версиях – бесплатной и ограниченной по функциональным возможностям SketchUp Make и платная SketchUp Pro.
Программа поддерживает плагины для экспорта, визуализации, создания физических эффектов:
Примеры некоторых функций программы:
• работа со слоями и создание динамических объектов (например, открытие дверцы шкафа по клику мыши);
• построение сечения объектов;
• просмотр модели в разрезе;
• добавление выноски с обозначением размеров;
• работа со сценами (положение камеры и режим отрисовки) и анимация переходов между сценами;
• установка географически достоверных теней в соответствии с заданными широтой, долготой, временем суток и года.
Проекты SketchUp сохраняются в формате *.skp.
Программа поддерживает импорт и экспорт форматов двухмерной растровой и трехмерной графики (*.3ds, *.dwg, *.ddf; *.jpg, *.png, *.bmp, *.psd, *.obj).
Импорт растровой графики обладает несколькими возможностями: вставка образа как отдельного объекта, как текстуры и основы для восстановления трехмерного объекта по фотографии. Экспорт в формат *.jpg осуществляется как снимок с рабочей области окна приложения.
7. Blender
Профессиональный пакет, находящийся в свободном доступе и предназначенный для создания 3 d графики. В его состав входят: анимации, средства трехмерного моделирования, рендеринг, монтаж и проработка звукового и видеоряда, создание интерактивных приложений. Эта программа пользуется большой популярностью из всех аналогичных бесплатных редакторов трехмерной графики. 
Особенность пакета Blender – оптимальный размер, т. к. базовая ставка не включает в себя развернутую документацию с большим числом демонстрационных сцен. 
Среди достоинств программы:
•    Находится в бесплатном доступе с открытым кодом;
•    Пребывает в постоянном совершенствовании;
•    Позволяет создавать анимации и игры;
•     кроссплатформенность;
•    Есть возможность настройки фона;
•    монтаж видео;
•     работа с хромакеем и др.
Недостатки:
•    В базовой поставке отсутствует документация (найти ее можно на сайте программы или иных источников);
•    Недостаточно качественный перевод интерфейса с английского языка (имеются пособия на русском языке, позволяющие исправить этот недостаток). 

Подготовка к олипиаде в школе: курсы

Курсы 3d моделирования включают 36 занятий по 2 академических часа. Возрастная категория – учащиеся 5-9-х классов. Курсы 3d моделирования в основе имеют программу учителя информатики С. Е. Ткачева.

Тематическое планирование курса «Основы 3D-моделирования»

№  Раздел Количество часов
Всего Теория Практика
1 Вводное занятие 1 1
2 Введение в трехмерную графику. Создание объектов и работа с ними 9 3 6
Контрольное занятие № 1–2 2 2
3 Основы моделирования 18 4 14
Контрольное занятие № 3–6 2 2
4 Материалы и текстуры объектов 10 4 6
Контрольное занятие № 7 2 2
5 Освещение и камеры 6 2 4
Контрольное занятие № 8 2 2
6 Мир и Вселенная 6 2 4
7 Основы анимации 4 1 3
Итоговый проект. Итоговый тест 10 10
Итого: 72 17 55


Продолжительность курса составляет один год обучения. На протяжении этого времени обучающиеся знакомятся с базовыми терминами трехмерной графики, рассматривают основные элементы интерфейса программы, учатся работать с объектами. 
В ходе обучения ученики создают 3 d модели посредством модификаторов и учатся создавать текстурные поверхности, а также их наложения на предмет, пробуют создавать собственный анимационный видеоролик. К завершению курса учащиеся по индивидуальным темам разрабатывают итоговый проект.
Программа Autodesk 3ds Max 2016 выбрана в качестве обучающей. На рисунках представлены рендеры (визуализации) работ учащихся 6-7-х классов. 

Учитель планирует не только темы для изучения в классе. Реализация программы учебного курса включает подготовку и участие в конференциях, окружных, городских и всероссийских конкурсах, олимпиадах. Поэтому обучающиеся лицея № 1793 участвовали в Открытой московской олимпиаде по 3D-технологиям (далее – олимпиада).

