Урок по информатике и ИКТ «Введение в ориентацию в 3Д-пространстве»

Цели урока:

Образовательная: Познакомить уч-ся с программой Blender и отработать навыки работы в 3д пространстве.

Воспитательная: Воспитание мотивов учения, положительного отношения к знаниям.

Развивающая: Развитие познавательных умений, мышление, памяти.

Тип урока: Изучение темы.

Вид урока: Урок беседа.

Форма и методы обучения: Монологический

Структура урока:

1 этап: Вводно-мотивационный.

2 этап: Актуализация опорных знаний.

Работа в группах: Защита работ каждой группы у доски .

1-группа.

Начало формы

Начало формы

Конец формы

Что такое 3d моделирование?

Это создание с помощью компьютерных программ объемной модели. В основу идут рисунки, чертежи, подробные описания. Ученики опираясь на эти либо другие текстовые или графические данные, создают объемное изображение. Полученную модель можно рассмотреть в специальной программе со всех сторон, поместить в любое окружение и на любую плоскость.

3d моделирование может быть различной степени сложности.

Простое 3d моделирование. Можно создать модель упрощенной формы с низкой детализацией.

Сложное 3d моделирование. Модель, в которой проработаны мельчайшие детали, фактуры, применяются такие профессиональные приемы, как отражения, тени, преломление света и т.п.

Отличие состоит не только в большей детализации, но и в цене, но это способствует расширению использования трехмерной модели.

2-группа.

Где применяется 3d моделирование?

Особенно широко 3d моделирование используется компаниями, которые занимаются архитектурой, строительством, дизайном интерьеров и ландшафтным дизайном. Сейчас уже редко кто обходится без 3d визуализации в данных случаях. Наглядная визуализация трехмерного пространства производит впечатление на клиентов. При помощи 3d моделирования можно еще до начала строительных либо ландшафтных работ оценить, как все это будет выглядеть потом. Если необходимо, то можно внести поправки уже на этапе обсуждения проекта. Кроме статичного 3d моделирования, возможна еще и презентация при помощи 3d анимации (подробнее о ней чуть ниже). Однако использование 3d моделирования не ограничивается вышеперечисленными сферами. Оно применяется при создании сайтов, особенно тех, которые используют электронные каталоги, имиджевых презентаций и рекламных роликов. Для рекламных роликов, презентаций и сайтов наша студия может разработать объекты 3d анимации.

3-группа.

Что такое 3d анимация? Это современное направление в анимации, которое основано на трехмерных сценах и объектах.

Где применяется 3d анимация? При создании мультфильмов, например, «Шрек», «Ледниковый период», «Рататуй», а также спецэффектов в фильмах. Кроме того, 3d анимация используется при создании рекламных роликов, презентаций и заставок. После просмотра таких презентаций инвесторы чаще всего

4- группа. Реальные и виртуальные миры

Что такое реальный мир? а виртуальный? где следует проложить границу между ними? Те объекты, которые мы видим вокруг себя: чашку, кота, монитор можно потрогать руками, изменить их. Значит они вполне реальны. Даже ветер вполне реальное явление, ведь его воздействие может изменять объекты. Но вот мы смотрим в монитор и видит там изображение человека, бегущего куда-то. Это изображение движется, подчиняясь нашим приказам, отдаваемым с клавиатуры, и мы в это время можем испытывать достаточно большой спектр эмоций и ощущений. Неужели то, что с нами происходит в компьютерных играх, - реальность? А может быть, определять объект в разряд «реальных» по признаку его ощутимости для человека неверно? Тогда что же следует признать критерием реального объекта?

Снова посмотрим на монитор. Бегущий там человек прыгает на крышу многоэтажного дома, дальше на соседнюю крышу... срывается... и бежит дальше. А теперь выглянем в окно. Часто мы такое можем увидеть? Человек, упавший с большой высоты без парашюта, вряд ли побежит дальше. Причина: деформация объекта (обычно необратимая) в следствие действия силы гравитации. Почему же в компьютерной игре на человека не подействовала гравитация? Ответ очевиден: так решил программист, создавший игру. В его власти было отменить физические законы в созданном им мире. Однако вряд ли он сможет отменить их за окном. Реальные объекты всегда подчиняются физическим законам. Программист создает лишь математические описания (представления) объектов и явлений реального или выдуманного им мира, но не сами объекты и явления. Такие представления и называют виртуальными объектами, т.к. они существуют лишь в памяти компьютера (вне памяти виртуальных объектов просто нет).

