Использование 3D графики на уроках информатики

Управление образования администрации Баргузинского района

 671610, Бурятия, п. Баргузин, ул. Ленина , 18.

Муниципальное образовательное учреждение  

«Усть-Баргузинская средняя общеобразовательная школа им. Шелковникова К.М.»

671623 Республика Бурятия, Баргузинский район, п.Усть-Баргузин, ул.Оцимика,24

Тел./факс (301 31) 91331, тел. (301 31) 91333 E-mail: noo_school@mail.ru

НПК «Шаг в будущее»

Исследовательский проект

 «Использование 3D графики при решении задач по математике»

Проект выполнили:

Руководитель проекта: Бекетова Галина Петровна

 учитель информатики

Учащиеся: Серебренников Андрей ученик 11 «а» класса

Гилаш Илья  ученик 11 «б» класса

Усть – Баргузин

2012 г.

Содержание:

1. Введение
2. Основное содержание

• Понятие моделирования
• Использование  моделирования
• Знакомство с 3D редакторами:
• Autodesk 3ds Max ,
• 3D Crafter

     3.Заключение

     4.Литература

 Используемые интернет ресурсы и программы

1. Введение

Я учусь в 11 классе.  В этом году мне предстоит сдавать экзамены. В заданиях в  ЕГЭ по математике, и физики,  есть задачи, при решении которых необходимо пространственное мышление. Не всегда удается представить  геометрическую фигуру в трёхмерном измерении, а ещё и при  пересечении фигуры разными плоскостями. Поэтому, я решил попробовать использовать компьютерные программы, которые позволяют моделировать в 3D графике, для того чтобы лучше представить наглядную картину, тем самым более успешно решать задания из ЕГЭ.

 С учётом этого была выбрана тема исследовательского проекта  «Использование 3D графики при решении задач по математике»

Объект исследования  Задачи по геометрии из ЕГЭ

Предмет исследования. Компьютерное моделирование. Программы 3D графики позволяющие моделировать объекты в трёхмерном пространстве.

 Гипотеза Можно ли  использовать компьютерные программы по созданию компьютерного моделирования в 3D графике, для обеспечения наглядности при эффективном  решении задач по геометрии в трёхмерном пространстве.

Можно ли эффективно решать задачи из ЕГЭ по геометрии, используя программное обеспечение для моделирования геометрических фигур в планиметрии

Целью проекта является

• Выявление программ по моделированию
• Исследование механизма работы программ по созданию 3D графики
• Создание компьютерных моделей

Для достижения цели исследования и обоснования гипотезы необходимо решить ряд задач:

• Найти  необходимые сведения о понятии «Компьютерное моделирование» и применение объёмного  изображения в разных областях науки и жизни.
• Изучить  компьютерные программы, позволяющие создавать объёмные изображения.
• Сравнить возможности программного обеспечения по моделированию при использование компьютерной 3D графики в моделировании геометрических фигур.
• Научиться создавать геометрические модели, для наглядности при решении заданий из ЕГЭ

Методы и способы исследования 

Поиск, анализ и синтез различного программного обеспечения по созданию 3D графики.

Систематизация и обобщение материала исследования

Практическая значимость проекта заключается  в расширении возможностей школьников,  использовать компьютеры,  для обеспечения наглядности при решения задач  по стереометрии, а также при прохождении программного материала по планиметрии. Данный материал можно будет использовать и на других предметах, когда необходимо моделировать объёмные объекты. Например химии( модели атомов), физики, черчении и т.д.

2. Основное содержание

Понятие моделирования Стремительное развитие технологий в последнее десятилетие привело к такому же быстрому росту в области компьютерной техники и программного обеспечения. Еще совсем недавно незначительный по сегодняшним меркам эпизод из фильма, созданный при помощи спецэффектов, вызывал бурю восторга и обсуждений. Сегодня спецэффектами в кино и на телевидении никого не удивишь. Они стали обыденным явлением благодаря массовому распространению программ создания компьютерной графики и, в частности, трехмерного моделирования.

