Изучение среды Sculptris Alpha обучающимися основной школы

Исследовательский проект по теме: «Изучение среды Sculptris Alpha обучающимися основной школы». Выполнил учитель информатики МБОУ лицея № 21 города Кузнецка Кузнецов Алексей Александрович Введение Сегодня   наука   и   технология   развиваются   столь   стремительно,   что образование   зачастую   не   успевает   за   ними.   Например,   для   того,   чтобы осваивать 3D программы, надо серьёзно заниматься моделированием, начиная с   начальной   школы.   Ведущие   вузы   и   фирмы,   работающие   в   области информационных технологий, такие как   МГУ, МФТИ, МИФИ,  Intel  и др.  стараются привлечь школьников к разработке 3D моделей, причём с всё более раннего   возраста.   Для   этого   проводятся   конкурсы,   викторины   и   другие мероприятия. Уже   в   младшем   школьном   возрасте   интересы   многих   ребят претерпевают   существенные   изменения,   и   большинство   из   них   сильно удаляются от учебной деятельности вообще и от творчества – в частности. Это   можно   объяснить   разными   причинами   (что   и   делают   психологи   и педагоги),   но   одной   из   наиболее   серьёзных   таких   причин,   несомненно, является неуспешность наших детей в учебной деятельности или боязнь такой неуспешности. В такой ситуации одной из важнейших задач педагогов следует считать   создание   комфортной   учебно­воспитательной   среды,   в   которой возможна наиболее полная самореализация ребёнка. Другой   причиной   снижения   интереса   учеников   можно   назвать сложность в программном обеспечении, а также очень небольшое количество часов, предусмотренное на изучение данного предмета. Более того, стандарты второго поколения вообще не включают изучение программного обеспечения нового   поколения,   заменяя   «Информационными   технологиями»,   которые позволяют   поверхностно   изучать   программы.   Основной   акцент предполагается   сделать   на   приобретении   учениками   информационной грамотности,   подразумевающей   общие   навыки   обработки   информации различных   видов.   Поэтому   наиболее   остро   стоит   проблема   изучения возможных подходов к организации проектной внеучебной образовательной деятельности   по   информатике.   Опыт   таких   видных   педагогов   как   М.П. Лапчик, И.Г. Семакин, Е.К. Хеннер свидетельствует, что такая деятельность позволяет,   с   одной   стороны,   организовать   среду   для   самореализации   и самоутверждения учеников, и, с другой стороны, сформировать у них тягу к творчеству и знаниям и дать подходящие средства её реализации. Решение выше указанной проблемы может базироваться на использовании в обучении информатике среды Sculptris Alpha. Sculptris Alpha – это инструмент 3D лепки. Программа предоставляется совершенно бесплатно для alpha ­ тестирования. Программа очень проста в использовании,   обладает   очень   "жизнерадостной"   панелью   инструментов. Имеются опции экспорта и импорта объектов в формат obj.  Входной формат obj   содержит   полигональную   информацию.   Геометрическое   преобразование будет   несложным   и   не   займет   много   времени,   таким   образом,   можно преобразовать из OBJ в STL для распечатки на 3D принтере. Целью  данной   работы   является   исследование   возможностей   среды Sculptris Alpha для изучения обучающимися основной школы». Задачи исследования: 1) познакомиться со средой Sculptris Alpha, с ее возможностями и характеристиками; 2) 3) уточнить особенности работы в среде Sculptris Alpha; провести   анализ   среды   Sculptris   Alpha,   учебных   пособий   и методической литературы; 4) 5) выявить специфику обучения в среде Sculptris Alpha; разработать   методические   рекомендации   по   преподаванию   «3D лепки в среде Sculptris Alpha»; 6) провести экспериментальную проверку разработанной методики. В первой главе «Теоретические основы проблемы преподавания темы «3D лепка в среде Sculptris Alpha»» рассмотрено: 1) 2) описание среды Sculptris Alpha; особенности работы в среде Sculptris Alpha; 3) анализ   изучения   темы   моделирования   в   учебниках   по информатике. Во второй главе «Разработка методики преподавания темы «3D лепка в среде Sculptris Alpha»» описывается специфика преподавания темы «3D лепка в среде Sculptris Alpha», в том числе: )1 )2 перечень вопросов, рассматриваемых при изучении темы; методические рекомендации по преподаванию темы; В третьей главе «Экспериментальная работа по применению методики преподавания   темы   «3D   лепка   в   среде   Sculptris   Alpha»»   описывается диагностика   умения   обучающихся   работать   в   среде   Sculptris   Alpha   и проводится   анализ   эффективности   разработанной   3D  модели.   