Несмотря на то, что виртуальные миры могут быть какими угодно и в них могут действовать любые (даже самые невероятные) «законы», наиболее качественными следует признавать те, которые похожи на реальность, подобны ей. Ещё бы... ведь с детства мы привыкли к тому, что огонь обжигает, резиновый мяч брошенный о стену отскакивает, перо и камень падают с разной скоростью и т.д. Если все это «воспроизвести» в виртуальном пространстве, то и человек «попавший» в это пространство будет чувствовать себя как в настоящем мире.

Конечно, подобие реальности не столь принципиально, если иметь ввиду лишь компьютерные игры. Однако подобие физическому миру имеет важное значение в изучении окружающей среды и прогнозировании. Представьте себе, что строится город в районе, где часто происходят ураганы. Дома какой прочности следует строить здесь? Как не просчитать и не сделать ошибку, ценой которой могут стать человеческие жизни? Возможно следует смоделировать дома, «заложив» их физические характеристики в компьютер. Затем, также смоделировать порыв ветра определенной силы и посмотреть его разрушающее воздействие на здания. Если виртуальный ураган разрушит виртуальные дома, ничего страшного, - можно просто поменять характеристики здания и наблюдать воздействие снова. Может оказаться так, что строить дома в выбранной местности экономически не выгодно. И лучше это знать заранее, чем построить, а через какое-то время придти к плачевному выводу. Становится очевидно: представление реальности с помощью компьютера может иметь вполне практическое значение.

3 этап: Формирование новых понятий и способов действия.

При объяснении темы используется видеоролик.

Blender – это пакет для создания трёхмерной компьютерной графики, анимации и интерактивных приложений.

1. Организация окна по умолчанию

Запустив Blender, вы увидите окно, состоящее из трёх дочерних окон: меню (а), окна 3D вида (б) и панели кнопок (в).

рис (а)

рис (б)

рис (в)

Это вариант по-умолчанию. На самом деле окон может быть больше, они могут располагаться по иному и иметь другие размеры. Однако пока оставим все как есть и сосредоточимся на окне 3D вида.

Теперь запомним следующую особенность: многие команды в Blender предпочтительно отдавать с клавиатуры. При этом следует помнить, что курсор мыши должен находиться именно в том дочернем окне, где планируется произвести изменения.

Рассматривая окно 3D вида, следует выделить в нем две «части»: меню (г) и непосредственно само окно вида.

рис (г)

2. Объекты сцены: куб, лампа и камера

В 3D окне можно наблюдать две пересекающиеся в центре линии (красную и зелёную) – оси координат (X и Y – их обозначения есть в нижнем левом углу 3D-окна), 3D-курсор (не путать с курсором мыши!), квадрат (на самом деле являющийся кубом), лампу и камеру (д).

рис (д)

Куб - это отображаемый объект. Возможно он вам не понадобится и тогда его следует удалить. Лампа служит источником света (без неё конечное изображение было бы чёрным), а камера необходима для отображения конечного изображения. С помощью камеры мы видим изображение под тем или иным углом. Все вместе (в данном случае, куб, лампа, камера) формируют сцену – представление события.

3. Рендеринг

Сцена, созданная в программе Blender – это далеко еще не изображение. Однако, зачастую такие программы как Blender используются для создания 3D-графики. Чтобы получить из сцены графический файл необходимо «отрендерить» файл.

Формирование изображения по созданной сцене называется рендерингом (отрисовкой). В Blender, чтобы посмотреть конечное изображение можно нажать F12. Отображаемая сторона, удалённость и др. на получившейся картинки зависят от того, где размещена и как повёрнута камера.

4. Навигация в окне просмотра с помощью клавиатуры

Если после запуска Blender вы нажмёте F12 и посмотрите на получившееся изображение, то, возможно, будете озадачены тем, что оно не совпадает с видом сцены (тем, что видим в 3D-окне). На самом деле все правильно, сцену вы видите сверху (так установлено по-умолчанию), а изображение получаете как вид из камеры (судя по всему камера "смотрит" сбоку).

