3D-МОДЕЛИРОВАНИЕ В ОБРАЗОВАНИИ: ОСОБЕННОСТИ, ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Статья опубликована в рамках: Международной научно-практической интернет-конференции «Актуальные проблемы методики обучения информатике и математике в современной школе» (Россия, г.Москва, МПГУ, 22 — 26 апреля 2019г.)

3D-МОДЕЛИРОВАНИЕ В ОБРАЗОВАНИИ: ОСОБЕННОСТИ, ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Гинзбург Виктория Александровна,
магистрант,
Северный Арктический Федеральный
Университет имени М. В. Ломоносова

Аннотация: в статье рассмотрено применение технологии трёхмерного моделировании в образовании, а также сделан обзор нескольких программ для трёхмерного моделирования.

Ключевые слова: моделирование, трёхмерное моделирование, образование, программное обеспечение для трёхмерного моделирования, программы для трёхмерного моделирования.

Подготовка творческих, высококвалифицированных, компетентных, востребованных специалистов, ориентирующихся в быстро изменяющихся условиях, способных применять современные информационные технологии – одна из главных задач образовательной системы. Умение моделировать согласно Федеральным государственным образовательным стандартам относится к общим учебным умениям [1].

Моделирование – процесс замены объекта исследования некоторой его моделью и проведение исследования на модели с целью получения необходимой информации об объекте. Впервые моделирование стало применяться в архитектурной и строительной деятельности и обозначало изображение схемы, чертежа или графика какого-либо предполагаемого объекта. Позже моделирование распространилось и в других науках как метод исследования процессов и явлений окружающей действительности. Моделирование помогает исследователю познать объект изучения, установить взаимосвязь с другими объектами и описать его в наиболее доступной форме [2]. Метод моделирования применяется, как метод учебного познания. Например, учащиеся моделируют различные физические явления, исторические события, физические и химические эксперименты и многое другое.

Широкое развитие и повсеместное внедрение информационных и коммуникационных технологий не могло не затронуть образовательную среду. Так одной из инновационных образовательных информационных технологий стало и 3D-моделирование. Применение трехмерного моделирования в образовании стимулирует у учащихся интерес к получению знаний, развивает пространственное мышление и воображение, повышает творческий потенциал личности. Следовательно, технология трёхмерного моделирования может применяться в совершенно различных образовательных предметных дисциплинах:

  • география – для 3D-моделирования и визуализации местности, атмосферных явлений, извержений вулканов, цунами и др.;
  • астрономия – для моделирования небесных тел и космических явлений;
  • химия – для моделирования химических экспериментов, для создания моделей молекул и атомов;
  • физика – для моделирования физических экспериментов и явлений;
  • геометрия – для визуализации геометрических объектов и решения задач, таких как пересечение линий и плоскостей;
  • информатика, где этой теме посвящен целый раздел «Моделирование иформализация» и др.

На рынке существует множество программ для 3D-моделирования, но наиболее простыми для освоения являются Sculptris, Lego Digital Designer, Sketch Up, Blender.

Sculptris – приложение для трёхмерного моделирования, в котором пользователь с помощью набора инструментов для вдавливания, вытягивания, сглаживания буквально «лепит, скульптурирует» 3D-модель. Простой, интуитивный интерфейс делает управление понятным даже для новичка. Минусами приложения является скудный инструментарий для визуализации и дизайна, отсутствие разнообразия компонентов для дополнительных функций [3].

Lego Digital Designer – бесплатное приложение, в котором трёхмерные модели создаются из деталей конструктора Lego. Результаты работы можно экспортировать в различных форматах и использовать в других трёхмерных редакторах. После создания модели программа автоматически генерирует схему сборки [4].

Sketch Up – компьютерная разработка спроектирована для выполнения трёхмерной графики, архитектуры интерьеров, объектов и чертежей в минимальные сроки. Плюсами является доступный легкоусвояемый интерфейс. В этой системе можно создавать и чертежи, и эскизы, и реалистичные визуализации. Особенностями программы являются: инструмент «Push/Pull» («Тяни/Толкай»), позволяющий любую плоскость «выдвинуть» в сторону, создав по мере её передвижения новые боковые стенки; почти полное отсутствие окон предварительных настроек. Примитивность инструментов и ограниченное количество готовых моделей – сужают сферу ее применения [5].