Приводится пошаговая   инструкция   по   разработке   проекта,   который   стал   результатом изучения темы «3D лепка в среде Sculptris Alpha». 1. Теоретические основы проблемы преподавания темы «3D лепка в среде Sculptris Alpha». 1.1 Описание среды Sculptris Alpha Интерфейс программы спроектирован с основным упором на концепцию "лепки" 3d скульптуры. Если вам нравится лепить из пластилина или глины, то сейчас вы сможете это легко восполнить, но уже на цифровом уровне. Также эта программа подойдет и тем, у кого есть опыт работы с 3D графикой. С помощью этого инструмента можно легко преобразить любой объект как в абстрактную форму, так и создать вполне реалистичную и богатую деталями фигуру.   Рассмотрим, как устроена среда. После запуска программы экран имеет вид (см. рис.1). Рис. 1. Интерфейс программы Главная   область   (см.  рис. 2),  это  3D  сфера  (располагается   в  центре экрана), с ней и необходимо работать инструментами. Рис. 2. Сцена Чтобы   с   3D  сферой   что­нибудь   происходило,   необходимо воспользоваться   инструментами   из   меню,   для   этого   используются специальные кнопки (см. рис. 3). Рис. 3. Специальные кнопки Рис. 4. кисть горизонтальных бегунков При создании можно регулировать диаметр кисти и жёсткость кисти с помощью   горизонтальных   бегунков   (Рис.   4.),   где   можно   подобрать необходимую кисть для работы с 3 D моделью. При этом неправильные или ошибочные   действия   можно   откатить   назад   с   помощью   горячей   клавиши Ctrl+z.  Роль рук скульптора в Sculptris, как и во всех аналогичных программах, выполняют   виртуальные   кисти.   В   программе   можно   использовать   кисти   с различными профилями и разной силы. Левая кнопка мыши выдавливает, то есть, наращивает поверхность, правая – деформирует, создавая вдавленные области. Тип виртуальной кисти, которую выбирает художник для работы, можно   легко   определить   по   рисунку   на   кнопках   выбора   профиля   – изображения на значках показывают характер деформации поверхности при использовании   того   или   иного   инструмента.   Область,   на   которую воздействует виртуальная кисть, выделяется цветом на поверхности модели. Сам характер воздействия для каждой кисти можно настроить – установить жесткость, указать радиус. Параметрами кисти удобно управлять с помощью меню, которое появляется при нажатии пробела. С  помощью   кистей  (Рис. 5.)   можно   сглаживать   неровности,  сдвигать области, поворачивать участки модели, увеличивать их или делать их меньше. Управление   видом   в   окне   проекции   осуществляется   с   помощью манипулятора:   колесико   скроллинга   мыши   приближает   или   отдаляет редактируемый объект, а нажатая средняя кнопка дает возможность вращать трехмерную модель. Рис. 5. Управление кистью Рис. 6. Симметричный режим     Рис. 7. Асимметричный режим Моделирование  может выполняться  как в симметричном  режиме (по умолчанию Рис. 6.), так и в асимметричном (Рис. 7). В первом случае через центр   модели   проходит   условная   плоскость   симметрии,   относительно которой   редактирование   выполняется   симметрично   расположенными кистями.   Кнопка   symmetry   включает/выключает   режим   симметрии,   grab позволяет мгновенно вытянуть модель. По умолчанию программа Sculptris устанавливается в папку C:\Program Files\Pixologic\Sculptris   Alpha   6,   в   ней   вы   найдёте   файл Sculptris_Alpha6_Documentation.pdf,   в   котором   описаны   все   возможные назначения клавиш. Подсказки: *Alt + левая кнопка мыши ­ двигать фигуру в пространстве; *зажатая левая кнопка мыши ­ поворот модели; *колесо мыши ­ приблизить/удалить; *Ctrl + Z ­ отмена последнего действия. В памяти хранится 11 шагов истории; ­ меню кисти. *Space   зажатая открытие небольшого для   быстрой настройки Инструменты программы и их задачи Как обычно у всех бесплатных программ описание минимальное: просто создайте   папку   в   любом   разделе   жесткого   диска   (или   на   флэшке)   и распакуйте в нее архив. Запуск ­ Sculptris.exe. Инструменты и их воздействие:  ­ Crease ­ вытаскивание складки или складок. Обратные ­ наоборот  ­ Rotate ­ поворот кисти региона. Нажмите и потяните за пределами круга.  ­ Scale ­ шкала области (размера) кисти по горизонтали и по вертикали.  ­   Draw   ­   сглаживающие   функции   на   поверхности.   Обратные   станут снижать и до дыр.  ­   Flatten   ­   слаживает   поверхности   к   локальной   плоскости.   Обратные будет деформировать и усиливать детали.  ­ Grab ­ свободный переход региона в плоскости изображения. Обратной функции нет.  ­ Inflate ­ расширение по направлению к поверхности. Обратные будет уменьшать ­   Pinch  ­  "Хлопок"   по   поверхности   в   направлении   курсора,   сжимает складки и углы. Обратные будут делать обратное.  ­   Smooth   ­   функции   "смягчения",   чтобы   сделать   область   плавнее   и круглее. Нет обратного действия.  ­ Reduce brush ­ Удалить / уменьшить плотность. Тонкие функции программы 1.   У   всех   инструментов   есть   настройки   Airbrush   и   Lazy.   Даже   если сравнить работу инструмента с ними и без них, можно самому не понять в чем разница. Объясняю. Включенная   настройка   Airbrush   означает,   что   инструмент   будет работать, даже если вы не двигаете мышкой, а зажали на одном месте. В этом случае   инструмент   Draw   будет   продолжать   тянуть   на   вас   из   фигуры щупальца, Crease  будет  продолжать   вдавливать  конусообразную  впадину  и т.д.   При   выключенном   Airbrush   остановка   мыши   означает   остановку инструмента. Включенная   настройка   Lazy   создает   инструменту   инерцию   работы, делая выдаваемые им рельефы плавными, лишенными зазубрин. Особенно это заметно на инструменте Crease. Правда это слегка понижает скорость работы, но определенно того стоит. Я рекомендую включить обе эти настройки. Ирония необработанности Скульптриса   заключается   в   том,   что   показаны   эти   настройки   на   всех инструментах, но для некоторых они не действуют в виду отсутствия смысла, например, у вращения или скейла просто нечего делать плавным. Действуют они только у рисующих инструментов. 2. У инструмента Rotate есть кнопка Mirror. Она отражает модель сзади наперед,   когда   вы   смотрите   на   нее   сбоку.   А   также   при   выключенной симметрии отражает ее слева направо, когда смотрите на модель спереди. Сверху вниз не отражает. 3.   Можно   включить   предустановленную   кисть,   чтобы   рисовать   не простым выпячиванием, а, например, чешуей или четырьмя бороздками как от вилки. Функция опять же показана на всех инструментах, но действительна только на Draw. Нужно выбрать форму кисти, включить ее кнопкой Enable и желательно   зажать   настройку   Directional,   чтобы   форма   поворачивалась   в направлении работы. Кисть можно выбрать любую, можно создать самому, можно взять даже фотошоповскую. Так или иначе это должно быть пятно черное по краям и с неким бело­серым рисунком в центре. Если это будет не пятно, а квадрат текстуры, то и рисовать будет квадратами, а вам это не надо. 4.   Помните,   что   чрезвычайно   важно   пользоваться   инструментами, понижающими число полигонов. При работе с моделью их число все время возрастает   и   неизбежно   появляются   зоны   чрезмерной   сложности,   которые приводят   потом   к   вылетам   и невозможности   сохранить   модель. Возьмите   себе  за   привычку   прямо   во время работы периодически понижать сложность. Число полигонов в модели указано   в   левом   нижнем   углу программы. Держите его в диапазоне от 100 до 500 тыс. Программа нацелена в первую очередь на 3Д­художников и создателей трехмерных   моделей   биологических   персонажей,   и   представляет   собой простой   инструмент   для   высокопроизводительной   виртуальной   «лепки» эффектных цифровых скульптур. 1.2 Особенности работы в среде Sculptris Одно из негласных правил, которого должен придерживаться хороший программист   –   способность   создавать   максимум   возможностей   при минимальном размере программы. Sculptris полностью соответствует этому принципу. Размер программы составляет в архиве всего несколько мегабайт, но   при   этом   Sculptris   –   это   полноценный   трехмерный   редактор,   который содержит наиболее часто используемые инструменты трехмерной лепки. В   чем   же   сильные   стороны   Sculptris?   Прежде   всего,   это   простота   и доступность. Если, начав работу с ZBrush, начинающий художник должен в течение   длительного   времени   изучать особенности   интерфейса,   то   Sculptris понятен с первых шагов.  Управление   видом   в   окне проекции   осуществляется   с   помощью манипулятора:   колесико   скроллинга мыши   приближает   или   отдаляет   а   нажатая редактируемый   объект, средняя   кнопка   дает   возможность вращать трехмерную модель. Роль   рук   скульптора   в   Sculptris, как и во всех аналогичных программах, выполняют   виртуальные   кисти. программе   можно   использовать   кисти   с   различными   профилями   и   разной   В силы.   