Использование  моделирования Трехмерная графика уже настолько прочно вошла в нашу жизнь, что мы, сталкиваясь с ней, порой даже не замечаем ее. Разглядывая интерьер комнаты на огромном рекламном щите, наблюдая, как взрывается самолет в остросюжетном боевике, многие не догадываются, что перед ними не реальные съемки, а результат работы мастера трехмерной графики. Область применения трехмерной графики необычайно широка: от рекламы и киноиндустрии до дизайна интерьера и производства компьютерных игр.  При создании рекламы трехмерная графика помогает представить продвигаемый товар в наиболее выгодном свете, например, с ее помощью можно создать иллюзию идеально белых рубашек, кристально чистой минеральной воды, аппетитно разломленного шоколадного батончика, и многое другое. В реальной жизни рекламируемый объект может иметь какие-нибудь недостатки, которые легко скрыть, используя в рекламе трехмерных "двойников.

Чтобы получить полное представление об определенном объекте, необходимо осмотреть его со всех сторон, с разных точек, при различном освещении. Трехмерная графика позволяет создать демонстрационный ролик, в котором будет запечатлена виртуальная прогулка по этажам будущего коттеджа, который только начинает строиться. Что же касается киноиндустрии, то в этой отрасли компьютерная графика сегодня незаменима.

Знакомство с 3D редакторами Программы трехмерной графики - самые интересные по своим возможностям и сложные по освоению приложения. Одно из лидирующих мест среди таких программ занимают 3d Max, 3d Crafter. В силу своих уникальных возможностей и доступности в освоении эти программы сегодня имеет наибольшее количество поклонников, как среди любителей, так и среди профессионалов. Пожалуй, осталось очень мало сфер деятельности человека, связанных с трехмерной графикой, в которых не используется 3d редакторы. Их активно применяют для создания игр и фильмов, в архитектуре и строительстве, в медицине и физике, а также во многих других областях.

Autodesk 3ds Max (ранее 3D Studio MAX) — полнофункциональная профессиональная программная система для создания и редактирования трёхмерной графики и анимации.Содержит самые современные средства для художников и специалистов в области мультимедиа. Работает в операционных системах MicrosoftWindows и Windows NT (как в 32‑битных, такив 64‑битных).Разработанна компанией Autodesk. Autodesk-компания, крупнейший в мире поставщик программного обеспечения  для промышленного и гражданского строительства, машиностроения, рынка средств информации и развлечений.Содержит самые современные средства для художников и специалистов в области мультимедиа.

Программный продукт 3ds Max уже успел завоевать признательность пользователей из разных стран мира как один из лучших продуктов для создания 3d-изображений. Программа 3ds Max популярна не только у пользователей, пробующих свои возможности в сфере веб-дизайна, но и у опытных дизайнеров. Работать в 3ds Max означает получить неограниченные возможности в создании трехмерных изображений, объемных графических картинок, а также анимации и визуализации картинок.

3D Crafter располагает обширными средствами для создания разнообразных по форме и сложности трёхмерных компьютерных моделей, реальных или фантастических объектов окружающего мира, с использованием разнообразных техник и механизмов, включающих следующие:

• полигональное моделирование, в которое входят Editablemesh (редактируемая поверхность) и Editablepoly (редактируемый полигон) — это самый распространённый метод моделирования, используется для создания сложных моделей и низкополигональных моделей для игр.

Как правило, моделирование сложных объектов с  последующим преобразованием в Editablepoly начинается с построения параметрического объекта «Box», и поэтому способ моделирования общепринято называется «Boxmodeling»;

• моделирование на основе неоднородных рациональных B-сплайнов (NURBS) (следует отметить, что NURBS-моделирование в 3ds Crafter настолько примитивное что никто этим методом практически не пользуется);
• моделирование на основе т. н. «сеток кусков» или поверхностей Безье (Editablepatch) — подходит для моделирования тел вращения;
• моделирование с использованием встроенных библиотек стандартных параметрических объектов (примитивов) и модификаторов.

3. Заключение

 Я изучил понятия 3D моделирования, разобрался с программным обеспечением  Autodesk 3ds Max,  3D Crafteк, научился создавать модели геометрических фигур в трехмерном пространстве на компьютерах, что позволяет мне решать геометрические задачи из ЕГЭ.

    Выдвинутая моя гипотеза подтвердилась, можно решать геометрические задачи, используя в качестве наглядного пособия программы по моделированию, которые помогают представить фигуры в пространстве.

В процессе выступления я продемонстрирую разные геометрические модели в программе Autodesk 3ds Max, которая является более подходящей и профессиональной для моделирования.

4.Литература

Используемые интернет ресурсы и программы:

www.cdt-s.com

ru.wikipedia

3dgraphics.ru