Развитие пространственного мышления старших школьников с помощью программы 3ds max

Государственное образовательное учреждение

Ярославской области

Рыбинский педагогический колледж

КУРСОВАЯ РАБОТА

по теории и методике обучения информатике

специальность 050202 «Информатика»

Развитие пространственного мышления старших школьников с помощью программы 3ds max

Студентки 4 курса И группы

Розановой Ирины Владимировны

Научный руководитель:

преподаватель информатики

Мухина Наталья Валентиновна

Рыбинск

2009

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение..................................................................................................................3

Глава I. Развитие пространственного мышления старших школьников..........6

1.1. Сущность понятия «пространственное мышление».............................. 6

1. Способы развития пространственного мышления старших школьников..............................................................................................9

Глава II. Использование программы 3ds max для развития пространственного мышления старших школьников.......................................15

2.1. Использование программы 3ds max в современном мире....................15

2.2. Построение изображений в программе 3ds max....................................17

2.2.1. Построение трехмерных статических изображений................17

2.2.2. Построение трехмерных динамических изображений...........27

2.3. Возможности использования программы 3ds max для развития пространственного мышления старших школьников............................................31

Заключение...........................................................................................................34

Библиографический список................................................................................36

Приложения..........................................................................................................37

ВВЕДЕНИЕ

Пространственное мышление играет большую роль в жизни человека. Оно необходимо для оперирования различными образами, для их воссоздания, перестройки, видоизменения в требуемом направлении, для ориентации на местности, умения работы с различными картами, планами, чертежами и другими информационными моделями.

Пространственное мышление человека можно развивать в течение всей жизни. В младшем возрасте для этого используются развивающие игры со всевозможными конструкторами. В среднем школьном возрасте развитию пространственного мышления отводится гораздо меньше времени, так как делается упор на развитие логического мышления. К старшим классам ученик приходит с недостаточным уровнем развития пространственного мышления, отчего и возникают трудности в дальнейшей профессиональной деятельности. Во многих отраслях науки и различных профессиях, таких как архитектор, дизайнер, стилист, наличие высокоразвитого пространственного мышления является обязательным условием для успешной карьеры.

В настоящее время подавляющее большинство профессий в качестве рабочего инструмента использует компьютер. Поэтому логично было бы развивать пространственное мышление старших школьников с помощью программ, работающих с трехмерной графикой. Существует ряд компьютерных продуктов, способных развить как творческое, так и пространственное мышление детей. Наиболее предпочтительной, на наш взгляд, является программа 3ds max, так как на данный момент это одна из самых мощных программ для построения трехмерных изображений, в которой может работать пользователь. Она имеет широкое использование в различных сферах деятельности человека.

Большинство компьютерных игр, которыми наиболее увлечены подростки, созданы в этом графическом редакторе. Он предлагает большое количество возможностей создания и изменения различных объектов. Программа 3ds max требует немалых ресурсов ПК, но она вводит детей в реальный мир, где голова человека представляет собой не просто круг, а вытянутый шар, который можно рассмотреть с разных сторон.

Следовательно, глубокое изучение процесса построения моделей в программе 3ds max поможет существенно развить творческое и пространственное мышление подростков, а так же помочь ученикам в выборе их будущей профессиональной направленности.

Проблема исследования: как возможности программы 3ds max способны помочь в развитии пространственного мышления старших школьников?

Цель работы: Рассмотреть возможности использования программы 3ds max для развития пространственного мышления старших школьников.

Для достижения данной цели нам потребовалось решить следующие задачи:

1. Рассмотреть способы развития пространственного мышления старших школьников.

2. Изучить способы построения изображений в программе 3ds max.

3. Рассмотреть возможности использования программы 3ds max для развития пространственного мышления старших школьников.

Объектом исследования является процесс развития пространственного мышления старших школьников.

Предмет исследования – возможности развития пространственного мышления старших школьников с помощью программы 3ds max.

В ходе изучения понятия пространственного мышления мы опирались на труды И.С.Якиманской, которая большое внимание уделяла изучению этого вопроса. Теоретической основой изучения способов развития пространственного мышления послужили труды А.В.Белошистой. При изучении программы 3ds max использовалась книга С.В.Бондаренко.

Методы исследования: анализ психолого-педагогической литературы по проблеме исследования, изучение педагогической документации (учебные программы).

Глава I. РАЗВИТИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОГО МЫШЛЕНИЯ СТАРШИХ ШКОЛЬНИКОВ

1. СУЩНОСТЬ ПОНЯТИЯ «ПРОСТРАНСТВЕННОЕ МЫШЛЕНИЕ»

Есть такие области человеческой деятельности, в которых установление пространственных соотношений, их преобразование являются специфичной и нередко очень сложной задачей. Речь идет о пространственном мышлении. Содержание и характер пространственного мышления, его функции определяются условиями, в которых оно формируется, проявляется и совершенствуется.

Психологи предлагают различные формулировки понятия «пространственного мышления».

Якиманская И.С. определяет пространственное мышление - как «вид умственной деятельности, обеспечивающий создание пространственных образов и оперирование ими в процессе решения практических и теоретических задач. Это сложный процесс, куда включаются не только логические операции, но и множества перспективных действий, без которых мышление протекать не может, а именно опознание объектов, представленных реально или изображенных различными графическими средствами, создание на этой основе адекватных образов и оперирование ими по представлению» [10, С. 16].

Белошистая А.В. дает в своих работах несколько другое определение. Пространственное мышление – умение строить модель в представлении (в умственном плане) и мысленно выполнять ее преобразования по заданным параметрам (перемещения, сечения, трансформации) [2, С. 263].

Несмотря на то, что определение А.В. Белошистой является более конкретным, мы будем придерживаться определения И.С. Якиманской, так как оно более полное.

Являясь разновидностью образного мышления, пространственное мышление сохраняет все его основные черты, и тем самым отличается от других форм мышления. Это различие мы видим, прежде всего, в том, что оно оперирует образами. В ходе этого процесса происходит их воссоздание, перестройка, видоизменение в требуемом направлении. Образы здесь являются и исходным материалом, и основной оперативной единицей, и результатом мыслительного процесса. Это не означает все же, что при этом не используются словесные знания. Но, в отличие от словесно-дискуссивного мышления, где словесные знания являются основным содержанием, в образном мышлении слова используются как средства интерпретации уже выполненных в образах преобразований.

Согласно И.С. Якиманской, пространственное мышление возникает в недрах практической потребности ориентации на местности среди объектов материального мира. В ходе онтогенеза оно выделяется в самостоятельный вид интеллектуальной деятельности. [10]

Как уже было сказано, пространственное мышление в своей наиболее развитой форме оперирует образами, содержанием которых является воспроизведение и преобразование пространственных свойств и отношений объектов: их форм, величины, взаимного положения частей. Под пространственными отношениями понимаются отношения между объектами пространства или между пространственными признаками этих объектов. В число этих отношений входят топологические (компактность, замкнутость, связность и т.п.), порядковые (больше – меньше, ближе – дальше, часть – целая, пересекаться – не пересекаться, направление, форма, конструкция и т.д.), метрические (размеры, углы, расстояния, протяженность, удаленность и т.д.), алгебраические (мыслительные повороты, параллельные переносы, симметрии и т.д.), проективные (проецирование фигуры на изображение и наоборот, установление соответствия между ними).