Левая   кнопка   мыши   выдавливает,   то   есть,   наращивает   поверхность, правая – деформирует, создавая вдавленные области. Тип виртуальной кисти, которую выбирает художник для работы, можно легко определить по рисунку на кнопках выбора профиля – изображения на значках показывают характер деформации   поверхности   при   использовании   того   или   иного   инструмента. Область, на которую воздействует виртуальная кисть, выделяется цветом на поверхности   модели.   Сам   характер   воздействия   для   каждой   кисти   можно настроить   –   установить жесткость,   указать   радиус. Параметрами   кисти   удобно управлять с помощью меню, которое   появляется   при нажатии пробела. С   помощью   кистей сглаживать   можно неровности, сдвигать области, поворачивать участки модели, увеличивать их или делать их меньше. Моделирование  может выполняться  как в симметричном  режиме (по умолчанию), так и в асимметричном. В первом случае через центр модели проходит   условная   плоскость   симметрии, редактирование выполняется симметрично расположенными кистями.   относительно   которой Поскольку программа изначально создавалась как альтернатива ZBrush, возможности Sculptris перекликаются с функциями редактора от Pixologic. Например,   Sculptris   поддерживает   импорт   файлов,   сохраненных   в «универсальном» формате OBJ, а также экспорт в этот формат. Программа   может   «на   лету» увеличивать   детализацию   модели, используя   поверхности   разбиения (subdivision).   Увеличивать   плотность используемых   в   модели   поверхностей можно   как   для   всего   объекта,   так   и выборочно,   указывая   области,   где сетку необходимо уплотнить     трехмерного   объекта.   В   углу   экрана программа отображает в режиме реального времени статистику количества используемых поверхностей. Отметим   также,   что   программа   имеет встроенную   защиту   от   сбоев   и   поддерживает работу с графическими планшетами. В   отличие   от   средств   моделирования, текстурирования   моделей, возможности   которые  предлагает  Sculptris,  весьма   скромны. Переключившись   в   режим   работы   Paint,   с   помощью   нескольких   кистей   в программе   можно   рисовать   текстурами   и   разным   цветом   по   поверхности редактируемых моделей. Кроме   того,   можно   создавать   рельеф   разного   типа   на   поверхности объекта и использовать маски для точного выделения областей поверхности трехмерного объекта. В Sculptris также присутствует небольшая библиотека материалов. Эти шейдеры скорее служат для визуального представления о том, как будет выглядеть трехмерный объект после окончательной доработки в основном 3D­редакторе. Трёхмерное моделирование Трёхмерная   графика —   раздел  компьютерной   графики,   посвящённый методам создания  изображений или  видео  путём моделирования  объёмных объектов в трёхмерном пространстве. 3D­моделирование   —   это   процесс   создания   трёхмерной   модели объекта.   Задача   3D­моделирования   —   разработать   визуальный   объёмный образ   желаемого   объекта.   При   этом   модель   может   как   соответствовать объектам из реального мира (автомобили,  здания,  ураган, астероид), так и быть полностью абстрактной (проекция четырёхмерного фрактала). Графическое   изображение   трёхмерных   объектов   отличается   тем,   что включает построение геометрической проекции трёхмерной модели сцены на плоскость  (например,   экран компьютера)   с   помощью   специализированных программ. Однако с созданием и внедрением  3D­дисплеев  и  3D­принтеров трёхмерная   графика   не   обязательно   включает   в   себя   проецирование   на плоскость. Наиболее популярными пакетами сугубо для моделирования являются: Pixologic Zbrush; Autodesk Mudbox, Autodesk 3D max; Robert McNeel & Assoc. Rhinoceros 3D; Trimble SketchUp. Blender Компас (САПР) Для создания трёхмерной модели человека или существа может быть использована как прообраз (в большинстве случаев) Скульптура. 1.3 Анализ учебников по информатике. В   обязательном   минимуме   содержания   образования   по   информатике присутствует   линия   «Моделирование   и   формализация».   Содержание   этой линии определено следующим перечнем понятий: моделирование как метод познания, формализация, материальные и информационные модели, основные типы   информационных   моделей.   Линия   моделирования,   наряду   с   линией информации и информационных процессов, является теоретической основой базового курса информатики. Содержательная   линия   формализации   и   моделирования   выполняет   в базовом курсе информатики важнейшую педагогическую задачу – развитие системного   мышления   учащихся,   так   как   работа   с   огромными   объемами информации   невозможна   без   навыков   ее   систематизации.   