Разработка методических указаний к лабораторным работам для курса дисциплины «Компьютерная графика и моделирование»
Разработка учебно-методического обеспечения темы «Создание трехмерного проекта средствами Autodesk 3Ds MAX» в данной курсовой работе предназначена для студентов 2−3 курсов высших учебных заведений по дисциплине «Компьютерная графика и моделирование». Для изучения дисциплины необходимы компетенции дисциплины подготовки специалиста «Информатика». Создание простейших векторных объектов… Читать ещё >
Разработка методических указаний к лабораторным работам для курса дисциплины «Компьютерная графика и моделирование» (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Российский государственный профессионально-педагогический университет Институт психологии Кафедра профессиональной педагогики
Курсовая работа по методике профессионального обучения на тему: Разработка методических указаний к лабораторным работам для курса дисциплины «Компьютерная графика и моделирование»
Екатеринбург, 2012
Вероятно, ни для кого не секрет, что компьютерная графика окружает нас повсюду. Ее можно встретить на экране телевизора, газетной или журнальной полосе, рекламном плакате. Присутствию компьютерной графики в нашей жизни люди уже не удивляются. На современном этапе развития цивилизации, когда огромная часть всей человеческой деятельности выполняется на компьютере или при помощи такового, мы сталкиваемся с созданными машиной изображениями практически постоянно.
Сейчас, с появлением мощных персональных компьютеров, число людей, стремящихся реализовать себя в компьютерном искусстве, существенно увеличилось и продолжает расти огромными темпами. Ведь почти каждый пользователь компьютера когда-то пытался создать что-то красивое. Это сродни тому, что редко можно найти ребенка, не любящего рисовать. При помощи же компьютера это делается проще, и результаты зачастую бывают очень впечатляющими. Поэтому многие компьютерные компании выпустили продукты для наибольшего облегчения пользовательского труда. Так что у художников, творящих на компьютере, очень неплохой выбор инструментов. Это и CorelDraw с Corel PhotoPaint, и Adobe Illustrator с Adobe Photoshop и множество других.
Но это все инструменты для двухмерной (2D) графики. Для трехмерной графики вам потребуется несколько другой инструментарий. Сейчас существует также огромное количество 3D-редакторов, различающихся сложностью, требованиями к компьютеру, возможностями и, наконец, стоимостью.
Объектом исследования является процесс обучения теме «Создание трехмерного проекта средствами Autodesk 3Ds MAX» дисциплины «Компьютерная графика и моделирование».
Предметом исследования является методика обучения по теме «Создание трехмерного проекта средствами Autodesk 3Ds MAX» для студентов 2−3 курсов, изучающих дисциплину «Компьютерная графика и моделирование».
Целью данной работы является разработка методических указаний к лабораторным работам по теме «Создание трехмерного проекта средствами Autodesk 3Ds MAX» дисциплины «Компьютерная графика и моделирование».
В работе определены следующие задачи:
· провести анализ учебной программы;
· отобрать содержание к лабораторным работам по теме: «Создание трехмерного проекта средствами Autodesk 3Ds MAX»;
· разработать методические указания к лабораторным работам по теме: «Создание трехмерного проекта средствами Autodesk 3Ds MAX».
1. Анализ учебно-методической документации по теме исследования
Анализ учебной программы по дисциплине «Компьютерная графика и моделирование»
Разработка учебно-методического обеспечения темы «Создание трехмерного проекта средствами Autodesk 3Ds MAX» в данной курсовой работе предназначена для студентов 2−3 курсов высших учебных заведений по дисциплине «Компьютерная графика и моделирование». Для изучения дисциплины необходимы компетенции дисциплины подготовки специалиста «Информатика».
В результате освоения дисциплины «Компьютерная графика и моделирование» у обучающихся должны быть сформированы:
Знания:
· характерные функциональные особенности основных графических редакторов;
· теоретические основы компьютерной графики; аппаратное и программное обеспечение персонального компьютера для графических работ; основы работы с цветом, цветовых моделях, системах соответствия цветов и режимов;
· разрешения изображения и графические форматы;
· коррекцию полутоновых и цветных изображений;
· маски, альфа-каналы и слои;
· методы векторизации растровых изображений; подготовку векторных изображений для Web;
· подготовку изображений для художественно-эстетитеческого декорирования, оформления и информационно-содержательного обогащения web-страниц;
· методы подготовки графических изображений для полиграфического исполнения.