Для определения пространственного размещения объектов (их взаимного расположения) необходима система отсчета. В качестве ее чаще всего используется исходная позиция наблюдателя. Ее изменение нередко влечет за собой перестройку всей системы пространственных отношений (наглядную картину), то есть при изменении точки отсчета пространственная размещенность предметов объективно остается неизменной, но их мыслительное отражение в образе будет меняться.

Многие ученые, работающие в этой области психологии, акцентируют внимание на то, что пространственное мышление формируется на всех этапах онтогенеза под влиянием различных обучающих воздействий [1, 8, 10] и имеет ярко выраженную индивидуальную специфику, особенности ее проявления в разнообразных видах деятельности (игровой, учебной, профессиональной). Содержанием пространственного мышления является оперирование пространственными образами на основе их создания с использованием наглядной опоры (предметной или графической). В.А. Крутецкий утверждает, что оперирование пространственными образами определяется такими особенностями как исходным содержанием (отражение в образе геометрической формы, величины, пространственной размещенности объектов), типом оперирования (изменение в ходе оперирования положения объекта, его структуры), полнотой и динамичностью образа (наличием в нем различных характеристик, их системности, подвижности и т.п.).

Все эти особенности пространственного мышления отражают процесс работы с образом, позволяют выявлять его качественное своеобразие, фиксировать возрастные и индивидуальные особенности проявления данного процесса, что весьма существенно в диагностических целях.

Многие психологи считают, что особенности пространственного мышления нельзя выявить в полной мере, используя для этого различные головоломки, пространственно-комбинаторные игры и т.п. [11]

В реальной практике пространственное мышление всегда включено в решение различных задач и опирается на систему знаний. Этой точки зрения придерживаются многие прогрессивные тестологи, которые разрабатывают новые конструкции тестовых методик. Как считают многие из них, современные диагностические методики должны фиксировать не только общую результативность, но и процессуальную сторону выполнения заданий, так как без этого трудно выявлять индивидуальные различия между людьми, оценивать их не только количественно, но и качественно.

Важно, чтобы диагностические методики способствовали выявлению индивидуальных стратегий решения тестовых задач, проверке устойчивости их проявления на разном материале и фиксировали особенности и проработки этого материала. Только на этой основе можно дифференцировать людей по уровню развития пространственного мышления, выявлять его качественные особенности, давать рекомендации к его развитию и использованию в различных видах деятельности [6].

Естественно, содержание, структуру, условия формирования пространственного мышления и другие его особенности можно исследовать в индивидуальных (лабораторных) экспериментах. Но разнообразные практические задачи, которые приходится решать в современных условиях (профориентация, профотбор, выбор учеником предметов для углубленного изучения и др.), требуют проведения массовых исследований получения информации об особенностях умственной деятельности учащихся, которая должна дополняться сведениями об их школьной успешности, клиническими наблюдениями за учебным поведением, педагогическими характеристиками и т.п.

Из вышесказанного следует, что пространственное мышление – вид умственной деятельности, который играет большую роль в жизни человека и его необходимо развивать в течение всей жизни.

1.2 СПОСОБЫ РАЗВИТИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО МЫШЛЕНИЯ СТАРШИХ ШКОЛЬНИКОВ

Как уже рассматривалось нами ранее, уровень развития пространственного мышления играет большую роль в жизни человека. Поскольку многие ученые утверждают, что данный вид мышления нужно развивать в любом возрасте, мы хотели бы рассмотреть некоторые способы его развития для детей дошкольного и школьного возраста и предложить наиболее интересный и продуктивный для развития пространственного мышления старших школьников.

Для того чтобы ученик к 10 классу был готов к развитию пространственного мышления, необходимо чтобы у него уже был определенный уровень его развития. Поэтому мы считаем, что для достижения большего успеха на протяжении жизни с ребенком необходимо заниматься над развитием его пространственного мышления, используя способы, описанные ниже.

Белошистая А.В. в своих трудах, направленных на формирование и развитие математических способностей дошкольников, дает следующий способ [2, С. 266-267], практикующийся в детских садах и состоящий из 2 этапов:

1. Собственно конструирование, когда вся работа с моделями геометрических фигур организована на вещественном уровне. Ребенок выполняет множество разнообразных заданий с различными наборами фигур на складывание по образцу, по заданию, по представлению: узоров, картинок, сюжетов, орнаментов и других конструкций.

2. «Конструктивное рисование»: те же самые задания выполняются на графическом уровне. Главным отличием в использовании этого приема от всех других вариантов является использование специальных рамок с геометрическими прорезями, которые ребенок использует для получения в рисунке нужных форм. Рамка позволяет получить форму, абсолютно идентичную заданной; обводя фигуру по рамке, ребенок каждый раз повторяет эту форму, закрепляя ее образ на уровне кинестетики. Закрашивание фигурки по рамке развивает моторику руки и закрепляет образ плоской фигуры.

Белошистая А.В. делает вывод, что «в результате систематической работы у детей формируется устойчивость в сохранении образа формы и умение выполнять любые ее движения (симметрия, поворот, сдвиг, наложение, объединение, некоторые композиции, трансформация)» [2, С. 267]. Мы соглашаемся с А.В. Белошистой, и считаем, что у детей дошкольного возраста представленным способом может быть достигнут достаточно высокий результат развития пространственного мышления.

В классах начальной школы пространственное мышление учащихся развивают на уроках математики, а точнее при прохождении азов геометрии. Но в дошкольном возрасте дети познавали трехмерный мир, а уже в начальных классах они начинают изучать планиметрию (геометрию на плоскости). В результате этого у ребенка происходит внутренний конфликт, ведь плоских предметов вообще не существует. И только в старших классах начинается изучение стереометрии (геометрии в пространстве). Заслуженный учитель РФ учитель начальных классов г. Мирный Т.А.Смирнова в своем докладе говорит о том, что создан дополнительный курс «Здравствуй, геометрия!» для учащихся начальной школы, рассчитанный на 4 года, который она успешно проводит со второй четверти 1 класса один раз в неделю. Его цели состоят в развитии пространственного мышления детей, ознакомлении школьников с геометрическими методами познания, подготовке к усвоению систематического курса геометрии в старших классах. Основной идеей является «совместное изучение объемных и плоских фигур», при этом внимание обращается на то, «что плоские фигуры появляются как производные от объемных». На необходимость данного подхода к формированию у учащихся геометрических представлений первым указал русский математик XIX века Н.Лобачевский. Он (подход) предполагает изучение пространственных и плоских фигур взаимосвязано и взаимозависимо. [12]

