ПРОГРАММА ПО 3D МОДЕЛИРОВАНИЮ

Пояснительная записка

Программа внеурочной деятельности «3D-моделирование» составлена в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования, методическими рекомендациями об организации внеурочной деятельности при введении федерального образовательного стандарта общего образования (письмо Департамента общего образования Минобрнауки России от 12 мая 2011 г. № 03-296); на основе примерной программы по информатике для основной школы (авторы Л.Л. Босова, А.Ю. Босова; издательство «БИНОМ. Лаборатория знаний».

Данная программа внеурочной деятельности направлена профориентацию школьников - просвещение и про адаптацию. Направленность программы - развивающая, так как она ориентирована на удовлетворение и поощрение любознательности учащихся.

Данная программа способствует развитию познавательной активности учащихся; творческого и операционного мышления; повышению интереса к информатике, а самое главное, профориентации в мире профессий, связанных с использованием знаний этих наук.

Использование трехмерных ­ «объемных» или 3D - моделей предметов реального мира - это важное средство для передачи информации, которое может существенно повысить эффективность обучения, а также служить отличной иллюстрацией при проведении докладов, презентаций, рекламных кампаний. Трехмерные модели - обязательный элемент проектирования современных транспортных средств, архитектурных сооружений, интерьеров. Одно из интересных применений компьютерной 3D-графики в современных художественных и документальных фильмах.

Знания, полученные при изучении курса «3D-моделирование», учащиеся могут применить для подготовки качественных иллюстраций к докладам и мультимедийным разработкам по различным предметам - математике, физике, химии, биологии и др. 3D-модели могут быть также использованы при создании Web-страниц. Трехмерное моделирование служит основой для изучения систем виртуальной реальности.

Цель программы:

познакомить учащихся с современными принципами и методами создания 3D-моделей, основанных на использовании векторной графики и развить творческие и дизайнерские способности учащихся.

Задачи программы:

1. дать представление об основных возможностях создания и обработки изображения в 3D программе;

2. научить создавать трёхмерные картинки, используя набор инструментов, имеющихся в изучаемом приложении;

3. ознакомить с основными операциями в среде ArtCam;

4. способствовать развитию алгоритмического мышления;

5. выполнить проект;

6. способствовать развитию познавательного интереса к информатике;

7. продолжить формирование информационной культуры учащихся;

8. профориентация учащихся.

Общая характеристика курса

Отличительной чертой данной программы предполагает наличие разработанного электронного учебного пособия, которое содержит теоретический материал и задания для выполнения практических работ. Оно используется во время уроков для самостоятельной работы и в качестве справочника. Это позволяет успешно организовывать занятия в группах, в которых есть ученики с разным темпом усвоения материала. Для нормальной работы необходим персональный компьютер (один на каждого ученика).

Данный курс внеурочной деятельности имеет выраженную практическую направленность, которая и определяет логику построения материала.

Программа рассчитана на 170 часов (1час в неделю, 34 часа/год) и предусматривает прохождение курса в течение года, рассчитана на обучающихся 5-х, 6-х, 7-х, 8-х, 9-х классов. Программа реализуется на занятие, которое проводится один раз в неделю. Минимальное количество обучающихся в группе 12 чел.

Преобладающими формами организации деятельности обучающихся выступают теоретические, практические и проектно-исследовательские технологии.

На занятии в простой и ясной форме изложены наиболее доступные возможности сложной программы по изучению графического редактора, а также большое количество примеров и иллюстраций. Модульная структура программы позволяет изучать широкие возможности этого редактора в зависимости от возрастных отличий школьников, их индивидуальных способностей и количества учебных часов.

Практические задания, предлагаемые в программе, интересны и часто непросты в решении, что позволяет повысить учебную мотивацию учащихся и развитие творческих способностей.

Технологии, используемые в организации пред профильные подготовки по информатике, должны быть деятельностно-ориентированными. Основой проведения занятий служат проектно-исследовательские технологии.

Таким образом, данный курс способствует развитию познавательной активности учащихся; творческого и операционного мышления; повышению интереса к информатике, а самое главное, профориентации в мире профессий, связанных с использованием знаний этих наук.

Результаты изучения курса

Личностные результаты:

Готовность и способность к самостоятельному обучению на основе учебно-познавательной мотивации, в том числе готовности к выбору направления профильного дизайнерского образования с учётом устойчивых познавательных интересов.

