В работе описаны сферы применения 3D-моделирования и сформулирована актуальность изучения 3D-моделирования в школьном возрасте. Исследовательская часть работы посвящена описанию технических требований к компьютеру для разных 3D-программ, а также анализу компетенций, описанных в профессиональных стандартах. Целью исследования было проектирование комплекса занятий по формированию базовых навыков 3D-мо-делирования у детей среднего школьного возраста. В результате работы автор предложил свой тематический план по освоению программы ADEM.
Человек на планете Земля воспринимает мир в трехмерном пространстве, то есть 3D-изображения для него наиболее естественны, понятны и информативны. А значит, моделирование объектов с помощью 3D-графики для нас всегда будет актуальным. Это подтверждает и тот факт, что сегодня мы сталкиваемся с ней ежедневно: рекламные ролики, компьютерные игры, фильмы и мультфильмы. Многие специалисты применяют 3D-моделирование в своей профессиональной деятельности в таких областях, как медицина, инженерия, маркетинг, компьютерные игры, дизайн и многое другое.
Проблема же, которая возникла перед преподавателями, заключается в том, в школьном курсе информатики не предусмотрено часов на освоение даже базовых знаний в области 3D-моделирования.
Для ее решения мы задались целью разработать комплекс занятий по 3D-моделированию для обучающихся средней школы на базовом уровне. Для достижения поставленной цели было необходимо:
- Описать навыки специалиста в области 3D-моделирования (с учетом области применения).
- Описать технические требования к компьютеру, на котором программы по 3D-моделированию будут работать быстро и качественно.
- Разработать комплекс практических занятий по основам трехмерного моделирования объектов в программе ADEM.
При рассмотрении профессиональных стандартов, включенных в реестр Минтруда РФ на 2023 год и использующих в своей деятельности 3D-моделирование, нами были выделены следующие специальности:
- 04.013 — специалист по работе с интерактивными системами движения;
- 21.001 — дизайнер детской игровой среды и продукции;
- 0.028 — архитектор-дизайнер;
- 26.034 — специалист по проектированию и моделированию полимерных изделий;
- 40.059 — промышленный дизайнер.
Приведем описание компетенций по данным специальностям.
Специальность 04.013 — специалист по работе с интерактивными системами движения. Разрабатывает технологическую концепцию проведения виртуальных съемок в анимационном кино в соответствии с техническими и творческими задачами проекта, находит технические решения для осуществления виртуальных съемок методом захвата движения, выставляет виртуальную камеру в анимационной программе, проводит технологическую интеграцию в рамках технологического решения проекта [1].
Специальность 21.001 — дизайнер детской игровой среды и продукции. Выполняет работу по разработке промышленного дизайна детской игровой среды и продукции, проводит предпроектные дизайнерские исследования по значимым для заказчика и потребителей параметрам, осуществляет концептуальную и инженерно-техническую разработку детской игровой среды и продукции, внедрение в производство и контроль изготовления детской игровой среды и продукции, управление процессом создания дизайна детской игровой среды и продукции [2].
Специальность 10.028 — архитектор-дизайнер. Выбирает способы расчета в программных и технических средствах для выполнения расчетов при разработке соответствующего раздела проектной документации применительно к объектам капитального строительства, относящимся к категории уникальных, использует технологии информационного моделирования при решении специализированных задач на этапе всего жизненного цикла объекта капитального строительства, использует средства автоматизации архитектурно-дизайнерского проектирования и компьютерного моделирования [3].
Специальность 26.034 — специалист по проектированию и моделированию полимерных изделий. Выполняет подготовительные работы по проектированию и моделированию полимерных изделий, проектирование и моделирование полимерных изделий и оснастки на каждом этапе работ, управление этапами проектирования и моделирования полимерных изделий, технические требования, предъявляемые к разрабатываемым конструкциям полимерного изделия с учетом условий монтажа и технической эксплуатации [4].
Специальность 40.059 — промышленный дизайнер. Вспомогательная деятельность при проектировании продукции (изделия) и создании элементов промышленного дизайна, реализация эргономических требований к продукции (изделию) при создании элементов промышленного дизайна, корректировка документации, рабочего проекта и проекта опытного образца при создании элементов промышленного дизайна с учетом контроля реализации предъявленных к продукции (изделию) требований, определение и разработка требований к продукции (изделию), проведение исследовательских работ в области промышленного дизайна производимой продукции (изделия), руководство деятельностью в области промышленного дизайна и (или) эргономики продукции (изделий) [5].
При тщательном изучении компетенций нами было отмечено, что специальности можно сгруппировать по критерию «работа с данными» следующим образом:
- работа с дизайном объектов (к ним относятся специальности: 04.013, 21.001, 10.028);
- работа по точным данным (к ним относятся специальности: 26.034, 40.059).
Данную особенность учли разработчики программного обеспечения и создали программы для создания 3D-моделей под разные цели. Например, ПО Blender — это свободное приложение для создания трехмерной графики, анимации, интерактивных программ и работы с разными данными. В нем целесообразно реализовать дизайн зданий, игрушек и иные дизайнерские разработки.