Все задания курса «Здравствуй, геометрия!» выполняются в классе. Перед тем, как начать работу по новой теме, проводится проверочная работа, которая помогает установить исходный уровень, выявить запас пространственных представлений у учащихся, их полноту, осознанность, правильность. В зависимости от результатов проверочной работы, тщательно отбирается материал для дальнейшего изучения. Для работы у детей имеются рабочие тетради, счетные палочки, пластилин, простой и цветные карандаши, чертежные инструменты (линейка, треугольник, циркуль, транспортир), ножницы, клей, калька, картон, бумага, кусок проволоки, нитки «Мулине», лоскуток ткани. Проверочная работа проводится и в конце изучения темы. Смирнова Т.А. доводит до нас сведения о том, что уже в конце первого полугодия работы по курсу «Здравствуй, геометрия!» учащиеся экспериментального класса показали результаты гораздо выше, чем учащиеся контрольного класса и этот разрыв постоянно увеличивается [12]. На основании чего можно сделать вывод о положительной динамике развития пространственного мышления учащихся начальной школы по дополнительному курсу «Здравствуй, геометрия!».

У подростков 5-7 класса пространственное мышление развивается на уроках технологии. Мальчики сооружают различные предметы из деревянных и металлических деталей (табурет, указка и т.д.). Девочки учатся шитью. Результатом их работы являются прихватка, фартук, ночная сорочка. То есть в программе по технологии предусмотрено развитие детей с помощью конструирования, которое является способом развития пространственного мышления. Следовательно, учащиеся проходят первый этап, описанный Белошистой В.А., но на более естественном уровне, то есть из лоскутков, брусьев и другого материала изготавливают предметы окружающего мира. При хорошей успеваемости по данному предмету ученик уже может самостоятельно решить стоящую перед ним задачу, а именно, что нужно для изготовления какого-либо предмета окружающего мира.

Нельзя не отметить роль географии в развитии пространственного мышления. На этом предмете пространственное мышление необходимо чтобы ориентироваться по карте, а позднее и мысленно представлять маршрут. Для развития пространственного мышления на данном предмете учитель использует как способ практические работы с различными видами карт, таблицами, схемами, а так же дидактические игры.

В 8-9 классах дети изучают черчение. Основной целью этого предмета и является развитие пространственного мышления. Для его непосредственного развития учителю необходимо использовать такие методы, как наглядность, демонстрация, беседа, практические задания. Ученик должен понимать, что от него требуется и, если он не может на данный момент сам составить план своих действий, то в результате многократного общего разбора всех особенностей чертежа, который должен получиться, он впоследствии сам сможет изменять точку отсчета и без проблем производить мысленную трансформацию и масштабирование деталей.

Особенно следует при проведении уроков строго придерживаться принципов систематичности и последовательности. Для усвоения материал должен выдаваться ученикам от простого к сложному.

Хотим обратить внимание на то, что здесь снова проходит второй этап, описанный Белошистой В.А., то есть используется «прием конструктивного рисования». Пространственное мышление учеников развивается на еще более высоком уровне.

Десятый класс - период, когда учебная деятельность приобретает совершенно иной характер [1]. Ученик, как правило, стремится получить хорошие знания. У многих это направлено на удовлетворение познавательных потребностей, которые уже имеют профессиональную направленность. Ученику следует сделать важный выбор, от которого зависит его дальнейшая жизнь – выбор профессии. Многие профессии, которые выбирают выпускники, имеют то или иное отношение к пространственному мышлению и случается так, что человек об этом не знает, а затем наступают трудности в обучении.

Но, несмотря на все это, в десятом классе очень мало внимания уделяется развитию пространственного мышления. Работа с ним происходит только на уроках геометрии. Ученики изучают объемные геометрические фигуры, и одним из важнейших способов при этом является перенос задачи на жизненную ситуацию. Необходимо использовать наглядный материал, так как у многих учащихся могут возникнуть трудности при работе с сечениями и другими сложными темами.

Мы живем в эпоху, когда на рынке труда наиболее востребован человек, умеющий свободно пользоваться компьютером и обладающий богатым опытом работы с различными программными продуктами. Поэтому мы хотим предложить свой способ развития пространственного мышления старших школьников, который предполагает работу по приему «конструктивного рисования» - создание трехмерных изображений с помощью компьютерной программы 3ds max.

Проанализировав рабочие программы старшей школы по информатике, мы получили информацию о том, что трехмерные редакторы в школе не изучаются. Учитывая вышеизложенное, мы считаем, что изучение трехмерной графики необходимо, это можно реализовать на элективных курсах или факультативах. Такой курс поможет развить пространственное мышление старших школьников до достаточно высокого уровня, а так же даст представление о многих профессиях, в которых происходит подобная работа.

Глава II. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОГРАММЫ 3DS MAX ДЛЯ РАЗВИТИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО МЫШЛЕНИЯ СТАРШИХ ШКОЛЬНИКОВ

2.1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОГРАММЫ 3DS MAX В СОВРЕМЕННОМ МИРЕ

Трехмерная графика – это раздел компьютерной графики, охватывающий алгоритмы и программное обеспечение для оперирования объектами в трехмерном пространстве, и результаты работы таких программ [15].

Очень часто трехмерная графика используется для создания изображений в архитектурной визуализации. Это графическое отображение объекта или градостроительной ситуации в архитектуре. Она обладает определенной степенью информативности и позволяет наиболее полно представить внешние характеристики будущего сооружения. При создании изображений в архитектурной визуализации наиболее часто специалисты используют программу 3ds max, так как она предоставляет широкие возможности по созданию трехмерных изображений.

В настоящее время построение трехмерного изображения с помощью программы 3ds max очень часто используется при создании кинофильмов, а так же в мультипликации. Во многих современных фильмах мы видим захватывающие эффекты, которые невозможно снять на камеру, например разрушение домов, городов, огромные смерчи, потопы и ураганы. Все это строится в различных трехмерных графических редакторах, одним из которых и является программа 3ds max. Часто мы видим в фильмах существ, которых не существует, но опытные специалисты сделали их безупречно, и не сразу человек понимает, что существо, изображенное на экране, просто рисунок.

Но наиболее часто с такими изображениями мы встречаемся в компьютерных играх, которых в настоящее время существует огромное количество. Современная молодежь отдает предпочтение тем из них, качество изображения в которых выше. Причем это игры различного характера: логические, активные, деловые, единоборства, имитаторы, квесты, спортивные, стратегические и другие. Несмотря на то, что они занимают достаточно много места на носителе и требуют большого количества свободной оперативной памяти, трехмерные игры очень ценятся как подростками, так и взрослыми людьми и программисты продолжают разрабатывать все новые и новые игры. Известно, что техника не стоит на месте и это не уходит от поля зрения программистов. Это подтверждается тем, что разрабатываются и распространяются трехмерные игры не только для компьютеров, но и для смартфонов, и сотовых телефонов, так как эти средства более доступны для многих людей.