Метапредметные результаты:

• Регулятивные универсальные учебные действия:

определять действия в соответствии с учебной и познавательной задачей, планировать свои действия в соответствии с поставленной задачей и условиями её решения, осуществлять пошаговый контроль своей познавательной деятельности, определять потенциальные затруднения при решении практической задачи и находить средства для их устранения, осознавать качество и уровень усвоения материала по модулям.

• Познавательные универсальные учебные действия:

строить рассуждение от общих закономерностей к частным явлениям и от частных явлений к общим закономерностям, строить рассуждение на основе сравнения предметов и явлений, выделяя при этом общие признаки.

• Коммуникативные универсальные учебные действия:

формировать и развивать коммуникативную компетентность в процессе творческой и учебно-исследовательской деятельности.

Предметные результаты:

Программа внеурочной деятельности «3D-моделирование» способствует достижению обучающимися предметных результатов учебного предмета «Информатика и ИКТ».

• Учащийся получит углублённые знания о способах обработки растровых, векторных и 3D-изображений и программах, предназначенных для компьютерной обработки изображений, разработки 3D-моделей и печать их на 3D-принтере.

• Научится самостоятельно создавать монтажные композиции.

• Получит возможность научиться основам создания и обработки изображений.

• Овладеет способами создания рекламной полиграфической продукции и web-дизайна.

Предполагаемые результаты внеурочной деятельности:

• учащиеся должны знать: основы графической среды 3D графики в ArtCam, структуру инструментальной оболочки среды;

• учащиеся должны уметь: создавать и редактировать графические изображения, выполнять типовые действия с объектами в среде 3D графика в ArtCam, подготавливать рисунок.

• Учащиеся должны знать: понятие 3D принтер.

• Учащиеся должны уметь: создавать простейшие 3 D объекты, сохранять, редактировать и распечатывать на 3D принтере.

Тематическое планирование

5 класс

Содержание программы

Раздел 1. Введение

Тема 1. Знакомство с Gmax

Изучается расположение панелей программы Gmax и основные приемы работы с готовой сценой (режимы просмотра, рендеринг, просмотр анимации).

Тема 2. Простейшие объекты (примитивы)

Рассматриваются 3D-примитивы (куб, сфера, цилиндр и т.д.) и методы их перемещения, вращения, масштабирования, клонирования.

Тема 3. Преобразования

Изучаются сплайны и построение 3D-фигур на основе сплайнов (вращение, лофтинг). Вводится понятие модификатора и стека модификаторов.

Раздел 2. Сеточные модели

Тема 1. Сетки и их элементы

Учащиеся знакомятся с понятием сеточной модели и видами сеточных моделей (грани, полигоны, лоскуты).

Тема 2. Полигональные сетки

Изучаются методы работы с полигональными сетками на уровне подобъектов (вершины, ребра, границы, полигоны, элементы).

Тема 3. Особенности других типов сеток

Рассматриваются особенности других типов сеток (грани, лоскуты) и методы работы с ними.

Раздел 3. Материалы и рендеринг

Тема 1. Материалы

Изучаются методы создания и редактирования материалов (простые и многокомпонентные материалы, свойства материалов, текстурные карты). Учащиеся знакомятся с настройкой наложения текстур на криволинейные объекты (UVW-развертки).

Тема 2. Освещение и рендеринг

Изучаются типы источников света, камеры и настройка параметров рендеринга с помощью программы YafRay.

Раздел 4. Анимация

Тема 1. Ключевые кадры

Изучаются методы создания 3D-анимации на основе автоматической расстановки ключевых кадров. Учащиеся знакомятся с понятиями контроллера и ограничителя.

Тема 2. Связанные цепочки

Рассматриваются приемы анимации на основе связанных цепочек объектов (методы прямой и обратной кинематики). Изучается анимация сеточных моделей с помощью скелетов (bones).

Тема 3. MAXScript

Учащиеся знакомятся с языком программирования MAXScript и примерами его эффективного использования при построении сложных моделей и анимации.

Раздел 5. Выполнение проекта

В течение 4-х занятий учащиеся выполняют проект на выбранную тему.

Тематическое планирование

6 класс

№

Тема

Кол-во часов

Виды занятий

1

Введение

теория

практика

I. Знакомство с программой ArtCam. (2 час)

1

Демонстрация возможностей, элементы интерфейса ArtCam.

