Уроки 3D моделирования: подготовка к олимпиаде

67

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»

Школа Менеджера образования

Опрос

Что чаще всего горит в школе?

  • Электропроводка 43.75%
  • Электроприборы 8.75%
  • Реактивы 3.75%
  • Помещения и оборудование пищеблока 3.75%
  • Чердаки, подсобные помещения 6.25%
  • Мусор, сухая трава во дворе 33.75%
Другие опросы


© 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
Сайт предназначен для работников сферы образования!

Чтобы продолжить чтение статей на портале «Менеджер образования», пожалуйста, зарегистрируйтесь. Регистрация на сайте бесплатна.

Вы получите доступ к важным статьям, ответам на актуальные вопросы, полезным сервисам и шаблонам документов.

Внимание! В материалах сайта используется терминология профессионального сообщества.

А еще в подарок за регистрацию мы дарим Вам полезный документ «Типичные ошибки, допускаемые при переходе на эффективный контракт».

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
Сайт предназначен для работников сферы образования!

Чтобы продолжить чтение статей на портале «Менеджер образования», пожалуйста, зарегистрируйтесь. Регистрация на сайте бесплатна.

Вы получите доступ к важным статьям, ответам на актуальные вопросы, полезным сервисам и шаблонам документов.

Внимание! В материалах сайта используется терминология профессионального сообщества.

А еще в подарок за регистрацию мы дарим Вам видеолекцию «Методические и организационные аспекты введения ФГОС обучающихся с ОВЗ», из которой узнаете о ключевых изменениях в нормативных правовых актах, требующих обязательного применения в образовательной практике.

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
Сайт предназначен для работников сферы образования!

Чтобы скачать шаблон документа, пожалуйста, зарегистрируйтесь. Регистрация на сайте бесплатна.

А еще в подарок за регистрацию мы дарим Вам локальный нормативный акт о планировании внеурочной деятельности.

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
×
Регистрация

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