ЗD — моделирование

Пояснительная записка.

Актуальность:

В современном мире понятие «виртуальная реальность» приобретает все большее значение. Теперь опасные для жизни и здоровья человека испытания вполне успешно проводятся в виртуальном пространстве. Новые технологии позволяют не только создавать модели самолетов, космических кораблей и т. п. но и применять на них различные физические и химические свойства. Смоделировать ядерный взрыв или извержение вулкана? Век новых технологий дал возможность моделировать все это в домашних условиях.

В основе всего лежит 3D-моделирование. Создание простейших 3d объектов и придание им физических и химических свойств, создание окружений, сред и условий.

На сегодняшний день 3D-моделирование преподается только в профильных ВУЗах и в школах с физико-математической направленностью в 10-11 классах. Однако количество часов для качественного изучения мало.

В современной образовательной системе отводиться слишком малая роль изучению и практическому применению IT технологий. Умение работать с 3D объектами в виртуальном пространстве поможет развернуто изучать физические явления и процессы; химические реакции и опыты; а так же может быть применено в черчении, геометрии, математике. Поэтому программа данного объединения отражает потребности обучающихся.

На первом году обучения особое внимание уделяется созданию простейших 3D-объектов, манипуляции с ними, их редактирование.

Программа имеет практическую направленность.

Цель:

Изучение прикладных аспектов и закрепление знаний, полученных на уроках математики, физики, информатики и черчения. Формирование у обучающихся всеобъемлющего единого представления о современном трёхмерном моделировании: областях применения, видах моделирования, как модели создаются на программном уровне и обрабатываются на аппаратном. Формирование умения владеть компьютером как средством решения практических задач связанных с графикой и мультимедиа, подготовив детей к активной полноценной жизни и работе в условиях технологически развитого общества.

Задачи:

Образовательные:

Обучить детей создавать, обрабатывать информацию с использованием мультимедиа технологий. Включение обучающихся в практическую исследовательскую деятельность. Развитие мотивации к работе с 3D технологиями. Обучить детей эффективно использовать программу для 3D-моделирования «3dsMax».

Развивающие:

Развитие деловых качеств, таких как самостоятельность, ответственность, активность, аккуратность. Развитие чувства прекрасного. Развитие у обучающихся навыков критического мышления.

Воспитательные:

Формирование потребности в саморазвитии. Формирование активной жизненной позиции. Развитие культуры общения. Развитие навыков сотрудничества.

Условия реализации программы:

Данная программа рассчитана на 3 года обучения и ориентирована на детей в возрасте от 10 до 16 лет. Объем программы составляет 144 часа в год. Занятия строятся соответственно возрастным особенностям: определяются методы проведения занятий, подход к распределению заданий, организуется коллективная работа, планируется время для теории и практики. Каждое занятие включает в себя элементы теории, практику, демонстрации. Основу теоретической части курса составляют материалы, подробное изложение которых представлено в методической копилке.

Наиболее удачная форма организации труда - коллективное выполнение работы.

Большое воспитательное значение имеет подведение итогов работы, анализ, оценка. Наиболее подходящая форма оценки - презентации, защита работ, выступление перед зрителями, среди которых родители, бабушки, дедушки ребят.

В конце каждого года обучения - защита творческих работ с использованием мультимедиа технологий.

Условия для реализации программы.

Для успешной реализации программы необходимо соблюдать ряд условий:

Наличие индивидуальных компьютеров (а еще лучше ноутбуки) для возможности индивидуальной работы каждого ребенка. Программа 3ds max. Возможность выхода в Интернет. На рабочем столе педагога должны быть методические пособия, дидактические материалы.

Программа построена на принципах:

Доступности - при изложении материала учитываются возрастные особенности детей, один и тот же материал по-разному преподаётся, в зависимости от возраста и субъективного опыта детей. Материал располагается от простого к сложному. При необходимости допускается повторение части материала через некоторое время.

Наглядности - человек получает через органы зрения почти в 5 раз больнее информации, чем через слух, поэтому на занятиях используются как наглядные материалы, так и обучающие программы.

Сознательности и активности - для активизации деятельности детей используются такие формы обучения, как занятия-игры, конкурсы, совместные обсуждения поставленных вопросов и дни свободного творчества.

Кабинет информатики, в котором проводятся занятия объединения, соответствует требованиям материального и программного обеспечения.

Кабинет информатики оборудован согласно правилам пожарной безопасности

Ожидаемые результаты обучения:

Дети, освоив все правила создания простейших объектов в виртуальном пространстве, способны создать активную модель, придать ей физические свойства, настроить окружение и среды; и защитить проект.

К концу года обучения обучающиеся должны:

Знать:

Структуру 3D-модели, принципы работы графического конвейера, принципы компьютерного построения светотени, свойства и особенности свойств виртуальных, материалов, методы оценки качества и производительности модели. Интерфейс 3ds Max. Основы рендеринга и анимации. Правила придания объектам физических свойств.