2

1

1

2

Основы обработки изображений. Изучение панели инструментов.

2

1

1

II. Основы работы в ArtCam. (3 часа)

1

Примитивы. Выравнивание, группировка и сохранение объектов.

2

1

1

2

Практическая работа "Снеговик". [2]

2

1

1

3

Простая визуализация и сохранение растровой картинки.

2

1

1

Клонирование и внедрение в сцену объектов из других файлов.

2

1

1

III. Простое моделирование. (4 часов)

1

Назначение и настройка модификаторов. Практическая работа "Сказочный город" [2]

2

1

1

2

Самостоятельная работа "Сказочный город"

2

1

1

3

Логические операции Boolean.

2

1

1

4

Практическая работа "Пуговица".

2

1

1

IV. Моделирование с помощью сплайнов. (5 часов)

3

Модификатор Bevel. Пример использования "Шахматный конь".

2

1

1

4

Материал "Шахматное поле".

2

1

1

5

Самостоятельная работа "Шахматы".

2

1

1

V. Печать на 3D принтере. (4 часа)

1

Создание простейших 3 D объектов, сохранение, редактирование и печать на 3D принтере.

3

1

2

2

Создание проекта.

3

1

2

3

Защита проекта.

4

2

2

Всего часов

36

1

19

Тематическое планирование

7 класс

№

Тема

Кол-во часов

Виды занятий

1

Введение

теория

практика

I. Знакомство с программой ArtCam. (2 час)

1

Демонстрация возможностей, элементы интерфейса ArtCam.

2

1

1

2

Основы обработки изображений. Изучение панели инструментов.

2

1

1

II. Основы работы в ArtCam. (3 часа)

1

Примитивы. Выравнивание, группировка и сохранение объектов.

2

1

1

2

Практическая работа "Шкатулка".

2

1

1

3

Простая визуализация и сохранение растровой картинки.

2

1

1

Клонирование и внедрение в сцену объектов из других файлов.

2

1

1

III. Простое моделирование. (4 часов)

1

Назначение и настройка модификаторов. Практическая работа "Новогодние украшения (шарики, звери, фрукты)"

2

1

1

2

Самостоятельная работа "Новогодние украшения (шарики, звери, фрукты)"

2

1

1

3

Логические операции Boolean.

2

1

1

4

Практическая работа «Робот»

2

1

1

IV. Моделирование с помощью сплайнов. (5 часов)

3

Модификатор Bevel. Пример использования «Пирамидка»

2

1

1

4

Материал

2

1

1

5

Самостоятельная работа "Игрушки".

2

1

1

V. Печать на 3D принтере. (4 часа)

1

Создание простейших 3 D объектов, сохранение, редактирование и печать на 3D принтере.

3

1

2

2

Создание проекта.

3

1

2

3

Защита проекта.

4

2

2

Всего часов

36

1

19

Тематическое планирование

8 класс

№ урока

Темы уроков, раздела

Кол-во часов

Виды занятий

Введение

теория

практика

1

Понятие о ArtCam.

3

2

1

2

Знакомство с программой. Интерфейс ArtCAM

3

2

1

3

Работа с растром. Рисование растра. Инструменты рисования растра. Создание модели из растрового рисунка

2

1

1

4

Работа с векторами. Создание вектора. Инструменты создания вектора. Преобразование растра в вектор. Создание модели из векторного рисунка

2

1

1

5

Редактирование векторов, узлов векторов, обрезка, смещение.

2

1

1

6

Управление векторами. Группировка векторов, разгруппировка.

2

1

1

7

Создание и редактирование векторного текста. Размещение текста, объектов по кривой, кругу.

2

1

1

Работа с рельефами.

8

Создание форм из растрового рисунка. Импорт и работа с готовыми рельефами

2

1

1

9

Создание формы с помощью векторов: по двум направляющим, плетеных форм, из замкнутого вектора.

2

1

1

10

Вычисление рельефа. Замена, добавление к рельефу, вычитание, объединение, вырождение рельефа

2

1

1

11

Использование 3D шаблонов. Вращение. Маcштабирование. Скашивание. Копирование.

2

1

1

12

Управление и редактирование рельефов, работа с текстурой рельефов

2

1

1

Выполнение проектных работ.

