Конспект урока «ТРЕХМЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ» по информатике для 11 класса

Конспект урока для 11 класса «ТРЕХМЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ»

Возрастная категория: 11 класс

Цель урока: знать определение и применение трехмерной графики и трехмерного моделирования, программы для работы с трехмерной графикой;

Задачи:

Образовательная: познакомиться с этапами получения трехмерного изображения, программными пакетами, позволяющими создавать трёхмерную графику;

Развивающая: развитие интереса к предмету; формирование приёмов логического мышления; развитие способность анализировать и обобщать, делать выводы;

Воспитательная: воспитание аккуратности, точности, самостоятельности;

Здоровьесберегающая: соблюдение санитарных норм при работе с компьютером, соблюдение правил техники безопасности, оптимальное сочетание форм и методов, применяемых на уроке;

Оборудование: интерактивная доска, проектор, презентация «Трехмерное моделирование».

ХОД УРОКА

1. Организационный момент. Сообщение темы и целей урока.

2. Изучение нового материала. (учащиеся записывают материал в тетрадь самостоятельно по ходу объяснения)

Слайд 2-3

3D - трёхмерная графика

• Трёхмерная графика (от англ. 3 Dimensions - рус. 3 измерения) - раздел компьютерной графики, совокупность приемов и инструментов (как программных, так и аппаратных), предназначенных для изображения объёмных объектов.

• Трёхмерное изображение на плоскости отличается от двумерного тем, что включает построение геометрической проекции трёхмерной модели сцены на плоскость (например, экран компьютера) с помощью специализированных программ.

Слайд 4

Трехмерная модель

• Модель может как соответствовать объектам из реального мира (автомобили, здания, ураган, астероид), так и быть полностью абстрактной (проекция четырёхмерного фрактала).

Слайд 5-6

Применение

1. Трёхмерная графика активно применяется для создания изображений на плоскости экрана или листа печатной продукции в науке и промышленности, например в системах автоматизации проектных работ (САПР; для создания твердотельных элементов: зданий, деталей машин, механизмов), архитектурной визуализации (сюда относится и так называемая «виртуальная археология»), в современных системах медицинской визуализации.

2. Самое широкое применение - во многих современных компьютерных играх.

3. Также как элемент кинематографа, телевидения, печатной продукции.

Слайд 7

Программное обеспечение

Программные пакеты, позволяющие создавать трёхмерную графику, то есть моделировать объекты виртуальной реальности и создавать на основе этих моделей изображения, очень разнообразны.

Последние годы устойчивыми лидерами в этой области являются коммерческие продукты, такие как:

• Autodesk 3D Studio Max

• Autodesk Maya

• Autodesk Softimage

• Maxon Computer Cinema 4D

• Blender Foundation Blender

• Side Effects Software Houdini

• Luxology Modo

• NewTek LightWave 3D

• Caligari Truespace

• Maxon Cinema 4D

Слайд 8

Получение трехмерного изображения на плоскости

• Моделирование - создание трёхмерной математической модели сцены и объектов в ней;

• Текстурирование - назначение поверхностям моделей растровых или процедурных текстур (подразумевает также настройку свойств материалов - прозрачность, отражения, шероховатость и пр.);

• Освещение - установка и настройка источников света;

• Анимация (в некоторых случаях) - придание движения объектам;

• Динамическая симуляция (в некоторых случаях) - автоматический расчёт взаимодействия частиц, твёрдых/мягких тел и пр. с моделируемыми силами гравитации, ветра, выталкивания и др., а также друг с другом;

• Рендеринг (визуализация) - построение проекции в соответствии с выбранной физической моделью;

• Вывод полученного изображения на устройство вывода - дисплей или принтер.

Слайд 9

Трехмерные дисплеи

• Трёхмерные, или стереоскопические дисплеи, (3D displays, 3D screens) - дисплеи, посредством стереоскопического или какого-либо другого эффекта создающие иллюзию реального объёма у демонстрируемых изображений.

• В настоящее время подавляющее большинство трёхмерных изображений показывается при помощи стереоскопического эффекта, как наиболее лёгкого в реализации, хотя использование одной лишь стереоскопии нельзя назвать достаточным для объёмного восприятия. Человеческий глаз как в паре, так и в одиночку одинаково хорошо отличает объёмные объекты от плоских изображений.

• Просмотр ролика «История создания трехмерной графики»

Слайд 10

Кинотеатры с 3D

• Использование для обозначения стереоскопических фильмов терминов «трёхмерный» или «3D» связано с тем, что при просмотре таких фильмов у зрителя создаётся иллюзия объёмности изображения, ощущение наличия третьего измерения - глубины и новой размерности пространства уже в 4D.

• На сегодняшний день просмотр фильмов в формате «3D» стал очень популярным явлением.

• Основные используемые в настоящее время технологии показа стереофильмов:

• Dolby 3D

• XpanD

• RealD

• IMAX

• Просмотр ролика «IMAX 3D – как показывают объемное кино»

Физкультминутка (1 мин)

Мы все вместе улыбнемся,

Подмигнем слегка друг другу,

Вправо, влево повернемся

И кивнем затем по кругу.

Все идеи победили,

Вверх взметнулись наши руки.

Груз забот с себя стряхнули

И продолжим путь науки.

Слайд 11

3D-принтер

• Устройство, использующее метод создания физического объекта на основе виртуальной 3D-модели.

• 3D-печать может осуществляться разными способами и с использованием различных материалов, но в основе любого из них лежит принцип послойного создания (выращивания) твёрдого объекта.

• Просмотр видеоролика «3D принтеры. Официальный сайт телепередачи Галилео»

3. Закрепление пройденного материала:

1. В чем отличие трехмерной графики от двумерного изображения?

2. Назовите примерно абстрактной трехмерной модели.

3. Что такое анимация?

4. Где в жизни мы можем встретить трехмерные изображения?

5. Какой принцип печати физического объекта лежит в основе 3D печати?

Литература

1. Дж. Ли, Б. Уэр. Трёхмерная графика и анимация. - 2-е изд. - М.: Вильямс, 2002. - 640 с.

2. Д. Херн, М. П. Бейкер. Компьютерная графика и стандарт OpenGL. - 3-е изд. - М., 2005. - 1168 с.

3. Э. Энджел. Интерактивная компьютерная графика. Вводный курс на базе OpenGL. - 2-е изд. - М.: Вильямс, 2001. - 592 с.

4. В. П. Иванов, А. С. Батраков. Трёхмерная компьютерная графика / Под ред. Г. М. Полищука. - М.: Радио и связь, 1995. - 224 с. - ISBN 5-256-01204-5

5. Г. Снук. 3D-ландшафты в реальном времени на C++ и DirectX 9. - 2-е изд. - М.: Кудиц-пресс, 2007. - 368 с. - ISBN 5-9579-0090-7

Источники видеороликов:

1. «История создания трехмерной графики»

http://www.youtube.com/watch?v=ttkojcjwV7c

2. «IMAX 3D – как показывают объемное кино»

http://www.youtube.com/watch?v=RWGjW2_L6iA

3. «3D принтеры. Официальный сайт телепередачи Галилео»

http://www.youtube.com/watch?v=PC5pa2xOlb8