X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

3Dтехнологии давно обрели свою популярность во многих сферах цифровых технологий: в спецэффекты в фильмах, анимация в мультипликации, графика в видеоиграх. Моделирование в трех измерениях позволило создавать объемные, цифровые репликации существующих, а также не существующих объектов и субъектов. Восприятие и манипуляция моделью в трехмерном пространстве сильно упрощает процесс ее понимания, что делает их крайне эффективными в сфере образования.

В настоящее время образовательный вектор непосредственно связан с техническими инновациями, шагнувшими буквально за десяток лет далеко вперёд. Образование не может игнорировать развивающиеся цифровые технологии, которые прочно входят в нашу повседневную жизнь.

Сложные понятия легче усваиваются, если их разбить на изображения. Из результатов исследования стало понятно, что анимированные трёхмерные модели могли бы стать самым удобным способом подачи информации в форме, пригодной для обучения и восприятия.

По мнению педагогов, наглядность 3D позволяет ученикам вникнуть в принцип действия. Увидев нечто целиком, они лучше понимают назначение каждой части. Сложные понятия легче усваиваются, если их разбить на изображения. Из результатов исследования стало понятно, что анимированные трёхмерные модели могли бы стать самым удобным способом подачи информации в форме, пригодной для обучения и восприятия, благодаря чему можно было бы представлять огромные массивы сложной и абстрактной информации в лёгкой понятной форме [1].

Для студентов разработана наглядная модель схемы перемигивающихся светодиодов на основе микросхемы 555 серии, собранной на беспаечной макетной плате.

Рисунок 1 – Схема с перемигивающимися светодиодами с чипом-таймером 555 серии.

На рынке программного обеспечения на выбор имеются немало платных и бесплатных вариантов редактора 3D моделей из них наиболее проверенные и популярные: 3dsMax, ZBrush, AutoCAD, Blender [2]. Мы выбрали Blender как не проприетарное программное обеспечение, обладающее большими возможностями. Начали создавать сцену с такой простой детали как девяти вольтовой батарейки «кроны».

Рисунок 2 – 3Dмодель и текстура

Получив подогнанную к модели текстуру, можно изменить ее параметры, например, придать нужный RGBоттенок, если таковой показался нужным в сцене.

Далее можно отредактировать материал модели, назначить ей свойства, взаимодействующие с остальными объектами в сцене: свечение, блеск, зеркальность, прозрачность и т.п.

Для самой платы можно использовать текстуру, полученную из фотографии высокого разрешения. Получив таковое изображение, подгоняем ее под развертку прямоугольного примитива в растровом редакторе. Добавляем присущие плате продольные выемки, и получаем готовую модель платы.

Чтобы сделать отверстия в модели платы, создадим цилиндрическую модель нужных нам пропорций, и разметим их во всех местах, где должны быть отверстия. Эта быстро достигается копированием и вставкой групп объекта [3].

Рисунок 3–готовая модель беспаячной платы и текстура

Потом создали микросхему:

Рисунок 4 – Готовая модель микросхемы.

Создание модели светодиода было более сложно.

Рисунок 5 – Готовая модель светодиода.

Рисунок 6 – модель светящегося светодиода в рендере.

Для создания модели конденсатора потребуется цилиндрический примитив. Разделив боковые площади на несколько полигонов, придаем им необходимую форму.

Рисунок 7 - модель конденсатора и его текстура.

Модель резистора создается по аналогии создания всех других моделей.

Рисунок 8 – сужение растянутой середины сферы.

Расположив все созданные модели в соответствии со схемой получаем соответствующую композицию.

Рисунок 9 – имеющиеся модели нужных объектов.

На последнем этапе соединили все проводниками.

Рисунок 10 – модель проводника, вид сетки.

Осталось только «бросить» проводники на контакты батареи. Для этого соответственно растягиваем получившуюся модель проводника, вращая кольца вершин чтобы добиться нужного результата.

Установим камеру в нужное положение и совершим рендер всей композиции.

Рисунок 11 – готовая учебная 3Dмодель

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

3D как педагогическая технология будущего https://prosvpress.livejournal.com/56953.html

Руководство по Blender [Электронный ресурс] URL: https://docs.blender.org/manual/ru/dev/

Прахов А. А. «Blender: 3D-моделирование и анимация» -Петербург: БХВ, 2009. - 272 с.

Код для цитирования: Скопировать