Очень часто мы сталкиваемся с трехмерной графикой в печатной продукции, в разных отраслях науки и т.д.

Трехмерное изображение отличается от плоского построением геометрической проекции трехмерной модели сцены на экране компьютера с помощью специализированных программ. При этом модель может как соответствовать объектам из реального мира (автомобиль, здания, ураган, астероид), так и быть полностью абстрактной.

Программа 3ds max является инструментальным средством для создания различных трехмерных изображений. При работе с ней необходимы знания геометрии и черчения. Поэтому она предназначена для людей, которые уже прошли данные учебные дисциплины. По нашему мнению, эту программу могут начать осваивать учащиеся 10 классов, заинтересованные в искусстве создания игр с использованием трехмерной графики, разработке интерьеров в пространстве и другими проектами, осуществляемыми в трехмерном графическом редакторе.

Таким образом, создание трехмерных изображений часто используется в современном мире, является нелегким, но очень интересным процессом, который поможет развить творческое и пространственное мышление старших школьников и дает представление о многих очень интересных профессиях.

2.2. ПОСТРОЕНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЙ В ПРОГРАММЕ 3DS MAX

2.2.1. ПОСТРОЕНИЕ ТРЕХМЕРНЫХ СТАТИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ

В программе 3ds max существует два этапа создания изображений. Программа дает возможность работы как со статическими изображениями (картинки), так и с динамическими изображениями (анимация). Возможность ученика работать с этими этапами зависит от его творческих способностей и терпения, то есть от его индивидуальных особенностей.

В своих работах С.В.Бондаренко указывает на то, что для получения трехмерного изображения необходимо выполнить моделирование с последующим рендерингом [3, C. 9].

Моделирование – создание математической модели сцены и объектов в ней. Задачей трехмерного моделирования является описание объектов и размещение их на сцене с помощью геометрических преобразований в соответствии с требованиями к будущему изображению. Под сценой в программе 3ds max понимается виртуальное пространство моделирования.

Рендеринг – построение проекции в соответствии с выбранной физической моделью. На этом этапе математическая (векторная) пространственная модель превращается в плоскую картинку. Если требуется создать фильм, то процесс рендеринга происходит на всей последовательности таких картинок, по одной для каждого кадра.

Как структура данных, изображение на экране представлено матрицей точек. Таким образом, рендеринг преобразует трехмерную векторную структуру данных в плоскую матрицу пикселей. Этот шаг требует очень сложных вычислений, особенно если требуется создать иллюзию реальности.

Окно программы 3ds max содержит четыре окна проекций, в каждом из которых показана трехмерная сцена с определенной точки. [Приложение 1] Окно проекции, в котором на данный момент ведется работа, подсвечивается желтым цветом и называется активным. Активное окно может занимать часть экрана, а может быть развернуто на весь экран. Соотношение размеров окон проекций можно варьировать аналогично изменению размера диалоговых окон Windows.

В верхней части окна программы расположено главное меню, а под ним основная панель инструментов (Main toolbar). В левой части экрана находится вертикальная панель инструментов, которая содержит настройки модуля реактор (reactor) для просчета динамических характеристик в сценах.

В правой части окна расположена командная панель (Command Panel), которая содержит настройки всех объектов сцены, а так же параметры многих операций, используемых в работе. При помощи командной панели можно создавать объекты и управлять ими.

Начиная изучать 3ds max, прежде всего, нужно освоить основные приемы работы с объектами сцены: создание простейших примитивов, выделение объектов, выравнивание их относительно друг друга, изменение их размещения и отображения в окнах проекций, масштабирование, перемещение [5]. Эти простейшие операции должны послужить основой последующей деятельности.

Существует общепринятая классификация объектов в программе 3ds max. Она состоит из следующих элементов: геометрия (Geometry), формы (Shapes), источники света (Lights), камеры (Cameras) вспомогательные объекты (Helpers), объемные деформации (Space Warps), дополнительные инструменты (Systems) [5, C. 7].

Чаще всего начинающие разработчики изображений знакомятся с типом объектов Геометрия. Объекты этого типа в свою очередь делятся на «Простые примитивы» и «Сложные примитивы». Эти примитивы представляют собой простейшие трехмерные геометрические фигуры: Сфера, Параллелепипед, Конус, Цилиндр, Тор, Плоскость и др. Интересен тот факт, что разработчики программы 3ds max к простым примитивам отнесли объект Чайник (Teapot). Этот примитив начинающие пользователи часто используют для различных целей, например, для изучения различных модификаторов, так как Чайник имеет неправильную форму и любые деформации хорошо на нем видны. Чайник можно также использовать для того, чтобы посмотреть, как будет выглядеть на объекте созданный материал. Для того, чтобы создать трехмерный объект, необходимо следовать указаниям инструкции. [Приложение 2]

Созданный объект облачен в Гизмо. Гизмо – габаритный контейнер, ограничивающий геометрические размеры объекта и имеющий вид квадратных скобок [3, C. 16].

Для выделения объекта необходимо щелкнуть на нем. Для выделения больше чем одного объекта нужно удерживать нажатой клавишу Control и мышью выбирать объекты. Если объектов много и они небольшого размера, то целесообразно выделить область с помощью мыши. Область может быть не только прямоугольной. Чтобы сменить ее форму необходимо нажать на соответствующую кнопку, находящуюся на верхней панели редактора и удержать ее. Раскроется меню, в котором необходимо выбрать форму области выделения.

Рассмотрим основные действия, производимые с объектами, - это перемещение, масштабирование, вращение, выравнивание и клонирование.

Чтобы выполнить любое простейшее действие с объектом, при котором его положение в трехмерном пространстве изменится, необходимо щелчком на правой кнопке мыши вызвать контекстное меню. В нем следует выбрать одну из операций – Перемещение (Move), Масштабирование (Scale), Вращение (Rotate). Затем с помощью мыши нужно произвести необходимое изменение. При этом оно будет происходить в текущей координатной плоскости (активной). Для точности работы координаты можно указать в окне, появившемся при нажатии клавиши F12.

В процессе работы часто приходится передвигать объекты, выравнивая их положение относительно друг друга. Например, при создании сложной модели, детали которой создаются отдельно, на заключительном этапе необходимо совместить элементы. Чтобы выровнять один объект относительно другого, нужно выделить первый, выполнить команду Инструменты - Выравнивание (Tools – Align) и щелкнуть на втором объекте. На экране появится окно, в котором необходимо указать тип выравнивания.

При выборе в контекстном меню пункта Клонирование (Clone) появится точная копия клонированного объекта. Клонированные объекты можно связать, после чего при изменении параметров одного из них изменятся и параметры другого.