Умение систематизировать   данные   –   главнейший   компонент   компьютерной грамотности   учащихся.   Не   случайно,   в   процессе   развития   школьной информатики следует отметить значительное увеличение веса данной линии в общем содержании курса. Понятие модели – центральное понятие курса информатики, которое как красная нить должно проходить по всему содержанию курса, поскольку формализация   и   моделирование   являются   базовыми   компонентами   при изучении всех разделов информатики. Правильный   подход   к   преподаванию   линии   «Моделирование   и формализация» позволит оказать существенное влияние на общее развитие и формирование   мировоззрения   учащихся,   а   также   решить   многие   задачи   в полном их объеме. Уроки,   ориентированные   на   моделирование,   должны   выполнять развивающую,   общеобразовательную   функцию,   поскольку   при   их   изучении учащиеся   продолжают   знакомство   еще   с   одним   методом   познания окружающей действительности – методом компьютерного моделирования.  Я   думаю,   что   основной   целью   учителя   при   изучении   данной   темы является умение показать, что использование компьютера для решения задач основывается   на   глубоком   понимании   смысла   звеньев   основной технологической  цепочки  (объект  – информационная модель – алгоритм – программа – результат – объект) и отношений между ними. При этом ключом к   умению   правильно   и   эффективно   использовать   компьютер   является понимание метода информационного моделирования. Основным результатом изучения   данной   темы,   считаю,   формирование   системно­информационной картины мира через освоение основных понятий моделирования. Содержательная   линия   «Моделирование   и   формализация»   –   самая новая   в   курсе   информатики,   поэтому   выделение   в   ее   рамках   основных понятий и разработка методики преподавания еще не завершены. Место,   которое   занимает   тема   информационного   моделирования   и информационной   модели,   в   учебнике   Макаровой   Н.В.   7­9   кл.   отличается объемностью   и   доступностью   теоретического   материала,   который   легко воспринимается и запоминается обучающимися. Обилие примеров, рисунков, схем, таблиц в учебнике и простота изложения материала способствует более легкому усвоению даже очень сложных для учеников тем. Также к учебнику прилагается   задачник   по   моделированию,   в   котором   сформулированы понятия   моделирования   в   разных   программных   средах   (графический редактор, текстовый процессор, электронные таблицы, БД). В этих учебных пособиях   полностью   отображается   образовательный   минимум   содержания образования   линии  «Моделирование   и   формализация».   В   данном   учебнике изучение моделирования основано по принципу «от простого к сложному» ­ с представления об объектах. Для того чтобы перейти к моделям, нужно четко представлять   себе   что   такое   сам   объект,   его   свойства   и   характеристики. Когда учащийся отчетливо видит объект, ему не составляет особого труда разобраться в модели, и форме ее представления. Анализ   учебников   и   учебных   пособий   показал   то,   что   обучение программированию должно тесно идти с развитием творческого потенциала учащихся. Одним из способов организации учебной деятельности учащихся является   метод   проектов,   где   подходящим   инструментом   для   реализации является среда Sculptris. 2. Методика преподавания темы «3D лепка в среде Sculptris Alpha» 2.1 Специфика обучения в среде Sculptris Создание   3D   скульптуры   в   Sculptris   является   легким   в   освоении программным   продуктом   для   цифрового   скульптинга,   позволяющим   вам лепить свои 3D модели, будто вы работаете с глиной. Окно настроек, которое открывается   по   щелчку   Левой   Кнопки   Мыши   (ЛКМ)   по   кнопке   Options, расположенной в центре экрана, в верхней его части, содержит необходимый минимум   для   создания   вашей   модели   и   ее   визуализации.   Отличным дополнением является поддержка чувствительности к нажатию, в частности цифрового   пера,   что   не   может   не   порадовать   владельцев   цифровых планшетов, таких, как Wacom, к примеру. На рисунке показано окно настроек Sculptris. Sculptris   позволяет   как   создать   произведение   искусства   с   нуля   из обычной   сферы   (или   нескольких   сфер)   и   плоскости   (или   нескольких плоскостей)   или   их   комбинаций,   так   и   добавлять   детали   к   вашей импортированной 3D­модели. На   рисунке   продемонстрирована   базовая   плоскость,   созданная   в Sculptris. На рисунке продемонстрирована базовая сфера, созданная в Sculptris. На   рисунке   продемонстрирована   созданная   в   Sculptris   базовая плоскость и две базовые сферы. На   рисунке   показан   процесс   добавление   новых   объектов   на   сцене   с сохранением уже существующих.  