Уметь:

Уметь создавать короткий видео ролик в 3dsMax или модель для анимации в компьютерной игре, или фотореалистичный рендер архитектурного объекта.

УЧЕБНЫЙ ПЛАН

№ п\п	Разделы	I год	II год	IIIгод
КОЛИЧЕСТВО ЧАСОВ
Теор.	Практ.	Всего	Теор.	Практ.	Всего	Теор.	Практ.	Всего
1	Вводное занятие. Инструктаж по технике безопасности	2	2	4	2	2	4	2	2	4
2	Основы 3d-моделирования	12	22	34	12	22	34	12	22	34
3	Рендер	12	22	34	12	22	34	12	22	34
4	Физика 3d-объектов в виртуальном пространстве	12	30	42	12	30	42	12	30	42
5	Анимация	10	20	30	10	20	30	10	20	30
ИТОГО:	48	96	144	48	96	144	48	96	144

УЧЕБНЫЙ ПЛАН

(2 год обучения)

№ п\п	Разделы	II год
Теория	Практика	Всего	Формы аттестации/ контроля
1	Вводное занятие. Инструктаж по технике безопасности	2	2	4	Беседа
2	Основы 3d-моделирования	12	22	34	Изготовление простейших объектов
3	Рендер	12	22	34	Рендер изображений и видеороликов
4	Физика 3d-объектов в виртуальном пространстве	12	30	42	Рендер изображений и видеороликов с применением физических свойств
5	Анимация	10	20	30	Создание фильма
ИТОГО:	48	96	144

СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО ПЛАНА

2 год обучения

Раздел №1. Вводное занятие(4 ч.)

Теория (2ч.)

Краткие сведения из истории возникновения и развития 3D технологий. Знакомство с понятиями трехмерного пространства, виртуальной реальности и ее свойствами. Обзор видов моделирования и задач: фотореалистические визуализации, архитектурное и строительное моделирование, технические визуализации, прототипирование, расчёты методом конечных элементов, твердотельное моделирование, анимация и визуализация в кинематографе, модели для рендеринга в реальном времени, моделирование для компьютерных игр.

Организационные вопросы. Безопасность труда и жизнедеятельности.

Практика(2 ч.)

Ознакомление с программами для создания, моделирования и редактирования 3D объектов.

Тесты на выявление неординарности мышления детей.

Раздел№2. Основы 3D-моделирования (34 ч.)

Теория(12 ч.)

Основные понятия рендер и анимации. Объяснение работы графического конвейера: аппаратная и программная часть.

Знакомство с программой для 3d-моделирования «3dsMax». Изучение интерфейса, типов окон, пользовательских настроек. Открытие, сохранение, прикрепление файлов. Изучение основных команд и алгоритмов. Упаковка данных. Импорт объектов.

Практика(22 ч.)

Создание простейших 3D(mesh) объектов, основы их редактирования. Перемещение объектов в виртуальном пространстве, вращение вокруг назначенной оси, изменение размера. Использование инструментов трансформации. Редактирование вершин 3D(mesh) объектов. Настройки выделения вершин, создание дополнительных вершин. Опции сглаживания.

Создание скульптуры и ландшафтного пейзажа. Разница между высоко - и низко-полигональными моделями.

Раздел№3. Рендер

Теория(12 ч.)

Знакомство с понятиями: шейдер, материал и текстура, текстурные координаты, карты нормалей, затенение окружением. Их свойства и применение. Изучение параметров вставки.

3D-фон: изучение свойств.

Лампы и камеры: свойства и применение.

Практика(22 ч.)

Настройка материала 3D-объекта, создание нескольких объектов из разных материалов, практическое изучение свойств материалов в виртуальном пространстве.

Настройка текстуры и наложение на 3d-объект.

Создание 3D-фона, работа с объектами.

Настройки ламп и камер.

Применение материалов и текстур к уже созданным скульптуре и ландшафтному пейзажу.

Простейший рендер изображения и видео.

Раздел№4. Физика 3D-объектов в виртуальном пространстве(42 ч.)

Теория(12 ч.)

Изучение простейших физических явлений.

Значение физики в виртуальной реальности.

Изучение систем частиц в 3dsMax.

Изучение свойств арматур.

Изучение системы мягких тел.

Практика (30 ч.)

Создание простейших физических явлений: падение мяча, съезд с горки.

Настройка частиц. Создание дождя, снега, ветра.

Использование арматуры для деформации объекта.

Создание раскачивающегося дерева.

Использование системы мягких тел для создания ткани.

Внедрение физических свойств в ландшафтный пейзаж. Создание дождя, снега; развевающегося флага.

Раздел№5. Анимация.

Теория(10 ч.)

Обзор видов и методов анимации. 2D-анимации, 3D-анимации.

Изучение основных модификаторов: синхронность, перемещение, вращение и масштабирование.

Изучение понятия ключевой кадр.

Изучение понятий: скелет модели, скелетная анимация, модификатор деформации «кожа», применение модификаторов смешивания форм.

Практика (20 ч.)