Чтобы изменять вид в окне просмотра чаще всего используют клавиши NumPad (дополнительные цифры и знаки в правой части клавиатуры). Для того, чтобы установить в 3D-окне вид из камеры следует нажать 0 (ноль). Для возврата в вид сверху – 7.

Назначение других клавиш NumPad:
1 – вид спереди;
3 – вид справа;
2, 4, 6, 8 – поворот сцены;
5 – перспектива (повторное нажатие возвращает обратно);
«.» и Enter – изменение масштаба относительно выбранного объекта;
«+» и «-» - изменение масштаба сцены

5. Навигация в окне просмотра c помощью мыши

Изменять вид окна просмотра можно не только с помощью клавиатуры, но и используя мышь:
прокрутка колеса мыши меняет масштаб;
движение мыши при нажатом колесе поворачивает сцену;
движение мыши при нажатом колесе + Shift передвигает сцену.

Примечание: курсор мыши должен находиться в 3D-окне (а то передвинете что-нибудь другое).

6. Выделение объектов

Итак, первоначально на сцене присутствуют три объекта (куб, камера и лампа). Их можно передвигать, менять угол наклона и др., но для начала неплохо бы научиться выделять объекты (т.е. указывать компьютеру, с чем именно мы соизволим работать). Выделение объекта в Blender осуществляется щелчком правой кнопки мыши по нему. Контур выделенного объекта становится розовым (хотя не обязательно розовым — все зависит от выбранной темы).

Чтобы выделить несколько объектов, надо щёлкать по ним по очереди правой кнопкой мыши при зажатой клавише Shift.

Нажатие клавиши A приводит к сбрасыванию выделения с любых объектов (если что-нибудь было выделено), а следующее нажатие — к выделению всех объектов.

7. Изменение позиции, размера, и угла поворота объектов

Изменять местоположение, размер и разворот объектов можно как с помощью клавиатуры, так и с помощью кнопок, расположенных в меню 3D окна.

3 – вид справа;

расположить курсор мыши в 3D-окне в соответствие со следующей закономерностью: чем ближе курсор к центру объекта, тем больше будет производить изменения малейшее движение мыши; чем дальше курсор от центра объекта, тем слабее будет влияние движения мыши.

нажать клавишу S (не зажимать!);

перемещать курсор мыши, пока объект не достигнет необходимого размера;

щёлкнуть левой клавишей мыши, чтобы согласиться с изменениями, или правой – чтобы отказаться от них.

Если при перемещении курсора (п.4) зажать клавишу Ctrl, то любое изменение будет пошаговым (на определённую величину).

Для изменении местоположения объекта на сцене используется клавиша G, для поворота – R. К сведению, клавиши S, G и R не случайно выбраны для описанных действий: S – первая буква английского слова size (размер), G – go (движение), а R – rotation (вращение).

Если изменения необходимо выполнить только по одной оси, то следом после клавиши S или др. следует нажать X или Y или Z, в зависимости от того, по какой оси требуется изменить объект.

Кроме того, существуют специальные кнопки в меню 3D окна, включающие соответствующие режимы изменения объекта (е).

е

После включения любой из этих трёх кнопок у выделенного объекта появляются маркеры. Для внесения изменений следует навести курсор мышь на маркер, зажать левую кнопку и перемешать мышь.

8. Сохранение и открытие файлов

Сохранение и открытие файлов в Blender не сильно отличается от этих действий в других программах. Однако окна здесь выглядят достаточно специфично. Главное, что следует запомнить: в Blender при закрытии программы не выводится диалоговое окно с предложением сохранить файл. Поэтому об этом следует позаботиться заранее, иначе можно безвозвратно утратить только что созданное произведение.

4.этап: Формирование умений и навыков. Вопросы

Какие задачи можно решать в программе Blender?

Для чего предназначены клавиши 2, 4, 6 и 8 NumPad'а?

Какая клавиша позволяет выделить всё или отменить выделение всего?

Работа на компьютере. Инструкционная карта

5 этап: Домашнее задание: мини проект.