Помимо   добавления   примитивов   на   сцену,   Sculptris   поддерживает импортирование   ваших   моделей,   предварительно   сохраненных   в   формате Wavefront Technologies с расширением obj. Как и при добавлении примитивов, позиция импортируемых моделей также визуализируются решеткой сферы. Sculptris   позволяет   редактировать как   один   объект,   так   и   использовать кисти   сразу   на   нескольких   объектах, пропорционально   изменяя   геометрию выбранных   объектов.   Подсказка   по основному   функционалу   Sculptris’а доступна по нажатию клавиши F1. Функционала Sculptris достаточно для создания своего  персонажа, а  также ландшафта (landscape, terrain). На рисунке представлен ландшафт, созданный в Sculptris. Режим   рисования.   Здесь   все   не   сложнее   цифрового   скульптинга   в Sculptris’е. Кнопка Pain Color отвечает за нанесение кистью выбранного цвета на   поверхность   вашей   3D­модели.   Вы   можете   выбрать   два   одновременно активных  цвета  для  раскрашивания 3D­модели (две  окружности справа  от Текстуры/Texture).   Окрашивание   основным   цветом   (указанном   в   верхнем кружке)   производится   путем   нажатия,   удерживания   и   перемещения   Левой Кнопки Мыши. Если же при этом вы будете удерживать клавишу Alt, то вы сможете   окрашивать   модель   вторым   предустановленным   вами   цветом (нижний кружок). Вы можете использовать круглую кисть по умолчанию, либо загрузить кисть, например, с сайта Pixologic в разделе библиотеки кистей альфа (Alpha library)  Также   вы   можете   назначить   текстуру,   рисунком   которой   вы   будете рисовать на поверхности вашей модели. Вы можете использовать любую свою текстуру, либо одну из представленных на сайте в разделе текстур. Не   забудьте   включить   применение   кисти   и   текстур   (флаг   под изображением кисти и текстуры – “Enable”, отдельно для кисти, отдельно для текстуры). Как только вы включите использование кисти и/или текстуры, то для   них   появятся   дополнительные   параметры:   Invert   (инвертирующий значения для белого с черным, делая их либо выпуклыми, либо вдавленными) и   Directional   (позволяющий   задать   направление   текстуре   либо   выбрать случайно изменяющееся направление – Random). Как и в режиме скульптинга, по   нажатию   Пробела   открывается   свое   мини­меню,   в   котором   вы   можете задать параметры кисти и выбрать работу с маской. Сразу   под   кнопкой   рисования   находится   кнопка   заливки   3D­модели основным цветом по маске. Если маска отключена (Enable mask под кнопками сохранения/загрузки файла) либо модель не имеет маски, то основным цветом залита будет вся модель. Повторное применение инструмента сделает заливку модели более яркой. Редактировать маску, включать и отключать ее, а также включать   и   отключать   ее   видимость   на   3D­модели   вы   сможете,   если поставите флаги рядом с соответствующими пунктами, расположенными под кнопками сохранения и загрузки 3D­модели. В   отличие   от   масок   в   режиме   скульптинга,   в   режиме   рисования окрашивается   лишь   то,   что   помечено   маской.   В   режиме   раскрашивания “краска” воздействует лишь на закрашенные рисунком маски (светло­серый цвет) участки 3D­модели. Так, незакрашенная маской (незаМаскированная) область   модели   останется   нетронутой   (не   будут   покрыты   узором/цветом). Маски для карты нормалей работают также, как и для раскрашивания модели. На   рисунке   показана   простенько   раскрашенная   голова   человека­ насекомого. 2.2 Методические рекомендации На основе анализа учебников и возможностей программы можно сделать вывод, что обучение программированию в среде Sculptris должно проходить поэтапно: от простого к сложному.  Для создания 3D­модели в Sculptris’е я вижу несколько способов. Первый способ  – это создать низко полигональную модель и затем в режиме   раскрашивания   модели   придать   ей   детализацию   посредством рисования карты нормалей все той же кистью, как в  NDO Painter из набора Quixel SUITE.  Вторым   путем  создания   3D­модели   в   Sculptris’е   является   создание высокополигональной (high­poly) 3D­модели с последующим запеканием с нее карты нормалей на низкополигональную (low­poly) 3D­модель в любом 3D­ редакторе, например, Blender’е, 3ds Max и т.