РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины «КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА И МОДЕЛИРОВАНИЕ»
рабочая программа (информатика и икт) по теме

бюджетное образовательное учреждение Омской области

среднего профессионального образования

«Сибирский профессиональный колледж»

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

дисциплины «КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА И МОДЕЛИРОВАНИЕ»

для специальности 050501

«Профессиональное обучение»

отраслевой специализации «Программное обеспечение ВТ и АС»

2013

Рабочая программа дисциплины «Компьютерная графика и моделирование» для специальности 050501 «Профессиональное обучение» отраслевой специализации «Программное обеспечение ВТ и АС»/Сибирский профессиональный колледж. – Омск, 2012.

Утверждена на заседании УМС БОУ ОО СПО «Сибирский профессиональный колледж», протокол №____________от «______» ___________20___г.

Автор-составитель – А.А.Провидошина,  преподаватель  БОУ ОО СПО «Сибирский профессиональный колледж»

Рецензенты:    

                                                    © Сибирский профессиональный  колледж

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Рабочая программа учебной дисциплины «Компьютерная графика и моделирование» предназначена для реализации требований к минимуму содержания и уровню подготовки специалистов по специальности 050501 «Профессиональное обучение» отраслевой специализации «Программное обеспечение ВТ и АС» и разработана в соответствии с учебным планом специальности.

Дисциплина «Компьютерная графика и моделирование» предполагает, что учащиеся знакомы с компьютерами, умеют работать в среде Windows XP Professional.

Дисциплина «Компьютерная графика и моделирование» знакомит учащихся с программой 3-х мерной графики 3D Studio Max. В процессе изучения дисциплины рассматриваются следующие вопросы: знакомство с интерфейсом и основными инструментами программы 3D Studio Max, понятиями: система координат, единицы измерения, сетка, сплайны, модификаторы, материалы, освещение, системы частиц и эффекты, анимация, визуализация.

Программа рассчитана на 52 часов, из них 12 часов аудиторных занятий  и 40 часов лабораторных работ.

Отчетной работой студента, подтверждающей выполнение каждой лабораторной работы, является файл в личной папке студента, который проверяется и оценивается преподавателем.

Предусмотрены также самостоятельные работы. Самостоятельные работы включают в себя дополнительные занятия на компьютере по заданию преподавателя и позволяют закрепить знания и умения, полученные на лабораторных работах.

Самостоятельные работы могут выполняться как на домашних компьютерах, так и компьютерном классе в свободное от основных занятий время.

Отчетной работой студента, подтверждающей выполнение каждой самостоятельной работы, является файл в личной папке студента или файл на внешнем носителе, который проверяется преподавателем.

В конце курса предусмотрен зачет, позволяющий выявить теоретические и практические навыки студентов.

В результате изучения дисциплины «Компьютерная графика и моделирование» студент должен

- иметь представление:

- об основных понятиях 3-х мерной графики;

- об этапах создания изображений в 3х мерной графике;

знать:

- понятия 3-х мерной графики;

- элементы интерфейса программы 3D Studio Max;

- модификаторы;

- типы источников света;

уметь:

- настраивать интерфейс;

- создавать объекты-примитивы;

- применять модификаторы;

- создавать и назначать материалы;

- настраивать освещение сцены;

- назначать анимацию для объектов;

- визуализировать сцену.

                    ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Раздел 1. Программа 3-х мерной графики 3D Studio Max 6.0

Тема 1.1. Этапы создания изображения

Предварительная подготовка сцены 3-х мерного изображения. Создание геометрической модели сцены. Настройка освещения и съемочных камер. Подготовка и назначение материалов. Анимация и визуализация сцены.

В результате изучения темы студент должен

иметь представление:

- об этапах создания изображения в 3 D Studio MAX;

знать:

- этапы создания изображения;

уметь:

- моделировать объекты сцены.

Тема 1.2. Основные понятия

Системы координат, оболочки, грани, габаритный контейнер.

иметь представление:

-  об основных понятиях 3-х мерной графики;

знать:

- что такое 3D-графика;

- области применения 3-х мерной графики;

- достоинства и недостатки3-х мерной графики;

- понятия: глобальная и локальная системы координат, оболочки и грани, габаритный контейнер;

уметь:

- ориентироваться в 3-х мерной системе координат.

Тема 1.3. Знакомство с интерфейсом программы

Элементы интерфейса программы 3D Studio Max. Создание, сохранение, открытие документов. Главная панель инструментов. Окна проекций: вид сверху, вид спереди, вид слева, перспектива. Командная панель. Кнопки управления окнами проекций. Команды Units Setup (Единицы измерения) и Grid and Snap Settings (Настройка сетки и привязок) меню Customize(Настройка). Команда Array (Массив) меню Tools (Инструменты).