13

Проект «Геометрические фигуры»

2

1

1

14

Проект «Крепостные башни»

2

1

1

15

Проект «Птица»

2

1

1

16

Проект «Герб школы»

2

1

1

17

Итоговый проект «Моя тема»

4

2

2

Итого

38

20

18

Тематическое планирование

9 класс

№ урока

Темы уроков, раздела

Кол-во часов

Виды занятий

Введение

теория

практика

1

Программа ArtCam.

3

2

1

2

Повторение элементов программы. Интерфейс ArtCAM.

3

2

1

3

Работа с растром. Рисование растра. Инструменты рисования растра. Создание модели из растрового рисунка.

2

1

1

4

Работа с векторами. Создание вектора. Инструменты создания вектора. Преобразование растра в вектор. Создание модели из векторного рисунка

2

1

1

5

Редактирование векторов, узлов векторов, обрезка, смещение.

2

1

1

6

Управление векторами. Группировка векторов, разгруппировка.

2

1

1

7

Создание и редактирование векторного текста. Размещение текста, объектов по кривой, кругу.

2

1

1

Работа с рельефами.

8

Создание форм из растрового рисунка. Импорт и работа с готовыми рельефами

2

1

1

9

Создание формы с помощью векторов: по двум направляющим, плетеных форм, из замкнутого вектора.

2

1

1

10

Вычисление рельефа. Замена, добавление к рельефу, вычитание, объединение, вырождение рельефа

2

1

1

11

Использование 3D шаблонов. Вращение. Маcштабирование. Скашивание. Копирование.

2

1

1

12

Управление и редактирование рельефов, работа с текстурой рельефов

2

1

1

Выполнение проектных работ.

13

Проект «Вселенная, модель Земли»

2

1

1

14

Проект «Автомобили»

2

1

1

15

Проект «Животные»

2

1

1

16

Проект «Украшения»

2

1

1

17

Итоговый проект «Моя тема»

4

2

2

Итого

38

20

18

Учебно - методическое и материально - техническое обеспечение программы

Учебно-методическое обеспечение дисциплины

А. Петелин. SketchUp - просто 3D! Учебник-справочник Google SketchUp v. 8.0 Pro (в 2-х книгах). Электронное издание. 2013

Материально-техническое обеспечение

Компьютерная техника и интерактивное оборудование
Каждый обучающийся должен иметь доступ к современному персональному компьютеру, обеспечивающему возможность создания графических объектов. Обязательно наличие на рабочем месте компьютерной мыши.
На компьютере должно быть предустановлено свободно распространяемое программное обеспечение: графический 3 D редактор позволяющее отрабатывать навыки трехмерного моделирования.
Средством наглядности служит оборудование для мультимедийных демонстраций (компьютер и мультимедийный проектор), позволяющее вести обсуждение теории и результатов практических работ обучающихся.

Учебно-методические средства (для учителя):

Основная литература

1. Клейтон Е. Крукс II, Gmax: настольная книга, М.: - Кудиц-Образ, 2004.

Дополнительная литература

1. Миловская О.С. Самоучитель 3ds Max 9, CПб: ­- БХВ, 2007.

2. Бондаренко С., Бондаренко М. Видеосамоучитель 3ds Max. - СПб: Питер, 2007.

3. Козин М. 3ds Max 9 для начинающих, CПб: ­- БХВ, 2007.

4. Мааров М. Эффективная работа в 3ds Max 9. - СПб: Питер, 2007.

5. Фокс Б. Анимация в 3ds msx 6: от замысла до создания мультфильма. СПб: Вильямс, 2005.

Интернет-ресурсы (для учителя):

1. kpolyakov.spb.ru/school/3d/refs.htm

2. adobe.com

3. photoshop.ru

4. psd.ru

5. graphics.ru

6. pslab.ru

7. maste.ru/photoshop/

8. whatis.ru/psd/

9. cc-studio.ru/lessons.html

10. demiart.ru/tutorials/index.shtml

Программы, утилиты для Gmax

1. turbosquid.com/gmax - официальный сайт поддержки Gmax;

2. fsalpha.com/gmax_tips - отсюда также можно скачать саму программу Gmax и всю документацию к ней;

3. yafray.org - сайт разработчиков бесплатной программы рендеринга YafRay;

4. geocities.com/kam_b_lai - сайт автора программы-скрипта YAGMax - Yet Another GMax Exporter for YafRay;

5. windyweather.net/WW/max/gmax - инсталляторы и уроки по Gmax;

6. scenery.org/design_utilities_gmax.htm - набор утилит Gmax Render Kit для рендеринга изображений в Gmax;

7. yayap.com/rendertut.html - программа-скрипт от Xzzy для преобразования моделей Gmax в формат YafRay;

8. knochlet-development.de.tt - Gmax Render Suite - пакет для рендеринга в Gmax;

9. davidhsmith.net/gmaxindex.htm - страница David Smith, посвященная Gmax (программы, утилиты, уроки).