д. а рисунке показана 3D­модель раскрашенная в Sculptris’е.  Вы   также   можете   выбрать   материал   для   своей   3D­модели,   коих   в Sculptris’е насчитывается 15 штук, включая материалы хрома, стали, золота, человеческой кожи и т.д. На рисунке ниже показана библиотека материалов в Sculptris. Еще   одни   способ  создания   3D­моделей   в   Sculptris’е     ­   это импортировать в Sculptris свою лоуполи или хайполи модель и либо в режиме скульптинга, либо сразу в режиме раскрашивания/рисования начать изменять 3D­модель до требуемого результата. Конечно, вы можете импортировать в Sculptris   свою   высокополигональную   модель   (high  poly,   high­poly,   хайполи модель) для дальнейшего придания ей желанной формы. Четвертым   способом создания   3D­моделей   является   все   тот   же упомянутый выше способ комбинирования мешей, слепленных из примитивов, и импортированных в Sculptris мешей. Как   уже   было   сказано   выше,   при   импортировании   3D­моделей   в Sculptris   позиция,   в   которую   будет   добавлена   импортируемая   модель,  как показано   на   скриншоте   ниже,   обозначается   решеткой   сферы   (или   двумя сферами,   если   включен   режим   симметрии).   На   рисунке   показана   сцена   в режиме   импортирования   (или   добавления)   новой   3D­модели   в   режиме симметрии к существующей сфере­примитиву с ранее импортированной 3D­ моделью руки робота с включенной симметрией. Пояснительная записка Курс предназначен для обучения учащихся с 12 лет. Курс «3Д лепка в среде Sculptris Alpha» рассчитан на 2 года. На первом году обучения даются начальные знания по 3D моделированию на примере программных продуктов Sculptris. На втором году обучения учащиеся получают знания необходимые для   серьезного   моделирования   объектов, создания   освещения   и   спецэффектов,   а   также основы   трехмерной   анимационной   графики   на примере   программы   Blender   и   КОМПАС   3D (бесплатный аналог программы 3D Studio Max). Программные   продукты   Sculptris   также   распространяются   бесплатно.   На занятиях учащиеся знакомятся с оригинальными  приёмами моделирования. Узнают   технологии   создания   материалов   любой   сложности.   Знакомятся   с методами создания анимации.  Практические   работы   подобраны   таким   образом,   чтобы   ученик   не только воссоздавал предлагаемые трёхмерные объекты, материалы, эффекты, но и изучал профессиональные приёмы работы в программах  Основная   цель   курса  –   создать   представление   о   современном   3D­ моделирования и визуализации. Задачи:  Научить создавать трёхмерные объекты различной степени сложности.   Научить создавать сложные трёхмерные сцены.   Научить назначать объектам различные материалы.   Научить создавать сложные пользовательские материалы.  Научить накладывать текстуры на объекты со сложной поверхностью.  Научить методам создания анимации объектов.  Научить создавать простую и сложную анимацию. В результате изучения данного курса, обучающиеся будут знать:  Интерфейс программ 3D моделирования.  Понятие трехмерного объекта.  Виды и преобразование трёхмерных объектов и групп объектов.  Виды и преобразования.  Обучающиеся будут уметь:  Создавать трёхмерные объекты различной степени сложности.   Создавать сложные трёхмерные сцены.   Назначать объектам различные материалы.   Создавать сложные пользовательские материалы.  Накладывать текстуры на объекты со сложной поверхностью. ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОГРАММЫ Данный   курс  предлагает   знакомство   с  одними   из   самых   популярных   Методы   обучения   основаны   на пакетов   трехмерного   моделирования.   активном   вовлечении   учащихся   в   учебный   процесс   с   использованием качественных методических материалов. Программа   включает   разработки   по   созданию   трехмерных   объектов различной сложности, макетов жилых помещений, видео роликов, и многое другое. В дальнейшем это позволит учащимся самостоятельно разрабатывать макеты проектов, а также конструировать объекты в конфигурации жилых и нежилых помещений и многое другое. Способы контроля 1. Решение задач по текущей теме. 2. Разработка проекта. 3.   Экспериментальная   работа   по   применению   методики преподавания темы «3D лепка в среде Sculptris Alpha» 3.1 Общие вопросы экспериментальной работы Целью   проведенной   экспериментальной   работы   была   проверка методики преподавания темы «3D лепка в среде Sculptris» учащимся. Задачи экспериментальной работы: 1) реализация   разработанной   методики   преподавания   темы   «среда Sculptris»; разработка проекта учащимися; оценка эффективности предложенной методики. 