Умения:
· работать с современными пакетами растровой и векторной графики;
· понимать и правильно использовать в своей профессиональной деятельности современную компьютерную терминологию;
· рационально организовать труд на персональном компьютере;
· работать с изображениями в Adobe Photoshop: ретушировать, исправлять, увеличивать, раскрашивать, коллажировать, создавать различные эффекты, корректировать полутоновые и цветные изображения и др.;
· работать с текстом в Adobe Photoshop;
· экспортировать и импортировать изображения; калибровать и управлять цветом;
· печатать изображения; подготавливать изображения для web-страниц;
· создавать и редактировать векторные объекты любого уровня сложности в CorelDRAW;
· работать с текстом в CorelDRAW;
· векторизовать растровые изображения; подготавливать изображения для web-страниц; экспортировать и импортировать изображения;
· создавать трехмерные сцены с анимацией.
Владения:
· сутью и секретами всех разделов компьютерной графики, чтобы грамотно применять их при подготовке графических изображений интерфейсов информационных систем педагогического и непедагогического значения, на дипломном проектировании и в будущей профессиональной деятельности.
Знания и умения «ДО»:
· подготовку растровых изображений для трехмерных редакторов;
· создание простейших векторных объектов и элементарных преобразований над ними; кривые, методы создания и редактирования кривых; пересечение, обрезку и объединение объектов; методы заливки объектов; контуры объектов, методах создания и редактирования контуров; о работе с текстом и текстовыми эффектами.
Знания и умения «ПОСЛЕ»:
· методы моделирования простых и сложных трехмерных объектов и сцен;
· методы текстурирования, освещения и визуализации и анимации трехмерных сцен.
Тематический план раздела «Создание трехмерного проекта средствами Autodesk 3Ds MAX» профессионального курса по дисциплине «Компьютерная графика и моделирование»:
Тема | Количество часов | |
Введениев трехмерную графику | ||
Основные элементы трехмерного объекта | ||
Моделирование | ||
Текстурирование | ||
Расстановка света | ||
Постановка камер | ||
Анимирование сцены | ||
Визуализация | ||
2. Методические указания к лабораторной работе № 1
Тема: Создание и модификация объектов в 3Ds MAX
Цель работы: Создать трехмерную сцену, включающую в себя модифицированный объект
Оборудование: компьютерная аудитория, установленная программа 3Ds MAX
Технологическая карта
Содержание задания | Методы исследования | Способы выполнения | Контроль | |
Создание объектов | Моделирующий | 1. Во вкладке create выберите тип объекта standart primitives, далее выберите примитив box 2. В окне perspective при помощи курсора мыши создайте объект 3. Далее нажмите ПКМ на объект и нажмите Clone Выберите режим copy | Во всех измерениях будут видны объекты (см. рис. 1) | |
Задание нужных параметров объекта | Моделирующий | 1. Перейдите во вкладку modify 2. Измените значение параметров length/width/height segs на 3 | У кубика появятся дополнительные рёбра (см. рис. 2) | |
Применение модификатора | Моделирующий | 1. Выделите объект 2. Во вкладке modify разверните свиток модификаторов (modifier list) 3. Выберите модификатор turbosmooth | Грани кубика приобретут сглаженные контуры (см. рис. 3) | |
Настройка параметров модификатора | Моделирующий | 1. В параметрах модификатора turbosmooth измените значение iterations на 2 | Сглаженность станет более плавной (см. рис. 4) | |
Копирование объекта | Моделирующий | 1. Скопируйте объект нажав на него ПКМ и выбрав пункт меню Clone, выберите режим Copy, затем переместите скопированный объект так, чтобы он встал рядом с первоначальным в один ряд 2. Затем скопируйте объект ещё раз и выставьте их в один ряд 3. Затем выделите все три кубика и скопируйте их и поставьте рядом, повторите это ещё раз 4. После чего выделите весь слой из девяти кубиков и скопируйте его, поместите новый слой над первым, повторите это ещё раз и поместите третий ряд над вторым и первым, так чтобы у вас получился большой куб из 27-ми кубиков | Итоговая сцена выглядит как на рисунке 5 | |
компьютерный графика моделирование трехмерный
Контрольные вопросы
1. Что такое примитивы?
2. Что такое модификаторы?
3. За что отвечает параметр segs в свойствах примитивов?
4. Какие составляющие есть у объектов 3Ds MAX?