Уроки по Gmax

1. scenery.org/tutorials.htm - уроки по Gmax;

2. halomods.com - основы Gmax от SlashOx;

3. fileplanet.com/122467/120000/fileinfo/Gmax-Tutorial-Introduction - введение в Gmax;

4. windyweather.net/WW/max/gmax - инсталляторы и уроки по Gmax;

5. vmbollig.de/msts/tut_en/index.html - уроки по Gmax от Volker;

6. takeoff.to/landing - уроки по Gmax от Cris (самолеты);

7. fred-hsu.com/there/developer/index.html - уроки от Freddie;

8. simviation.com/gryphon/tutorials/gMax_00.htm - руководство по Gmax «для полных идиотов»;

9. airspace.uhk.cz/mlk/msfs/tutorials/gmax - применение текстур в Gmax, руководство от Milan Lisner;

10. oregon-coast.net/Tutorials/index.htm - уроки от Oregon Coast;

11. cloud.prohosting.com/talone/gmax/tute/tutorials.html - уроки от Taelon;

12. members.fortunecity.com/foot_fall/the_basics.htm - уроки от LeJohn;

13. aerodynamika.com/gmaxtut/gmax000.htm - разработка модели самолета;

14. auran.com/TRS2004/learning.htm - уроки по созданию трехмерной модели паровоза для игры Trainz Railroad Simulator.

15. home.sprynet.com/~drawlins - анимация самолета;

16. world-editor-tutorials.thehelper.net/magos.php - уроки моделирования от Magos;

17. studio-erebus.com/studio/tutorials/2003/uvw/uvw-dice.html - использование текстур, модификатор UVW mapping;

18. 44090digitalmodels.co.uk/ - уроки с сайта 44090 Digital Models;

19. angelfire.com/ma4/molkien/Gmax/Home.html - моделирование каменной скалы;

20. modport.co.uk/index.php?showtopic=4752 - создание ландшафта;

21. worldoftrainz-downloads.com/~garyp/gmaxtutorials.htm - уроки от Garry (мультитекстурные материалы, дом с окнами).

Видео уроки (на английском языке)

1. quia.com/pages/scivistutorials.html - подборка видеоуроков по Gmax от Roy Kimmins;

2. fsalpha.com/tutorials/tutorials.shtml - видеоуроки от FS Alpha Group;

3. youtube.com/watch?v=jY2yCX6yJac - моделирование резервуара;

4. youtube.com/watch?v=nE25b6DTgDk - модель машины;

5. youtube.com/watch?v=GVMSAtVX1u4 - модель фюзеляжа самолета;

6. youtube.com/watch?v=kgahFqcVFqU - анимация ракеты;

7. youtube.com/watch?v=tOtyd0jtGlg - работа с текстурами (на немецком языке);

8. youtube.com/watch?v=kDboWZP_6Bg - модель космического корабля;

9. youtube.com/watch?v=aUV3tl0-nJY - модель поршня;

10. youtube.com/watch?v=HPUCcjZwEng - модель лодки, часть 1a;
    часть 1b: youtube.com/watch?v=VY1n0YYatpM;
    часть 2: youtube.com/watch?v=Y25TJ9biGPI;

11. youtube.com/watch?v=7GyCBpVaOKA - еще один вводный урок по Gmax.

Учебно-методические средства (для обучающихся):

1. Поляков К.Ю. Уроки по 3D Gmax. Электронное учебное пособие, 2008.

2. Поляков К.Ю. Уроки по Adobe Photoshop CS2. Электронное учебное пособие, 2005.

3. Луций С.A. Изучаем Photoshop. - СПб: Питер, 2003.

4. Луций С.A. Самоучитель Photoshop CS. - СПб: Питер, 2005.