2) 3) Реализация   поставленных   задач   происходила   в   МБОУ   лицее   №   21 города Кузнецка. Экспериментальная методика была разработана и проверена применительно к учащимся 7­9 классов.  Целью курса являлось создание проекта, который бы охарактеризовал полученные   компетенции   учащихся.   Учащиеся   выбрали   проект   «Кольцо». Результаты   показали   то,   что   многие   школьники   освоили   программу   и свободно могут создать несложный проект.  Таблица. Результаты диагностики умения школьников моделировать в среде Sculptris. Уровень   умения   школьников Количество испытуемых работать среде Sculptris Высокий Средний Низкий 3 человек 10 человека 5 человек По данным, приведенным  в таблице видно, что 13 учащихся хорошо справились с поставленными целями, из них 3 на высоком уровне овладели программой.   Это   говорит   о   том,   что   учащиеся   хорошо   расположены   к творческому стилю мышления. Из   вышесказанного   делается   вывод,  что   работу  над  одним   проектом нужно разделять между 3 группами учащихся. Поэтому моменты, которые посложнее, следует давать ребятам, которые лучше справляются. Учащимся, которые только начинают работу по моделированию, необходимо все время помогать   и   следить   за   ходом   выполнения   работы.   Это   позволяет   всем учащимся принимать участие в разработке проекта, при этом проект будет выполнен   максимально   быстро   и   качественно.   Также   коллективная   работа позволяет   слабоуспевающим   учащимся   постепенно   избавляться   от   страха перед программой моделирования. Демонстрация проекта вызвала у учащихся восхищение своим трудом, что   стало   очень   сильной   мотивацией   к   продолжению   работы   в   среде программирования Sculptris. 3.2 Проект «Кольцо»» Цель  проекта:   учащиеся   должны   визуализировать   «Кольцо»   в   среде программирования Sculptris Реализация   проекта:   создание   кольца,   последующая   печать   на   3D принтере. 1) Если вы попытаетесь просверлить модель насквозь, то ничего не выйдет, поскольку   это   не   реал.   Отверстие   продолжит   углубляться   сквозь противоположную   поверхность.   В   крупных   программах   для   создания сквозных дыр существует специальный инструмент, но его нет в Sculptris. Однако   с   хитростью   кое­что   сделать   можно.   С   готовой   моделью   к сожалению, не выйдет, а вот заготовку с дырой сделать можно. Начинаете новый   проект   со   сферы,   включаете   асимметрию,   изгибаете   фигуру   вправо полумесяцем,   включаете   назад   симметрию.   Получаете   бублик,   с   которым можно творить дальше. В моей модели – кольцо. 2) Редактирование модели, путем выравнивания кольца со всех сторон, придания нужной формы, хотя идеально ровное кольцо сделать сложно. 3) После относительного сглаживания кольца, долгого выравнивания со всех сторон, получаем модель кольца, изменив его текстуру, например, в серебро, и подровняв на новом материале. 4) Нанесение узора или надписи на кольцо, удобнее это будет сделать на более простой текстуре, например первоначальной 5) Переход на другую текстуру, например на серебро или золото, в данном случае покраски кольца не требуется, так как сам материал придает кольцу красивый вид.  6) Но для реализации модели, для её печати, нужно изменить формат файла в Stl. Заключение. Sculptris отлично подойдет для тех, кто делает первые шаги в цифровом скульптинге и желает достичь успехов в 3Д моделировании. Также  Sculptris способен   значительно   облегчить   жизнь   начинающим   3D   художникам, решившим   попробовать   свои   силы   в   этом   увлекательном   виде   цифрового искусства. Экспериментальная проверка разработанной   методики   прошла   в   МБОУ   лицее № 21 города Кузнецка и показала свою эффективность, что позволяет рекомендовать методику   к   использованию   учителями информатики, работающими в школе.а Список литературы 1) http://3domen.com/index.php?newsid=5638 2) http://www.anyaplanet.net/grafics/Sculptris.html 3) http://soft.mydiv.net/win/download­Sculptris.html 4) https://3dnews.ru/600032 5) https://vk.com/topic­18320487_31951777 6) http://rainbowsky.ru/graphics/sculptris/ 7) https://ru.wikipedia.org/wiki/Трёхмерная_графика 8) http://www.3dbuffer.com/articles/obzor­programmyi­tsifrovogo­skulptinga­ tsifrovoy­skulpturyi­sculptris/#.Wi0cQyuWQnQ 9) http://tutux.ru/opinion.php?id=55685 10) https://vk.com/wall­13996250_173384 11) https://3dnetprint.com/blog/stl­file­what­is­it 12) http://3dtoday.ru/blogs/arelav/the­edited­stl­file/