Трехмерные объекты, имеющие сложную геометрическую структуру, могут включать в себя большое количество элементов (деталей). Чтобы работать с таким набором элементов было удобнее, в программе 3ds max предусмотрена возможность группировки объектов. При необходимости работать с трехмерными объектами как с единым целым их можно объединить в группу, которая будет иметь свое название. Таким образом, вместо большого количества объектов получится один. Работать с объектом после группировки можно точно так же, как с любым трехмерным объектом: вращать, передвигать, масштабировать и т.д.

Чтобы сгруппировать объекты, необходимо выделить их, выполнить команду Группировать – Группировка (Group – Group) и в диалоговом окне Группировка указать название группы.

Не всегда нужно создавать изображения, построенные из геометрических примитивов. Очень часто необходимо их деформировать и преобразовывать. Это можно делать различными способами, одним из которых является использование модификаторов.

Модификатором называется действие, назначаемое объекту, в результате чего свойства объекта изменяются. Например, модификатор может действовать на объект различными способами – изгибая, вытягивая, скручивая и т.д. Модификатор также может служить для управления положением текстуры на объекте или изменять физические свойства объекта, например, делать его гибким. [3, C. 46]

Важным элементом интерфейса программы 3ds max является стек модификаторов (Modifier Stack). Он представляет собой список, отображающий историю применения некоторых инструментов к выделенному объекту.

Чтобы применить к объекту модификатор, нужно выделить объект и выбрать из списка Список модификаторов (Modifier list) на вкладке Изменение (Modify). Назначить модификатор объекту можно также, воспользовавшись пунктом главного меню Modifiers (Модификаторы).

Для выключения действия модификатора достаточно щелкнуть на значке лампочки в стеке модификаторов. Список модификаторов очень большой, что указывает на универсальность данной программы.

Одним из деформирующих модификаторов является Изгиб (Bend). С.В. Бондаренко говорит в своей работе о том, что назначение данного модификатора – деформировать объект, сгибая его оболочку под определенным углом относительно некоторой оси. Чтобы применить изгиб к объекту необходимо выделить его, выбрать в меню модификаторы пункт Parametric Deformers, затем вкладку Bend. Откроется окно, в котором можно изменить угол и ось, относительно которой будет изгибаться объект. [Приложение 3]

Следующим, часто используемым модификатором является Решетка (Lattice). [Приложение 4] При преобразовании объекта в решетчатую форму появляется окно, в котором можно задать различные параметры, например, Struts Only from Edges (только прутья решетки), Joints Only from Vertices (Только вершины) или и то и другое – Both. Так же можно задать тип узлов – Тетраэдр, Октаэдр, Икосаэдр. Для узлов можно определить радиус и количество сегментов.

Модификатор Зеркало (Mirror) позволяет создать зеркальную копию объекта [Приложение 5], Шум (Noise) используется для создания неоднородной поверхности [Приложение 6]. Выталкивание (Push) искажает поверхность объекта, «раздувая» ее в направлении нормали к поверхности. С помощью этого модификатора можно осуществить дыхание объекта [Приложение 7]. Рябь (Ripple) предназначена для моделирования на поверхности объекта ряби, расходящейся из одной точки [Приложение 8]. Существует еще много модификаторов, например Перекос (Skew) [Приложение 9], шарообразность (Spherify) [Приложение 10], Сдавливание (Squeeze) [Приложение 11], Растягивание (Stretch) [Приложение 12], Сжатие (Taper) [Приложение 13] и так далее.

Бондаренко С. в своей работе утверждает, что один из эффективных способов создания трехмерных моделей – создание сплайнов (трехмерных кривых) [3, C.70].

В конечном итоге создание модели при помощи сплайнов сводится к построению сплайнового каркаса, на основе которого создается огибающая трехмерная геометрическая поверхность.

Чтобы создать сплайновый объект нужно перейти на вкладку Создание (Create) на командной панели, в категории Формы выберите строку сплайны (Splines) и нажмите кнопку создаваемого примитива.

Программа 3ds max предлагает следующие сплайновые примитивы: линия (Line), окружность (Circle), дуга (Arc), многоугольник (N-Gon), сплайновый текст (Text), сечение (Section), прямоугольник (Rectangle), эллипс (Ellipse), кольцо (Donut), многоугольник в виде звезды (Star), спираль (Helix).

Любой сплайновый примитив можно преобразовать в редактируемый, который позволяет изменять форму объектов. Для преобразования сплайна в редактируемый щелкните на нем правой кнопкой мыши и в появившемся контекстном меню выберите команду Преобразовать \ Преобразовать в редактируемый сплайн. В отличие от всех сплайновых примитивов, объект Линия (Line) по умолчанию обладает всеми свойствами редактируемого сплайна, поэтому конвертировать его в редактируемый не имеет смысла.

Редактируемый сплайн имеет большое количество настроек, которые позволяют вносить любые изменения в структуру объекта. В режиме редактирования подобъектов Вершина (Vertex) можно изменить характер поведения кривой в точках излома (участки, в которых кривая изгибается).

Множество объектов окружающего мира обладают осевой симметрией, например, плафон люстры, тарелка, бокал, колонна, кувшин и другие предметы. В трехмерной графике все эти объекты создаются как поверхности вращения сплайнового профиля вокруг некоторой оси при помощи модификатора Вращение вокруг оси (Lathe). Этот модификатор назначается созданному сплайну, после чего в окне проекции появляется трехмерная поверхность, образованная вращением сплайна вокруг некоторой оси.

Часто требуется применить стандартные модификаторы Выдавливание (Extrude) и Выдавливание со скосом (Bevel). Они похожи по своему действию и применяются к любой сплайновой форме. Результатом их действия на сплайн является поверхность, созданная сечением выбранной сплайновой формы. Особенно удобно использовать эти модификаторы при разработке логотипов и работе с объемным текстом. Главной настройкой модификаторов Выдавливание (Extrude) и Выдавливание со скосом (Bevel) является амплитуда выдавливания. Для модификатора Выдавливание со скосом (Bevel) задается величиной скоса выдавливаемых граней (Outline). Несмотря на то, что модификатор Выдавливание (Extrude) имеет меньшие возможности, его все же часто используют, так как с его помощью удобно создавать геометрию помещений, моделируя сложные коридоры.

Еще один способ моделирования, используемый в трехмерной графике – работа с редактируемыми поверхностями.

Программа 3ds max позволяет работать с такими типами редактируемых поверхностей, как редактируемая поверхность (Editable Mesh), редактируемая полигональная поверхность (Editable Poly), редактируемая патч-поверхность (Editable Patch), NURBS-поверхность (NURBS Surface).

Практически любой объект можно преобразовать в один из этих типов поверхностей. Для этого необходимо правой кнопкой мыши вызвать контекстное меню, перейти на пункт Преобразовать (Convert to) и выбрать один из типов.