В результате изучения темы студент должен

иметь представление:

-  об элементах интерфейса;

знать:

- основные элементы интерфейса;

- назначение панели инструментов, командной панели;

- типы проекций;

- команды настройки единиц измерения, настройки сетки и привязок;

- команду для работы с массивами объектов.

уметь:

- создавать и сохранять простейшую трехмерную сцену;

- управлять изображением в окнах проекций;

- настраивать единицы измерения, сетку и привязки к сетке;

- создавать одномерные и двумерные массивы объектов.

Лабораторная работа № 1. Знакомство с интерфейсом, управление изображением в окнах проекций.

В ходе выполнения лабораторной работы студенты должны выполнить задание, предложенное в раздаточном материале.

1. Запустить 3D Max.
2. В окне проекции Top построить сферу.
3. Настроить параметры сферы, дать новое имя для объекта Сфера1.
4. Аналогично построить Чайник, настроив его параметры.
5. Сохранить сцену.
6. Научиться увеличивать и уменьшать масштаб всего изображения в окнах проекций.
7. Увеличить окно проекции на весь экран, вернуть в исходное состояние.
8. Щелкнуть в пределах окна проекции. Перенести курсор вправо-влево для вращения по горизонтали и вверх-вниз – по вертикали.

Выполнение лабораторной работы осуществляется после предварительного инструктажа преподавателя и в соответствии с раздаточным материалом.

Лабораторная работа № 2.  Работа со стандартными примитивами, создание конструкций из примитивов. Управление видами, рендеринг.

Лабораторная работа № 3. Единицы измерения, сетка, привязка к сетке, массивы.

Выполнение лабораторных работ осуществляется после предварительного инструктажа преподавателя и в соответствии с методическими рекомендациями к курсу лабораторных работ по дисциплине «Компьютерная графика и моделирование» в программе 3D Studio Max.

Самостоятельная работа № 1. Выравнивание объектов

Тема 1.4. Методы создания объектов

Модификаторы вращения (Lathe), выдавливания (Extrude), изгиб (Bend), скрутка (Twist), зашумление (Noise), заострение (Taper), метод лофтинга. Объекты типа Boolean (булевские).

В результате изучения темы студент должен

иметь представление:

-  о способах применения модификаторов;

-  о создании булевских объектов;

знать:

- понятие «модификаторы»;

- назначение модификаторов;

- последовательность действий для создания булевских объектов;

уметь:

- применять модификаторы;

- создавать окна и двери при разработке интерьера.

Лабораторная работа № 4. Сплайны, типы вершин сплайнов, тела вращения.

Лабораторная работа № 5.  Выдавливание, фаска или скос, лофтинг, простые ландшафты.

Лабораторная работа № 6. Вычитание. Создание системы стен. Организация проемов вычитанием.

Выполнение лабораторных работ осуществляется после предварительного инструктажа преподавателя и в соответствии с методическими рекомендациями к курсу лабораторных работ по дисциплине «Компьютерная графика и моделирование» в программе 3D Studio Max.

Самостоятельная работа № 2. Создание тел вращения.

Самостоятельная работа №3.  Создание стула (ч.1, ч.2).

Самостоятельная работа № 4. Создание дивана

Тема 1.5. Редактор материалов

Команда Material Editor (Редактор материалов) меню Rendering (Рендеринг).

В результате изучения темы студент должен

иметь представление:

-  о редакторе материалов;

знать:

- понятие материала;

- инструменты управления материалами;

уметь:

- создавать простейшие стандартные материалы и материалы на основе карт текстур;

- создавать составные материалы;

- настраивать параметры материалов;

- изменять число ячеек в редакторе материалов;

- назначать материалы объектам.

Лабораторная работа № 7. Работа с материалами.

Лабораторная работа № 8. Составные материалы.

Выполнение лабораторных работ осуществляется после предварительного инструктажа преподавателя и в соответствии с методическими рекомендациями к курсу лабораторных работ по дисциплине «Компьютерная графика и моделирование» в программе 3D Studio Max.

Тема 1.6. Источники света и камеры 

Типы источников света: всенаправленный (Omni), нацеленный и свободный направленные источники (Target Directional и Free Directional), нацеленный и свободный прожекторы (Target Spot и Free Spot). Типы камер.