Программа АDEM привлекает прежде всего своей направленностью на решение реальных задач конструктора и технолога, с которыми они сталкиваются в своей повседневной работе и опираются в своих построениях на четкие размеры.
Поэтому важно помнить, что от выбранной программы на начальном этапе погружения в 3D-моделирование зависит успех развития ребенка в выбранной области в дальнейшем [6]. В связи с этим нами был проведен анализ наиболее популярных программ по 3D-моделированию: SketchUp, Blender, AutoCAD, 3D Max, Maya, ADEM. Для подбора программного обеспечения для изучения в школе были установлены следующие технические возможности компьютера: процессор, оперативная память, свободное место на компьютере, видеокарта (табл. 1).
Таблица 1. Технические возможности компьютера
Программы |
SketchUp |
Blender |
AutoCAD |
3D Max |
Maya |
ADEM |
Процессор |
Тактовая частота обработки у процессора должна быть 2 ГГц |
64разрядный восьмиядерный |
Тактовая частота обработки у процессора должна быть 3 ГГц или больше |
64разрядный многоядерный процессор Intel или AMD с набором инструкций SSE4.2 |
64разрядный многоядерный процессор с поддержкой набора инструкций SSE4.2 |
Выше Intel core i5 |
Оперативная память, Гбайт |
8 |
32 |
16 |
16 |
16 |
Больше 4 |
Свободное место на компьютере, Гбайт |
2 |
1 |
10 |
9 |
4 |
2 |
Видеокарта |
Видеокарта должна иметь 1 Гбайт видеопамяти с поддержкой OpenGL 3.1 |
Видеокарта должна иметь 8 Гбайт видеопамяти с поддержкой OpenGL 4.3 |
Видеокарта с 4 Гбайт видеопамяти, совместимая с DirectX 11 |
Видеокарта с 4 Гбайт видеопамяти, совместимая с DirectX 11 |
Видеокарты с 4 Гбайт видеопамяти или больше |
Видеокарта с 1 Гбайт видеопамяти или больше |
Из табл. 2 видно, что самой нетребовательной программой для 3D-моделирования является ADEM. Поэтому целесообразно разработать комплекс практических занятий по основам трехмерного моделирования объектов именно в программе ADEM.
Таблица 2. Тематический план
Тема |
Цель урока |
Задачи урока |
Интерфейс программы и ее возможности |
Изучить интерфейс программы и построить геометрические объекты: куб, цилиндр, конус и шар |
1. Построить куб размером
30 × 30 × 30 мм., |
Построение фигур методом слияния и вырезания |
Построение сложных объектов (усеченного конуса и вазы) с использованием методов слияния и вырезания |
1. Построить усеченный конус
R 10 мм и H 5 мм. |
Построение сложных объектов с помощью дублирования элементов |
Построение сложных объектов с использованием дублирования элементов |
Построить шестерню с 18 зубьями |
Построение объектов с помощью дублирования и вырезания элементов |
Построение сложных объектов с использованием дублирования и вырезания элементов |
Построить вазу R 150 мм, |
Построение модели с помощью инструмента «спираль» |
Построение моделей с использованием инструмента «спираль» |
1. Построить спираль R 50,
H 1000 с 25 витками. |
Итоговая работа |
Построение модели корабля |
Построить кораблик #3DBenchy по заданным размерам (см. рисунок) |
В дальнейшем мы планируем провести апробацию представленных заданий и описать результаты эксперимента. Таким образом, обучающимся будет предоставлена возможность «заглянуть» в мир 3D-моделирования, что в дальнейшем может отразиться на выборе их профессии.
Список литературы:
- Профстандарт: 04.013 Специалист по работе с интерактивными системами движения: Справочник кодов общероссийских классификаторов. https:// classinform.ru/profstandarty/04.013-spetcialist-po-rabote-s-interaktivnymi-sistemami-dvizheniia.html.
- Дизайнер детской игровой среды и продукции: Профстандарт: 21.001 // Справочник кодов общероссийских классификаторов. https://classinform.ru/profstandarty/21.001-dizainer-detskoi-igrovoi- sredy-i-produktcii.html.
- Архитектор-дизайнер: Профстандарт: 10.028 // Справочник кодов общероссийских классификаторов. https://classinform.ru/profstandarty/10.028- arhitektor-dizainer.html.
- Специалист по проектированию и моделированию полимерных изделий: Профстандарт: 26.034.
- Промышленный дизайнер: Профстандарт: 40.059 // Справочник кодов общероссийских классификаторов. https://classinform.ru/profstandarty/40.059- promyshlennyi-dizainer.html.
- Комарова С.С. Сравнительный анализ программ для 3D-моделирования // Студенческий научный форум: материалы XIII Международной студенческой научной конференции. https://scienceforum.ru/2021/article/2018028327