Все эти методы построения поверхностей схожи между собой, различаются настройками моделирования на уровне подобъектов. Переключаясь в разные режимы редактирования подобъектов, можно перемещать, масштабировать, удалять и объединять подобъекты. В объектах типа Редактируемая поверхность (Editable Mesh) модель состоит из треугольных граней. В объектах типа Редактируемая полигональная поверхность (Editable Poly) модель состоит из многоугольников. В объектах типа Редактируемая патч-поверхность (Editable Patch) модель состоит из лоскутков треугольной и четырехугольной формы, которые создаются сплайнами Безье. NURBS-поверхность (NURBS Surface) – это поверхность, построенная из NURBS-кривых. Этот метод является самым сложным в освоении, но и самым гибким.

Следующим наиболее удобным и быстрым способом моделирования является создание трехмерных объектов при помощи булевых операций.

Программе 3ds max доступны 4 типа булевых операций:

1. Сложение (Union). Результатом сложения двух объектов служит поверхность, образованная поверхностями объектов, участвующих в данной операции.

2. Пересечение (Intersection). Результатом пересечения двух объектов является поверхность, состоящая из общих участков этих объектов.

3. Исключение (Subtraction). Результатом исключения двух объектов будет поверхность, состоящая из поверхностей первого и второго объектов, но не включающая в себя участки этих объектов.

4. Вычитание (Cut). Результатом вычитания двух объектов является поверхность, образованная исключением из поверхности одного объекта участков, занятых вторым объектом.

Бондаренко С. В своем учебном пособии советует выполнять булевые операции по инструкции [Приложение 14] [3, С. 83]

Создав трехмерный объект любым из вышеразобранных нами способов, можно приступать к его текстурированию. Любые объекты, которые окружают нас в реальной жизни, имеют свой характерный рисунок, по которому мы можем безошибочно их узнать. Чтобы раскрасить все элементы сцены, а также наделить их такими физическими свойствами материалов, как прозрачность, шершавость, способность отражать и преломлять свет и т.д., необходимо для каждого объекта сцены установить характеристики материала.

С помощью специального модуля Material Editor (Редактор материалов) можно управлять такими свойствами объектов, как цвет, фактура, яркость, прозрачность и другое. Окно данного модуля вызывается при помощи команды Рендер – Редактор материалов (Rendering - Material Editor). В верхней части окна располагаются ячейки материалов, в которых отображаются заготовки в соответствии с установленными характеристиками.

Программа 3ds max содержит в себе несколько типов материала, каждый из которых включает в себя специфические настройки. Назначаемые объектам материалы могут характеризоваться различными параметрами: Уровень блеска (Specular Level), Глянец (Glossiness), Собственное свечение (Self-Illumination), Непрозрачность (Opacity), Цвет рассеивания (Diffuse Color), Цвет подсветки (Ambient).

Данная программа дает возможность работать со множеством типов материалов. Каждый тип материала имеет свой способ затенения (шейдер). Типы затенения могут придавать характерное для того или иного материала оформление. По умолчанию объекту задается тип материала Стандартный (Standard).

С. Бондаренко предлагает два способа задания объекту материала:

1. Перетащить созданный материал из окна Редактор материалов (Material Editor) на объект в окне проекции;

2. Выделить объекты в окне проекции, выбрать необходимый материал в окне Редактор материалов (Material Editor) и щелкнуть на кнопке Назначить материал выделенным объектам (Assign material to Selection) на панели инструментов окна Редактор материалов (Material Editor). [3, C. 90]

Очень важным моментов при создании трехмерных изображений является работа над освещением созданной сцены. Правильное расположение света и теней делает ее более реалистичной.

Программа 3ds max содержит несколько видов освещения. По общепринятой классификации они распределены на направленные и всенаправленные.

Направленные источники света используются в основном для того, чтобы осветить конкретный объект или участок сцены. С их помощью можно имитировать свет автомобильных фар, луч прожектора или карманного фонарика. Всенаправленные источники света равномерно излучают свет во всех направлениях. Используя их можно имитировать освящение от электрических ламп, фонарей, свет пламени.

Независимо от того, какой источник света используется в сцене, он характеризуется такими параметрами как Яркость (Multiplier), Затухание (Decay), Тип отбрасываемой тени (Shadow Map). По умолчанию значение параметра яркость равно 1, а затухание выключено. Поскольку в реалистичной жизни свет от источников подчиняется законам физики, то интенсивность распространения света зависит от расстояния до источника света [5, C. 61].

Существует большое количество приемов, с помощью которых можно осветить сцену таким образом, чтобы скрыть все мелкие недостатки и подчеркнуть важные детали. Например, чтобы придать объем трехмерной модели, ее достаточно осветить сзади. При этом появится отчетливая граница, отделяющая объект от фона. Другой пример: если требуется осветить половину объекта, то вторая половина должна быть так же подсвечена, но источник света должен обладать меньшей интенсивностью. В противном случае затененный участок трехмерной модели будет неестественно скрыт в абсолютной темноте. Особенно это будет заметно, если объект расположен темной стороной к стене. Таким образом, расстановка источников света является достаточно сложной задачей.

Мы рассмотрели различные способы создания статических изображений. Освоив этот процесс, можно перейти к процессу добавления движения для участников сцены, то есть к созданию динамических изображений.

2.2.2. ПОСТРОЕНИЕ ТРЕХМЕРНЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ

Сцены, в которых используется просчет динамических составляющих – это анимационные проекты. Создание трехмерной анимации – это интересный, но и трудоемкий процесс. В программе 3ds max можно анимировать любые характеристики всех объектов: примитивов, источников света, камер, вспомогательных объектов и др. Анимационные эффекты могут быть различны: игра теней и света, движение объектов в виртуальном пространстве, деформирующаяся поверхность и т.д.

Анимации во многих более простых графических редакторах делаются с помощью смены изображений. Так, например, чтобы произвести движение руки, следовало создать несколько рисунков и постепенно сменять на них положение руки. В конечном итоге рука должна принять нужное положение.

Программа 3ds max позволяет намного упростить эту задачу. Создатель задает только два положения руки – верхнее и нижнее, а все промежуточные просчитывает компьютер. Кадры, которые фиксируют начальное и конечное положение тела, называют ключевыми.

Режим создания ключевых кадров включается при помощи кнопки Автоключ (Auto Key), расположенной под шкалой анимации (нижняя часть экрана). Любое изменение параметра сцены в текущем кадре запоминается, и на шкале анимации появляется метка-маркер ключевого кадра. Для перемещения между ключевыми кадрами анимации используется соответствующая кнопка (Key mode toggle). Ключевыми кадрами можно управлять - изменить их положение, удалить, назначить группам объектов, корректировать параметры и т.д.

По умолчанию продолжительность создаваемой в 3ds max анимации равна 101 кадру в формате создаваемого видео NTSC. При этих настройках временная продолжительность составляет примерно 3 секунды. Чтобы установить параметры отображения анимации в окне проекций, необходимо использовать окно Конфигурация времени (Time Configuration), которое вызывается при помощи одноименной кнопки, расположенной над кнопками управления анимацией. В этом окне можно установить следующие параметры: формат видео (Pal/NTSC), количество кадров в секунду (FPS), способ отображения информации о времени на ползунке анимации, время начала и конца анимации, продолжительность анимации и др. [5, C. 107]

Программа 3ds max позволяет создавать анимации с помощью трех модулей, которые имеют различное назначение.