В результате изучения темы студент должен

иметь представление:

-  о настройке света и камер;

знать:

- классификацию осветителей и камер;

- порядок создания источников света и камер;

уметь:

- создавать, расставлять и настраивать источники света и камеры;

- исключать объекты из освещения;

- настраивать тени от объектов.

Тема 1.7. Системы частиц и эффекты

Системы частиц: брызги (Spray), супер брызги (Super spray), снег (Snow), метель (Blizzard), массив частиц (Parray), облако частиц (Particle Cloud). Деформации типа Forces (Силы).

В результате изучения темы студент должен

иметь представление:

-  о работе  с системами частиц;

знать:

- понятие системы частиц;

- разновидности частиц;

- типы деформаций, действующие на системы частиц;

уметь:

- создавать системы частиц;

- настраивать свойства и параметры частиц;

- применять в качестве частиц произвольные объекты.

.

Выполнение лабораторных работ осуществляется после предварительного инструктажа преподавателя и в соответствии с методическими рекомендациями к курсу лабораторных работ по дисциплине «Компьютерная графика и моделирование» в программе 3D Studio Max.

Лабораторная работа № 9. Освещение

Лабораторная работа № 10. Системы частиц.

Лабораторная работа № 11. Деформация разновидности Forces (силы) в системах частиц.

Лабораторная работа № 12. Объект типа Scatter (распределенный).

Выполнение лабораторных работ осуществляется после предварительного инструктажа преподавателя и в соответствии с методическими рекомендациями к курсу лабораторных работ по дисциплине «Компьютерная графика и моделирование» в программе 3D Studio Max.

Тема 1.8. Анимация и визуализация

Кнопка Animate (Анимация). Строка треков. Кнопка Play Animation (Воспроизведение анимации). Кнопка Time Configuration (Настройка временных интервалов). Команды Environment (Внешняя среда),  Render (Визуализировать) меню Rendering (Визуализация).

В результате изучения темы студент должен

иметь представление:

-  об основах управления анимацией;

-  об инструментах управления визуализацией;

знать:

- понятие анимации;

- средства управления анимацией;

- назначение кнопок управления анимацией;

- понятие визуализации;

- инструменты управления визуализацией;

уметь:

- настраивать время анимации;

- выполнять анимацию объектов сцены;

- выполнять быструю визуализацию;

- настраивать параметры визуализации;

- производить визуализацию в формате AVI.

Лабораторная работа № 13. Простейшая анимация.

Выполнение лабораторных работ осуществляется после предварительного инструктажа преподавателя и в соответствии с методическими рекомендациями к курсу лабораторных работ по дисциплине «Компьютерная графика и моделирование» в программе 3D Studio Max.

Лабораторная работа № 14. Применение объемных деформаций и основы анимации (ч.1, ч.2).

В ходе выполнения лабораторных работ студенты должны выполнить задание, предложенное в раздаточном материале.

Создайте основные объекты для создания пульсирующего взрывающегося многогранника (многоугольник и опору для него).

Создайте источники света и камеру для наблюдения за сценой.

Примените анимацию к многограннику.

Создайте огонь. Сделайте взрыву «плазменное» кольцо.

Установите продолжительность анимации.

Выполните визуализацию в формате AVI.

Лабораторная работа № 15. Моделирование офисных перегородок и дверей.

В ходе выполнения лабораторной работы студенты должны выполнить задание, предложенное в раздаточном материале.

1. С помощью команды Create/AEC Objects/Wall создать стены.
2. С помощью команды Create/AEC Objects/Pivot Door  создать двери, расположив их в окне проекции Top так, как нужно (Дверь можно приоткрыть, дверная коробка должна быть немного толще двери).
3. Поэкспериментируйте – дверь можно сделать одностворчатой, двухстворчатой; также есть встроенные объекты раздвижных дверей.

Лабораторная работа № 16. Моделирование объектов при помощи модификаторов. Назначение материалов. Настройка вида из камеры (ч.1, ч.2, ч.3).

В ходе выполнения лабораторной работы студенты должны выполнить задание, предложенное в раздаточном материале.

1. Смоделировать объекты сцены при помощи стандартных примитивов.
2. Изменить объекты при помощи модификаторов.
3. Комбинировать объекты с помощью составных операций.
4. Создать материалы по заданным параметрам и назначать их объектам.
5. Создать и настроить источники освещения сцены.
6. Создать спецэффект - свечение.
7. Настроить вид из камеры.
8. Визуализировать полученную сцену.

Лабораторная работа №17. Моделирование объектов при помощи составных операций. Настройка окружения сцены (ч.1, ч.2).

В ходе выполнения лабораторной работы студенты должны выполнить задание, предложенное в раздаточном материале.