Форма и содержание отчета:
Файл с сохранёнными результатами с расширением .max.
3. Методические указания к лабораторной работе № 2
Тема: Текстурирование объектов в 3Ds MAX
Цель работы: Создать текстуру и применить её к объектам
Оборудование: компьютерная аудитория, установленная программа 3Ds MAX
Технологическая карта
Содержание задания | Методы исследования | Способ выполнения | Контроль | |
Назначение ID отдельным полигонам | Моделирующий | 1. Во вкладке modify уберите активность модификаторов 2. В окне modify в свитке листа модификаторов выберите модификатор edit poly 3. Выберите режим работы polygon 4. Зажимая клавишу shift выделите все полигоны на одной грани большого куба, составленного из маленьких кубиков и назначьте им идентификатор 1 5. Аналогично выделите полигоны других граней и назначьте им другие идентификаторы, всего их будет 6 | Будут выделены другим цветом полигоны одной грани большого куба (см. рис. 6) | |
Создание текстуры | Моделирующий | 1. Откройте окно редактора материалов нажав на клавишу M 2. Нажмите на кнопку напротив названия материала и выберите Multi/Sub-objects в свитке Standart 3. Для разных идентификаторов назначьте свой материал (можно назначить просто материалы разного цвета, без особых настроек) | Материал в превью изменится (см. рис. 7) | |
Назначение текстуры объектам | Моделирующий | 1. Выделите все кубики 2. В окне редактора материалов нажмите на кнопку Assign material to selection 3. Нажмите на кнопку чтобы увидеть результат во View port’е | В окне перспективы будет видно что грани окрасились в разные цвета (см. рис. 8) | |
Контрольные вопросы
1. Что такое текстура?
2. Что такое идентификатор?
3. Какие способы для вызова редактора материалов вы знаете?
4. Для чего используются идентификаторы?
Форма и содержание отчета:
Файл с сохранёнными результатами с расширением .max.
4. Методические указания к лабораторной работе № 3
Тема: Расстановка освещения в 3Ds MAX
Цель работы: Создать и настроить освещение
Оборудование: компьютерная аудитория, установленная программа 3Ds MAX
Технологическая карта
Содержание задания | Методы исследования | Способ выполнения | Контроль | |
Создание освещения | Моделирующий | 1. Во вкладке create выберите тип объекта Lights, далее выберите объекты vray и выберите vraysun 2. В окне perspective при помощи курсора мыши создайте объект 3. В появившемся окне предлагающем создать небо автоматически нажмите «да» | Во всех измерениях будет виден объект (см. рис. 9) | |
Задание нужных параметров освещения | Моделирующий | 1. Перейдите во вкладку modify 2. Измените значение параметров photon emit radius на 0 | У объекта уменьшится радиус свечения (см. рис. 10) | |
Контрольные вопросы
1. Какие параметры существуют у объекта vraysun?
2. Зачем создаётся освещение в трехмерных сценах?
Форма и содержание отчета:
Файл с сохранёнными результатами с расширением .max.
5. Методические указания к лабораторной работе № 4
Тема: Установка и настройка камер, создание траектории облета камеры в 3Ds MAX
Цель работы: Создать и настроить камеры, создать траекторию облета камеры
Оборудование: компьютерная аудитория, установленная программа 3Ds MAX
Технологическая карта
Содержание задания | Методы исследования | Способ выполнения | Контроль | |
Создание камеры | Моделирующий | 1. Во вкладке create выберите тип объекта cameras, далее выберите объекты vray и выберите vrayphysicalcamera 2. В окне perspective при помощи курсора мыши создайте объект | Во всех измерениях будет виден объект (см. рис. 11) | |
Задание нужных параметров камеры | Моделирующий | 1. Перейдите во вкладку modify 2. Измените значение параметров whitebalance на daylight | Цвет напротив custom balance изменится | |
Создание траектории облета | Моделирующий | 1. Во вкладке create выберите тип объекта shapes, далее выберите примитив circle 2. В окне perspective при помощи курсора мыши создайте объект | В окне перспективы появится круг (см. рис. 12) | |
Применение траектории облета для камеры | Моделирующий | 1. Выделите камеру и зайдите во вкладку motion 2. В свитке Assign controller выберите контроллер position и нажмите кнопку Assign controller в появившемся списке выберите пункт Path constraint 3. Далее в свитке Path Parameters нажмите на кнопку Add path и нажмите курсором мыши на созданный ранее круг | В свитке Path Parameters появится строка с объектом круг и на окне перспективы камера встанет на круг (см. рис. 13) | |
Контрольные вопросы
1. Какие свойства существуют у виртуальных камер?