Рассмотрим первый модуль - реактор (Reactor). Он упрощает процесс создания анимации. С его помощью можно создавать, например, изображение развевающейся не ветру ткани или движение марионеток.

Бондаренко С.В. условно разделяет создание сцены при помощи этого модуля на этапы, которые представлены в приложении 16.

Модуль реактор может работать со следующими группами объектов: Твердые тела (Rigid Bodies), Гибкие тела (Soft Bodies), Веревка (Rope), Деформируемые поверхности (Deforming Mesh), Конструкции (Constraints) и Вода (Water).

При имитации движения объектов, связанных между собой, применяются Конструкции (Constraints). Существует большое количество конструкций. Наиболее удобно использовать Объединение конструкции (Cooperative Constraints). В их числе ограничение куклы (Rag Doll Constraints) – поворот тел на угол, не превышающий заданное значение, ограничение поворота (Hinge Constraints) – движения одного объекта относительно другого вокруг заданной оси, призматическое ограничение (Prismatic Constraints) – поступательные движения, подобные тем, которые осуществляют роботы и другие механизмы, ограничение колеса (Car-Wheel Constraints) – симуляция поведения колес транспортного средства.

В процессе работы над сценой удобно следить за получившимися фрагментами. Это можно сделать с помощью окна Просмотр в реальном времени (Real-Time Preview), нажав кнопку Проиграть/Пауза (Play/Pause).

Второй модуль для разработки анимации – Particle Flow. Это мощный модуль для работы с частицами. С его помощью можно реализовать брызги воды, разбивание объекта на мелкие части, сноп искр и т.д.

Для начала работы с ним необходимо перейти на вкладку Создание (Create) командной панели, в категории Геометрия (Geometry) выбрать строку Системы частиц (Particle Systems) и нажать кнопку Источник PF (PF Source). Этот объект представлен в окне проекций пиктограммой. В его настройках есть кнопка представление частиц (Particle View), которая вызывает окно для работы с модулем. В данном окне можно посмотреть диаграмму, отображающую процесс создания эффекта в сцене, доступные средства для описания эффекта, настройки каждого компонента диаграммы.

При использовании модуля Particle Flow употребляются следующие термины. Действия, которые происходят с частицами, называют событиями (Events). Средства для описания эффекта – операторы (Operators) и критерии (Tests). Каждое событие состоит из группы операторов и критериев. Операторы определяют поведение частиц в событии. С их помощью можно указать изменение формы, цвета, скорости движения, размера, материала частиц и т.д. Критерии нужны для связывания нескольких событий в одном эффекте. Они указывают на то, при каком условии состоится переход от одного события к другому. Чтобы добавить оператор или критерий в событие, нужно перетащить соответствующий значок на диаграмму. Если они будут расположены на пустой области, то будет создано новое событие. Если событие происходит в определенном направлении, то оно (событие) задается стрелками на диаграмме. Чтобы указать направление, нужно щелкнуть мышью на выступе диаграммы события, который расположен напротив критерия, перетащить этот выступ на мишень в верхней части второго события. При этом курсор изменит форму. Между событиями появится соединяющая их синяя линия.

Каждое событие можно отключить, то есть сделать неактивными все его операторы. Для этого служит кнопка в виде лампочки в правом верхнем углу события.

Третий модуль, используемый при создании анимации – Character Studio. Этот модуль является более сложным и служит чаще всего для создания людей. Принцип создания состоит в построении скелета, а затем его обрисовке. Используется при разработке компьютерных игр, фильмов с мистическими персонажами и др. [3, 5]

Бывает так, что созданный объект недостаточно реалистичен, тогда следует обратиться к эффектам визуализации. Например, при создании стеклянного стакана необходимо учитывает игру света на его гранях. Для этого служит эффект каустики.

Это явление все наблюдали неоднократно, но наверняка не все знают его название. Этим термином называются блики света на поверхностях, полученные вследствие прохождения света через прозрачную среду. Вручную подбирать настройки этого визуализатора достаточно трудно, ведь для просчета каждого варианта потребуется довольно много времени. Поэтому разработчику понадобятся элементарные знания физики, в частности о коэффициенте преломления. Он напрямую зависит от типа материала. Так, необходимо понимать, что для стекла он один, а для бриллианта другой, и таким образом принципы создания каустики будут различны. Проблема подсчета теней решается при помощи метода глобального освещения. Все присутствующие в трехмерной сцене источники света начинают испускать частицы. Визуализатор прослеживает путь таких частиц, выделяет области поверхности, на которые попадают фотоны, и на основе этого создает эффект каустики. Качество получаемого эффекта каустики зависит от многих настроек. В частности, нужно учитывать количество фотонов, глубину трассировки, расстояние от поверхности до источника света, на котором анализируются фотоны и т.д. Однако во многих случаях лучше использовать те настройки, которые установлены для просчета эффекта каустики в визуализаторах по умолчанию, так как большая часть значении параметров подходит для любой сцены. Программа 3ds max дает разработчику возможность использовать еще много различных эффектов визуализатора, которые делают сцену более реалистичной. Основные настройки визуализации устанавливаются в окне Визуализация Сцены (Render Scene). Для его вызова необходимо выполнить команду Визуализация\ Визуализировать (Rendering Render) или воспользоваться клавишей F10.

В области Выходные Настройки Визуализатора (Render Output) этого окна можно указать тип сохраняемого файла (анимация или статическое изображение). Здесь же указать расположение и название выходного файла, а так же диапазон кадров, которые нужно визуализировать [5, C. 147-155].

Таким образом, программа 3ds max позволяет создавать анимацию путем использования несколько модулей, среди которых разработчик выбирает нужный, опираясь на ожидаемый результат изображения.

Изучив способы построения статических и динамических изображений в программе 3ds max, мы удостоверились в широких возможностях данной программы. Она позволяет не только разработать сцену, но и использовать разнообразные эффекты к отдельным ее объектам.

2.3 ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОГРАММЫ 3DS MAX ДЛЯ РАЗВИТИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО МЫШЛЕНИЯ СТАРШИХ ШКОЛЬНИКОВ

Все способы создания изображений в программе 3ds max, которые разобраны нами в ходе изучения предыдущих пунктов, способствуют развитию пространственного мышления школьника. При построении статического изображения разработчик, представляя цель своего труда, выбирает наиболее подходящий способ моделирования, который следует применить для создания ожидаемого изображения. Он выбирает, следует ли ему воспользоваться стандартными примитивами или данный объект точнее будет реализован с помощью создания сплайна. Разработчик должен понять, какой нужно применить модификатор и как необходимо осветить сцену, чтобы придать ей реалистичность и эффект объема. Несомненно, уровень изображения, созданного школьником в программе 3ds max, будет зависеть и от его творческих способностей, и от степени развития его пространственного мышления. Поскольку не у всех учеников оно достаточно развито, необходимо помочь им преодолеть эту трудность. Это зависит не только от интеллектуальных возможностей ребенка, но и от его желания и стремления к самосовершенствованию. Мы считаем, что при изучении программы 3ds max необходимо дать толчок, который даст ученику стимул к саморазвитию. Для этого необходимо вместе с учениками при построении каких-либо сцен обсуждать, какими методами можно реализовать нужное изображение и научить их выбирать оптимальный вариант, причем выбор должен быть основан не на скорости и уровне сложности реализации объектов сцены, а на качестве изображения.

