1. Вводное слово
Все вы знаете, что, согласно Концепции преподавания предметной области «Технология», в настоящее время предметная область «Технология» видится организующим ядром вхождения в мир технологий, в том числе информационных.
В рамках освоения предметной области «Технология» рекомендуется формировать у учащихся базовые навыки работы с современным технологичным оборудованием, способствовать освоению современных технологий, знакомить с миром профессий.
Что не менее значимо, рекомендуется также развивать у детей способность осваивать новые и разрабатывать не существующие ещё сегодня технологии.
Для достижения этих целей необходимы, во-первых, современные инструменты, например, актуальное программное обеспечение, и, во-вторых, обновлённая система междисциплинарных связей. Курс, находящийся перед вами, предлагает один из способов соединить два этих ключевых момента.
В результате работы с курсом вы получите следующие знания и навыки:
- узнаете, какие существуют виды 3D-моделирования и для чего предназначен каждый из них;
- подробно рассмотрите, что такое 3D-реконструкция, и разберётесь, каковы перспективы её применения в школе;
- освоите популярный на сегодняшний день 3D-редактор Blender и научитесь делать в нём простые трёхмерные модели;
- научитесь создавать трёхмерную имитационную анимацию;
- поймёте, почему имитационная 3D-анимация является одним из способов изучения различных явлений реальности;
- узнаете, как созданные в данном курсе примеры 3D-анимации использовать для формирования межпредметных связей;
- познакомитесь с другими различными способами выстраивания межпредметных связей при помощи освоенных в данном курсе технологий.
2. Виды 3D моделирования
Понятие трёхмерной компьютерной графики очень прочно вошло в современную реальность. Без её применения сейчас сложно представить работу архитекторов, дизайнеров интерьера, инженеров конструкторов и людей множества других профессий.
Существуют различные виды 3D-графики, ключевые свойства которых зависят от сферы их назначения. Например, 3D-графика широко используется в строительстве и промышленности. Это так называемые САПР: системы автоматизации проектных работ. Они необходимы для моделирования различных устройств, деталей механизмов и машин, а также зданий
Трёхмерное моделирование также получило широкое распространение в развлекательной индустрии: кино, мультипликации и компьютерных играх. Этот вид 3D-моделирования отличается высоким качеством проработки текстур и визуальной привлекательностью.
Особо стоит отметить 3D-графику, предназначенную для создания моделей для 3D-печати. Работа с 3D-принтером имеет свои особенности, и трёхмерная модель должна быть адаптирована под них. Это касается её размеров, расположения элементов и многих других нюансов, связанных с технологиями печати и техническими возможностями принтеров. Одним из популярных и удобных сервисов, предназначенных для создания таких трёхмерных моделей, является онлайн- редактор Tinkercad. Поскольку сервис бесплатный, доступный и лёгкий для освоения, высоки его перспективы использования в образовательных целях. Ему посвящён один из наших мастер- классов, не включённых в данный курс.
| Следующим предметом нашего внимания станет 3D-графика, моделирующая различные процессы, события и явления реальности. Она активно применяется в науке и образовании, когда необходимо смоделировать внешний вид живших когда-то существ, строение вещества и многое другое. Такую графику можно назвать 3D-имитацией. Частный вид 3D-имитации называется 3D-реконструкция. 3D-реконструкция подразумевает не только моделирование различных объектов, но и действий, которые они производят, или воздействий, которые испытывают. Основные сферы применения 3D-реконструкции — это научная область, образование и судебная сфера. Информация, полученная визуально, воспринимается гораздо легче, нежели в форме устного или письменного текста. Например, можно бесконечно описывать словами то, как восходит солнце. Но, согласитесь, что лучше увидеть это своими собственными глазами! Так же происходит и с изучением любого другого явления. Словесное описание и иллюстрации никогда не будут настолько наглядны, как трёхмерная модель, особенно если она снабжена анимацией. |
В школьной практике уже очень давно используются различные методы визуализации информации. Например, статичные изображения: схемы, графики и фотографии — а также анимация и видеоролики.
Пожалуй, использование на школьных уроках 3D-реконструкции имеет среди всех перечисленных методов визуализации наибольшую степень наглядности. Посмотрите на gif-изображение выше: все мы привыкли к школьным атласам, где движение планет вокруг Солнца изображают в виде эллипсоидных траекторий. Эта анимированная 3D-модель отличается от статичных иллюстраций тем, что здесь удачно показано, что само Солнце также имеет свою траекторию движения в пространстве: оно движется вместе с нашей галактикой. Согласитесь, это куда более точная и впечатляющая модель Солнечной системы. Ребёнок, которому показали, что в данный конкретный момент, сидя за партой, он в то же время мчится в безграничном космическом пространстве, будет усваивать учебную информацию как на когнитивном, так и на эмоциональном уровне, сильнее вовлекаясь в учебный процесс.
Это только один из примеров применения 3D-реконструкции в процессе обучения, а их может быть великое множество.
3. 3D-реконструкция как вид анимации
Как вы уже поняли, 3D-анимация — это отличный способ визуализировать абсолютно любую информацию. Но существует четыре случая, когда её использование может быть особенно полезно.
2. Перспектива. Иногда положение взгляда может сыграть огромную роль. Особенно это важно в судебной анимации. Так, например, при составлении стандартной схемы дорожно-транспортного происшествия обычно используется вид сверху. И иногда в результате этого может быть потеряна действительно важная информация, такая как рельеф дорожного полотна. Сравните, насколько отличается схема дороги от её оригинальной фотографии, сделанной под определённым углом.
При использовании 3D-анимации события можно показать с разных сторон и под разными углами, избежав тем самым грубых ошибок.
А быть может, посмотреть, как проходила некая химическая реакция.
4. Основные особенности 3D-реконструкции
Поэтому все объекты, напрямую задействованные в событиях и влияющие на их развитие, должны быть смоделированы с высокой точностью, а процессу моделирования должен предшествовать полный сбор исходных данных.
Более того, некоторые из них способны импортировать 3D-модель любой местности с сохранением её рельефа прямо из карт Google.
Благодаря таким программам удаётся достичь очень реалистичной картинки. Автомобили, дороги и дома выглядят как настоящие.
Но далеко не все объекты на сцене обязаны быть смоделированы точно до мелочей, потому что некоторые 3D-модели добавляются на сцену только с целью украшения кадра. А в действительности же их присутствие или отсутствие никак не повлияет на развитие событий.
Как только все 3D-объекты смоделированы, можно приступать к их анимации. Здесь точность тоже имеет большое значение. Расположение всех объектов в каждый момент времени должно соответствовать полученным данным.
Все движения персонажей или перемещение предметов должны выглядеть максимально реалистично.
После того как движения всех объектов готовы, наступает время настроить свет и применить необходимые эффекты. Например, в исторической или судебной 3D-реконструкции принято добавлять сопутствующие погодные условия: дождь, ветер или снег.
Surgut State University © 2020 All rights reserved.