Подготовка к олимпиаде в школе проводилась по направлениям:
• 3D-моделирование – создание объемных цифровых виртуальных объектов, с обязательным представлением готовой модели, распечатанной на 3D-принтере по заданным характеристикам;
• 3D-сканирование – создание при помощи 3D-сканера и редактирование объемных цифровых виртуальных моделей, с обязательным представлением готовой модели, распечатанной на 3D-принтере по заданным техническим характеристикам;
• объемное рисование: художественное творчество (создание объемных творческих работ) и научно-техническое творчество (создание объемных технических работ).
В лицее № 1793 нет 3D-принтера и 3D-сканера. Организаторы олимпиады предложили работать с 3D-ручками, которые имелись у них в наличии.
В результате сформировались две команды по 2 чел. (учащиеся 7-9-х классов). Эти обучающиеся постоянно посещали занятия кружка «Основы 3D-моделирования», выполняли предложенные учителем творческие задания, активно интересовались новыми разработками в области 3D-технологий.
Олимпиада продолжалась в течение двух дней. В первый день необходимо было ознакомиться с заданиями, пройти мастер-класс по работе с оборудованием и прослушать инструктаж по правилам техники безопасности, а также разработать 3D-модель в соответствии с заданием. Были представлены три уровня сложности, за которые полагались соответствующие коэффициенты. Участники приняли решение моделировать объект самого высокого уровня сложности – Спасскую башню в масштабе 1:338.
В ходе работы эксперты оценивали скорость, аккуратность выполнения работ, соблюдение пропорций при построении технического рисунка, устойчивость готовой конструкции, а также слаженность работы в командах. Во второй день олимпиады участники представляли свой проект, отвечали на вопросы жюри.
В итоге жюри и эксперты единогласно признали команду лицея № 1793 победителем. Лицеистов наградили именными дипломами, а также вручили кубок и медали, распечатанные на 3D-принтере.
Результаты участия в олимпиаде показывают: за короткое время (1,5 года) можно реализовать имеющийся потенциал обучающихся, научить работать со сложной программой и оборудованием. Главное – заинтересованность, компетентность педагога и желание учащихся познавать новое.



Подписка на статьи

Не пропустите ни одной важной или интересной статьи, подпишитесь бесплатно на рассылку.

Мероприятия


Мероприятия

Проверьте свои знания и приобретите новые

Посмотреть

Самое выгодное предложение

Самое выгодное предложение на подписку

Воспользуйтесь самым выгодным предложением на подписку и станьте читателем уже сейчас

Живое общение с редакцией

Электронная система

Справочная система «Образование»

Вебинары

Школа Менеджера образования




© МЦФЭР, 2016. Свидетельство о регистрации СМИ: Эл № ФС77-37745 от 12 октября 2009 года
Menobr.ru: сайт для специалистов и управленцев сферы общего образования. Все права защищены. Полное или частичное копирование любых материалов сайта возможно только с письменного разрешения редакции сайта. Нарушение авторских прав влечет за собой ответственность в соответствии с законодательством РФ.

По вопросам подписки обращайтесь: 8 800 775-4822 (звонки по России бесплатные)
По вопросам клиентской поддержки тел.: +7 (495) 937-90-82



  • Мы в соцсетях
Материал только для зарегистрированных пользователей

Чтобы продолжить чтение, пожалуйста, зарегистрируйтесь.

Это бесплатно и займет всего минуту, а вы получите:

  • доступ к профессиональным материалам и полезным сервисам;
  • статьи и готовые рекомендации по главным вопросам управления образованием;
  • шпаргалки для безошибочной работы;
  • вебинары и презентации от лучших экспертов.

А еще в подарок за регистрацию Вы получите видеолекцию «Методические и организационные аспекты введения ФГОС обучающихся с ОВЗ».

Лектор: Фальковская Л. П., начальник отдела образования детей с проблемами развития и социализации.

У меня есть пароль
напомнить
Пароль отправлен на почту
Ввести
Я тут впервые
И получить доступ на сайт
Займет минуту!
Введите эл. почту или логин
Неверный логин или пароль
Неверный пароль
Введите пароль
×
Материал только для зарегистрированных пользователей

Зарегистрируйтесь, чтобы получить документ. Это бесплатно и займет всего минуту!

У меня есть пароль
напомнить
Пароль отправлен на почту
Ввести
Я тут впервые
И получить доступ на сайт
Займет минуту!
Введите эл. почту или логин
Неверный логин или пароль
Неверный пароль
Введите пароль