Еще одним плюсом работы с программой 3ds max является возможность просмотра объекта с разных проекций в любой момент его разработки, а следовательно у разработчика будет возможность увидеть все недостатки изображения и исправить их.

Мы считаем, что при изучении некоторых разделов теоретического материала по использованию программы 3ds max ученики должны выполнить зачетную практическую работу, по которой можно будет определить, усвоил ли ученик данный материал. Для того, чтобы ученики, подойдя к выполнению данного задания, ориентировались в интерфейсе программы, необходимо, чтобы на каждом занятии они опробовали полученный материал на практике.

По нашему мнению, в качестве зачетной работы по прохождению теоретических аспектов, касающихся построения моделей с помощью геометрических примитивов и работой с плоскостями подходит модель потушенной свечи [Приложение 16]. Эта модель не вызывает особых трудностей, но хорошо раскрывает принцип работы с данным способом моделирования. Рисунок должен показывать, что после горения края свечи неровные. Необходимо чтобы учитель в свою очередь следил за работой учеников и при этом затронул вопрос источников света, таким образом, вызывая интерес учеников, способствующий мотивации на дальнейшее изучение данной программы.

Следующим заданием для зачетной практической работы может быть создание светящейся объемной надписи [Приложение 17]. С ними ученики часто встречаются в интернете, на улицах города, в компьютерных играх и кинофильмах.

Мы полагаем, что к последнему шагу – создание простейшей трехмерной анимации приступят не все ученики, так как это очень трудоемкий процесс. Некоторые решат для себя, что им не интересна данная деятельность, а некоторым это будет достаточно трудно. Но целеустремленные, талантливые и заинтересованные ученики с удовольствием приступят к этому делу. На этом этапе ученики должны создать простейшую сцену с движением, а самые успешные разработают свой «мини-проект».

Таким образом, чем глубже школьники станут изучать программу 3ds max, тем полнее будет развиваться их пространственное мышление, так как изучение идет от простого к сложному, то есть сначала – разработка статических изображений, а затем динамических. Здесь важно соблюдать принцип последовательности, так как невозможно сразу перейти к этапу создания анимации, поскольку этот процесс состоит в объединении нескольких статических сцен.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе работы мы удостоверились, что пространственное мышление необходимо для человека. Достаточный уровень его развития помогает стать успешным и многого добиться в жизни. Пространственное мышление необходимо развивать в любом возрасте. Существует несколько способов его развития, но мы считаем, что для достижения максимального успеха необходимо заниматься его развитием с раннего возраста.

В данной работе мы попытались адаптировать предложенный А.В. Белошистой способ для старших школьников. Для его реализации необходимы навыки работы на ПК, которыми старшие школьники уже владеют. Наш способ основан на использовании компьютерной программы 3ds max, которая позволяет создавать трехмерное изображение. В процессе работы мы изучили различные способы построения объемных объектов, а именно, геометрические примитивы, использование модификаторов, булевых операций, сплайнов, работу с поверхностями, а так же рассмотрели эффекты освещения и визуализации. Все это подтверждает широту возможностей изучаемой программы. Программа также позволяет в любой момент видеть объект с разных сторон, вращать его в любой проекции и тем самым дает возможность вовремя увидеть его недостатки.

Поскольку изучение данной программы не входит в школьный курс информатики, мы считаем, что школа должна открыть элективный курс или факультатив, целью которого станет развитие пространственного мышления старших школьников с использованием трехмерного графического редактора. На данных занятиях ученики будут получать необходимые теоретические знания по использованию программы 3ds max, информацию о том, где в жизни это может применяться и получать навыки практической работы с данной программой, тем самым, повышая уровень своего пространственного мышления.

Таким образом, изучение программы 3ds max способно развить пространственное мышление старших школьников и расширит их кругозор, то есть многим ученикам поможет в выборе профессии, что немаловажно в их судьбе.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Абрамова, Г.С. Возрастная психология. [Текст]: учеб. пособие для студ. вузов/ Г.С.Абрамова. – М.: Академия, 1998. – 672 с.

2. Белошистая, А.В. Формирование и развитие математических способностей дошкольников: Вопросы теории и практики. [Текст]/ А.В.Белошистая – М.: ВЛАДОС, 2003. – 400с.

3. Бондаренко, С.В. 3ds max 7. Трюки и эффекты. [Текст]/ С.В.Бондаренко, М.Ю.Бондаренко. – СПб.: Питер, 2005. – 576 с.

4. Данилова, В.В.Математическая подготовка детей в дошкольных учреждениях. [Текст]/ В.В.Данилова, Р.Л.Березина, Т.Д.Рихтерман, З.А.Михайлова, Т.А.Мусейибова, Р.Л. Непомнящая, Е.А.Тарханова, Н.Г.Белоус. – М.: Просвещение, 1987. – 175 с.

5. Донцов, Д.А. 3D Studio MAX. Легкий старт. [Текст] / Д.А.Донцов. – СПб.: Питер, 2004. – 152 с.

6. Матюшкин, А.М. Проблемные ситуации в мышлении и обучении. [Текст] / А.М. Матюшкин – М.: Педагогика, 1972. – 168 с.

7. Мухина, В.С. Возрастная психология: феноменология развития, детство, отрочество: учебник для студ. вузов – 2 изд. [Текст]/ В.С.Мухина. – М.: Академия,1997. – 456 с.

8. Немов, Р.С. Психология: учеб. для студ. высш. пед. учеб. заведений: в 3 кн. Кн. 1. Общие основы психологии. [Текст]/Р.С.Немов. – М.: ВЛАДОС, 2003. – 296 с.

9. Петровский, А.В. Введение в психологию. [Текст]/ А.В.Петровский. – М.: Академия, 1998. – 496 с.

10. Якиманская, И.С. Развитие пространственного мышления школьников. [Текст]/ И.С.Якиманская. – М.: Педагогика, 1980. – 240 с.

11. http://www.voppsy.ru/issues/1989/896

12. http://kontrolnaya.ru/dir/pedagogika/7729

13. http://www.sfera-icosaedr.narod.ru/doc51.htm.

14. http://revolution.allbest.ru/pedagogics/00039629_0.html

15. http://subscribe.ru/archive/comp.3d.3dgraphics/200311/20135324.html

40