Blender – профессиональная, небольшая по размеру программа для работы с трёхмерной компьютерной графикой. Представляет собой свободное, открытое программное обеспечение с инструментами для создания разнообразных моделей, анимации, видеороликов, интерактивных игр. В свободном доступе располагается множество подключаемых модулей для расширения функционала и возможностей программы. Результаты работы в приложении можно сохранять для трёхмерной печати [6].

В таблице 1 представлен сравнительный анализ рассмотренных выше программ.

Таблица 1 – Сравнительный анализ программ по 3D-моделированию

Параметр Sketch Up Sculptris Lego Digital Designer Blender
ОС Windows, Mac OS Windows, Mac OS Windows Windows, Mac OS, Linux
Широкий инструментарий + +
Поддержка популярных форматов файлов + +
Трудности в освоении Нет Нет Нет Есть

ЛИТЕРАТУРА:

  1. Российская Федерация. Приказы. Об утверждении федерального компонента государственных образовательных стандартов начального общего, основного общего и среднего (полного) образования [Электронный ресурс] : приказ : от 5.03.2004, №1089 (действ. ред. 2017). – Электрон. дан. – Режим доступа : http://base.garant.ru/6150599/#friends, доступ СПС «Гарант» (дата обращения : 5.03.2019). – Загл. с экрана.
  2. Богуцкая Т. В., Жарикова Л. И. Основы теории и технологий в педагогике : учеб. пособ. Барнаул : АлтГПА, 2014. 193 с.
  3. Руководство пользователя Sculptris [Электронный ресурс] / Pixologic // Sculptris : [офиц. сайт]. – Электрон. дан. – Режим доступа : http://pixologic.com/sculptris/, свободный (дата обращения : 5.03.2019). – Загл. с экрана.
  4. Возможности и функционал программы Lego Digital Designer [Электронный ресурс] / Lego : [офиц. сайт]. – Электрон. дан. – Режим доступа : http://www.lego-le.ru/mir-lego/programmi-lego/lego-digital-designer.html, свободный (дата обращения : 5.03.2019). – Загл. с экрана.
  5. Руководство пользователя Sketch Up [Электронный ресурс] / Sketchup // Trimble : [офиц. сайт]. – Электрон. дан. – Режим доступа : https://www.sketchup.com/ru, свободный (дата обращения : 5.03.2019). – Загл. с экрана.
  6. Функционал и описание программы Blender [Электронный ресурс] / Blender : [офиц. сайт]. – Электрон. дан. – Режим доступа : http://www.blender.org/, свободный (дата обращения : 5.03.2019). – Загл. с экрана.
Подписаться
Уведомить о
guest
5 комментариев
oldest
newest
Inline Feedbacks
View all comments
Анастасия Путина
Анастасия Путина
4 лет назад

Виктория Александровна, здравствуйте! Заинтересовала Ваша статья! А также возник вопрос. Вы пишете, что при освоении программы Blender возникают трудности (см.таблицу). Подскажите, пожалуйста, какие трудности возникают, а также сколько приблизительно по времени может занять полное освоение возможностей данной программы? Заранее спасибо за ответ!

В.А. Гинзбург
В.А. Гинзбург
Reply to  Анастасия Путина
4 лет назад

Здравствуйте! Спасибо за вопрос. При освоении программы Blender могут возникать трудности, связанные со сложным интерфейсом, двумя движками рендера, модульностью системы, отсутствием документации, необходимостью запоминать комбинации горячих клавиш для комфортной и быстрой работы и др. Blender как профессиональная программа для 3D-моделирования обладает большим количеством разнообразных функций и подключаемых расширений, поэтому полное освоение всех возможностей программы займёт достаточно большое количество времени.

Мария Александровна
Мария Александровна
4 лет назад

Добрый вечер, уважаемая Виктория Александровна!
Благодарю за крайне познавательную статью и проведенный анализ! Благодаря Вашей работе учителям будет проще сделать выбор в пользу той или иной среды. А к каким выводам пришли лично Вы? Какая из программ стала Вашим «фаворитом» в результате проделанной работы?

В.А. Гинзбург
В.А. Гинзбург
Reply to  Мария Александровна
4 лет назад

Здравствуйте! Спасибо за Ваш отзыв! Моим «фаворитом» из программного обеспечения для 3d-моделирования стала программа Lego Digital Designer, т. к. она самая простая и интересная в освоении. В ней можно подготовить разнообразные задания для школьников.

магистрант 10
магистрант 10
4 лет назад

Добрый день, Виктория Александровна!
Спасибо большое за интересную статью. Подскажите пожалуйста, как на Ваш взгляд, в каком классе на уроках оптимально использовать описываемое Вами программное обеспечение?