1. На первом этапе создайте стенки бассейна (используйте метод лофтинга).
2. Создайте водную гладь.
3. Назначьте материалы созданным объектам.
4. Создайте освещение для сцены.
5. Выполните визуализацию сцены.

Лабораторная работа № 18. Моделирование объектов при помощи стандартных примитивов. Настройка окружения сцены. Эффект тумана (ч.1, ч.2).

В ходе выполнения лабораторной работы студенты должны выполнить задание, предложенное в раздаточном материале.

1. Создайте поверхность озера.
2. Создайте скалу с помощью предложенных модификаторов.
3. Назначьте материалы созданным объектам.
4. Создайте освещение для сцены.
5. Создайте окружение.
6. Создайте туман над озером (окно Environment and Effects (Окружение и эффекты)).
7. Выполните визуализацию сцены.

Выполнение лабораторных работ осуществляется после предварительного инструктажа преподавателя и в соответствии с раздаточным материалом.

Самостоятельная работа № 5. Анимация объектов.

Самостоятельная работа №6. Разработка модели фонтана (ч.1, 2).

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТА

Самостоятельные работы выполняются студентами по исходным данным и заданию, предоставленными преподавателем. При выполнении самостоятельных работ студенты используют полученные ранее на аудиторных занятиях знания и навыки для решения конкретных задач.

КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ВЫПОЛНЕНИЯ СТУДЕНТАМИ ОТЧЕТНЫХ РАБОТ

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ  к зачету

1. Перечислите основные элементы интерфейса 3D Studio Max.
2. Какие окна проекций появляются на экране при первоначальной загрузке  3D Studio MAX?
3. Какие команды содержит панель Create?
4. Назовите инструменты трансформации объектов.
5. Для чего необходима панель Display?
6. С помощью какой панели можно изменять параметры созданного объекта?
7. Как осуществляется операция дублирования объектов?
8. Назовите все известные Вам стандартные примитивы.
9. Как изменить вид окна проекции?
10. Каким образом можно установить окружающую среду?
11. Как провести визуализацию созданной сцены?
12. Как настроить единицы измерения?
13. Как задать шаг сетки?
14. Какие виды привязок Вы знаете?
15. Как создавался двумерный массив из деревьев?
16. Какой метод хорошо подходит для создания трехмерных моделей предметов окружающего мира, обладающих свойством осевой симметрии?
17. Какие стандартные сплайны можно создать в 3D MAX?
18. Какой уровень подобъекта необходимо выбрать для преобразования простого сплайна в любую плоскую форму?
19. Для моделирования каких объектов удобно использовать метод экструзии?
20. Какой метод используют для преобразования плоских кривых в объемные тела?
21. Какие модификаторы Вам известны?
22. Какие шаги необходимо выполнить для преобразования плоских кривых в объемные тела? (Рассказать на примере двух кривых).
23. Какой метод подходит для моделирования рельефных текстовых надписей?
24. Что понимается под материалом?
25. Как вызвать Редактор материалов?
26. Как назначить материал  объекту?
27. Назовите известные Вам типы материалов.
28. Как создать материал, состоящий из двух материалов?
29. Как создать двусторонний материал?
30. Можно ли увидеть в окне проекции “Перспектива” назначенный объекту двусторонний материал?
31. Перечислите типы источников света.
32. Как действует источник света Omni?
33. Чем отличаются нацеленные источники света от свободных?
34. Как настраиваются тени от объектов?
35. Какие действия необходимо выполнить для создания булевских объектов?
36. Какие операции булевой алгебры применяются для создания объектов тип Boolean?
37. К какой категории относятся булевские объекты?
38. Что такое анимация?
39. Какие действия необходимо выполнить для настройки временных интервалов анимации?
40. Как просмотреть созданную анимацию?
41. Что такое системы частиц?
42. Какие типы частиц Вы знаете?
43. Как создать системы частиц?
44. Для чего нужны деформации типа Forces?
45. Что такое визуализация?
46. Как визуализировать сцену?

    ---

Литература основная:

1. 3 ds Max за 21 день. – СПб.: Питер, 2011. – 240 с.: ил.
2. Маров М. 3d Studio MAX 3: учебный курс. – СПб: Издательство «Питер», 2010 – 640 с.: ил.
3. Петерсон М. Эффективная работа с 3d Studio MAX – СПб: Питер, 2011 – 656 с.: ил.
4. Петров М.Н., Молочков В.П. / Компьютерная графика (+CD). – СПб: Питер, 2012 – 736 с.: ил.