Создание простейшей анимации движения объекта по отведенному пути.

Создание анимации с вращающимися объектами.

Создание короткого фильма: движение автомобиля на уже созданном ландшафтном пейзаже.

КАЛЕНДАРНЫЙ УЧЕБНЫЙ ГРАФИК 2 ГОД ОБУЧЕНИЯ

№	Месяц	Число	Время проведения занятия	Форма занятия	Кол-во часов	Тема занятия	Место проведения	Форма контроля
1.	Групповая	4	Вводное занятие	МБОУ лицей № 2	Беседа
Групповая, индивидуальная	34	Основы 3D-моделирования
Групповая, индивидуальная	5	Создание и редактирование основных 3D(mesh) объектов	МБОУ лицей № 2	Изготовление простейших объектов
Групповая, индивидуальная	8	Использование основных модификаторов для манипуляции 3D(mesh)  объектами	МБОУ лицей № 2	Беседа, анализ
Групповая, индивидуальная	8	Редактирование вершин 3D(mesh) объектов	МБОУ лицей № 2	Беседа, анализ
Групповая	7	Пропорциональное редактирование вершин 3D(mesh) объектов	МБОУ лицей № 2	Беседа, анализ
Групповая, индивидуальная	6	Объединение/разделение 3D(mesh) объектов	МБОУ лицей № 2	Беседа, анализ, выступление.
Групповая, индивидуальная	34	Рендер	МБОУ лицей № 2
Групповая, индивидуальная	6	Настройки материала	МБОУ лицей № 2	Рендер изображений и видеороликов
Групповая, индивидуальная	6	Настройки текстуры	МБОУ лицей № 2	Беседа, анализ
Групповая	6	Создание 3D фона	МБОУ лицей № 2	Беседа, анализ
Групповая, индивидуальная	8	Настройки ламп и камер	МБОУ лицей № 2	Беседа, анализ
Групповая, индивидуальная	8	Рендер изображения и видео	МБОУ лицей № 2	Рендер изображений и видеороликов с применением физических свойств. Защита проекта.
Групповая, индивидуальная	42	Физика 3d-объектов в виртуальном пространстве	МБОУ лицей № 2
Групповая, индивидуальная	8	Настройка частиц и взаимодействие частиц с объектами и силами	МБОУ лицей № 2	Беседа, анализ
Групповая	8	Использование арматуры для деформации объекта	МБОУ лицей № 2	Беседа, анализ
Групповая, индивидуальная	8	Использование системы мягких тел	МБОУ лицей № 2	Беседа, анализ
Групповая, индивидуальная	Создание объектов вращения	МБОУ лицей № 2	Защита проекта
Групповая, индивидуальная	30	Анимация	МБОУ лицей № 2
Групповая, индивидуальная	6	Основы анимации	МБОУ лицей № 2	Беседа, анализ
Групповая	6	Синхронность, движение, вращение	МБОУ лицей № 2	Беседа, анализ
Групповая, индивидуальная	6	2D-анимации	МБОУ лицей № 2	Беседа, анализ
Групповая, индивидуальная	6	3D-анимации, скелетные анимации	МБОУ лицей № 2	Беседа, анализ
Групповая, индивидуальная	6	Создание анимированных материалов	МБОУ лицей № 2	Создание фильма
144

МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ

2 год обучения

Тема	Форма Занятия	Приемы и методы	Дидактический материал	Техническое оснащение	Подведение итогов
Вводное занятие	Групповая	Словесные, наглядные, практические	Памятка по ТБ при использовании ЭВТ	Компьютеры, слайды, интернет	Беседа
Основы 3D-моделирования	Групповая, индивидуальная	Наглядные, практические	Библия пользователя 3ds max	ПК, ноутбуки, ПО «3dsMax»	Изготовление простейших объектов
Рендер	Групповая, индивидуальная	Наглядные, практические	Библия пользователя 3ds max; интернет	ПК, ноутбуки, ПО «3dsMax»	Рендер изображений и видеороликов
Физика 3d-объектов в виртуальном пространстве	Групповая, индивидуальная	Наглядные, практические	Библия пользователя 3ds max; интернет	ПК, ноутбуки, ПО «3dsMax»	Рендер изображений и видеороликов с применением физических свойств
Анимация	Групповая, индивидуальная	Наглядные, практические	Библия пользователя 3ds max; интернет	ПК, ноутбуки, ПО «3dsMax»	Создание фильма

МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

№ п/п	Наименование	Количество
1.	Компьютер	5 шт.
2.	Проектор	1 шт.

Литература

1. эрдок, Autodesk 3ds Max 2013. Библия пользователя, Вильямс, 2013

2. Викиучебник3dsMax, https://ru. wikibooks. org/wiki/3ds_Max

3. 3dsMaxLearningPath, http://area. /3dsmaxlearningpath

4. М. Маров, 3ds max. Реальная анимация и виртуальная реальность, Питер, 2005

5. М. Маров,3ds Max 2008. Энциклопедия, Питер, 2010