2. Для чего нужна траектория облета?
3. Как создается траектория облета?
4. Какие виртуальные камеры лучше использовать?
Форма и содержание отчета:
Файл с сохранёнными результатами с расширением .max.
6. Методические указания к лабораторной работе № 5
Тема: Создание анимации в 3Ds MAX
Цель работы: Анимировать трехмерную сцену
Оборудование: компьютерная аудитория, установленная программа 3Ds MAX
Технологическая карта
Содержание задания | Методы исследования | Способ выполнения | Контроль | |
Изменение точки опоры | Моделирующий | 1. Выделите все кубики и зайдите во вкладку Hierarchy 2. В свитке Adjust pivot последовательно нажмите на кнопки Affect pivot only и Center to object 3. В свитке Working pivot нажмите на кнопку Use working pivot | Во всех измерениях будет виден объект (см. рис. 14) | |
Включение режима анимации по ключам | Моделирующий | 1. На нижней панели нажмите на кнопку Set key | Нижняя панель подсветится красным (см. рис. 15) | |
Расстановка ключевых кадров | Моделирующий | 1. Передвиньте бегунок анимации на отметку 40 и нажмите на кнопку Set keys 2. Передвиньте бегунок на позицию 20, нажмите на кнопку Set keys, в окне перспективы выделите один слой кубиков с помощью инструмента Select and rotate и поверните на 90 градусов 3. Передвиньте бегунок на позицию 0, нажмите на кнопку Set keys и аналогично поверните другой слой кубиков | На панели анимации появятся ключевые кадры (см. рис. 16) | |
Контрольные вопросы
1. Что такое точка опоры?
2. Что такое ключевой кадр?
3. Для чего изменяют точку опоры?
7. Методические указания к лабораторной работе № 6
Тема: Визуализация (рендеринг) в 3Ds MAX
Цель работы: Осуществить конечную визуализацию сцены с анимацией
Оборудование: компьютерная аудитория, установленная программа 3Ds MAX
Технологическая карта
Содержание задания | Методы исследования | Способ выполнения | Контроль | |
Вызов меню рендеринга | Моделирующий | 1. Вызовите окно настройки рендера нажав на клавишу F10 | Будет видно окно настройки рендера (см. рис. 17) | |
Изменение параметров рендеринга | Моделирующий | 1. Перейдите во вкладку Indirect illumination 2. Поставьте галку напротив «On» 3. Расставьте параметры как на рисунке 18 4. Для сохранения конечного результата в формате видео во вкладке Common, в свитке Common parameters, в Time output выберите режим Active time segments | Конечный рендер будет более качественным | |
Рендеринг | Моделирующий | 1. Нажмите кнопку Render | Появится окно рендеринга (см. рис. 18) | |
Контрольные вопросы
1. Что такое рендер?
2. Какие способы вызвать окно настройки рендера вы знаете?
3. Для чего необходимо менять настройки рендеринга?
4. Чем отличается стандартный рендер от vray?
Форма и содержание отчета:
Файл с сохранёнными результатами с расширением .avi.
Заключение
В данной работе были разработаны методические указания к лабораторным работам по теме «Создание трехмерного проекта средствами Autodesk 3Ds MAX» дисциплины «Компьютерная графика и моделирование».
В работе были выполнены следующие задачи:
· анализ учебной программы;
Была проанализирована учебная программа по дисциплине «Компьютерная графика и моделирование», в ходе чего стало понятным, что учащиеся должны научиться создавать трехмерные сцены с анимацией.
· отобрать содержание к лабораторным работам по теме: «Создание трехмерного проекта средствами Autodesk 3Ds MAX»;
Был отобран материал из которого учащиеся смогут узнать основы трехмерной графики, способы моделирования и этапы создания трехмерного проекта.
· разработать методические указания к лабораторным работам по теме: «Создание трехмерного проекта средствами Autodesk 3Ds MAX».
Были разработаны лабораторные работы и методические указания к лабораторным работам. В ходе выполнения лабораторных работ у учащихся будут сформированы навыки использования методов моделирования, текстурирования, анимации, расстановки света и камер, визуализации трехмерных сцен.