Компьютерлік модельдеу бағдарламаларының түрлері
Кіріспе
Зерттеу жұмысының көкейкестілігі. Қазіргі уақытта елімізді бәсекеге қабілетті дамыған мемлекет болуға дайындау мақсатында, жастардың сауаттылығын арттырып, барлық жеткіншек ұрпақтың толыққанды білім алуына үлкен көңің бөлінеді. Тәуелсіз елдің тірегі білімді ұрпақ- демекші. Жаңа дәуірде басты мәселе білімді беру, ғылымды дамыту.
Қазақстан Республикасының Білім туралы Заңында: Білім беру жүйесінің басты міндеті ұлттық және жалпы азаматтық құндылықтар, ғылым мен практика жетістіктері негізінде жеке адамды қалыптастыруға және кәсіби шыңдауға бағытталған білім алу үшін қажетті жағдайлар: оқытудың жаңа технологияларын енгізу, білім беруді ақпараттандыру, халықаралық ғаламдық коммуникациялық желілерге шығу деп білім беру жүйесін одан әрі дамыту міндеттерін көздейді. Сондықтан, қазіргі даму кезеңі білім беру жүйесінің алдында оқыту үрдісі технологияландыру мәселесін қойып отыр. Заман талабына сай білім оқу орындарында білім мазмұнын, оның құрылымдық жүйесін жақсарту білім реформасының жүзеге асуының басты шарты.
Бұл жұмыста оқушылардың оқу- танымдық белсенділігін, жоғары деңгейін қамтамасыз ету үшін информатика пән мұғалімдерінің оқу процесіне компьютерлік модельдеу бағдарламасын қолданудың тиімді тәсілдері көрсетілген.
Аталған мәселелерді жүзеге асыру бағытымен дипломдық жұмыстың тақырыбы Информатика сабағында компьютерлік модельдеу бағдарламаларын пайдалану деп таңдалған.
Зерттеудің мақсаты: білім алушыларға компьютерлік модельдеу программаларында жұмыс жасауды үйрету және информатика пәнін оқытудың сапасын арттыру.
Зерттеудің міндеттері:
білім берудің сапасын арттыру жолдарының негіздерін зерделеу;
жаңа компьютерлік модельдеу программаларына салыстырмалы талдау жасау арқылы оқытудың ақпараттық технологиясының мүмкіндіктерін айқындау;
оқытудың жаңа ақпараттық технологиясын информатика пәніне оқытуға қолданудың әдістемелік жүйесін жасақтау.
Зерттеудің нысаны: жалпы білім беретін мектептер.
Зерттеудің пәні: 3D модеьдеу программасын қолданып оқушылардың білім сапасын арттыру.
Жұмысымыздың ғылыми жаңалығы:
- білім беру негізінде жаңа технология негіздері қарастырылды ;
- жаңа 3D программаларға салыстырмалы талдау жасалды және оқытудың ақпараттық технологиясының мүмкіндіктерін айқындады;
- оқудың жаңа ақпараттық технологиясын пайдалануда информатика пәніне оқытуға арналған әдістемелік жүйесі жасақталды.
Жұмыстың құрылымы: диплом жұмысы кіріспеден, екі тараудан, қорытындыдан, пайдаланған әдебиеттерден, қосымшадан тұрады.
Информатиканы оқытуда компьютерлік модельдеу түсінігі атты бірінші тарауда компьютерлік модельдеу тақырыбына анықтама және қазіргі заманда компьютерлік модельдеу программаларының алатын орны мен олардың түрлеріне тоқталатын боламыз .
Информатика сабағында 3D- модельдеуді үйретудің практикалық негіздері. атты екінші тарауда қазіргі таңдаға информатика сабағында 3D- модельдеу бағдарламасында жұмыс жасау жайында. Сонымен қатар виртуалдық әлеммен танысатын боламыз. Осы тақырыпқа байланысты жоғары сныптарға арналған сабақтармен жұмыс жасалынады.
Articulate Storyline бағдарламасында информатика пәні бойынша компьютерлік модельдеу бағдарламаларына арналған электронды оқулық атты тараудан тұрады. Бұл тарауда электрондық оқулықты жан- жақты қарастырып, оның жасалу жолымен танысамыз.
1 Информатиканы оқытуда компьютерлік модельдеу түсінігі
Информатика сабағында компьютерлік модельдеу бағдарламасын пайдаланудың артықшылықтары
Бастапқыда модель деп анықталған жағдайда объектіні алмастыратын қандай да бір көмекші объекті аталған. Сондықтан табиғат заңдарының әмбебаптығы, модельдеудің жалпылығы, және біздің білімдерімізді модель түрінде бейнелеудің мүмкіндіктері сәйкессіз болды.
Уақыт өте келе объектілірді жасанды сызбалардың, суреттердің, карталардың модельдік ерекшеліктері арқылы сипаттала бастады. Келесі қадамда модель ретінде нақты объект ғана емес абстрактылы, идеялық құрылымдардың да жұмыс істеу мүмкіндіктері белгілі болды. Мұның мысалы математикалық модельдер бола алады. Математика негіздерін зерттеумен айналысатын математиктер мен философтардың еңбектерінің нәтижесінде модельдер теориясы жасалды. Онда модель бір абстрактылы математикалық құрылымның басқасына бейнелену, түрлендіру нәтижесі болып анықталады.
ХХ ғасырда модель түсінігі нақты және идеялық модельдерді қатар қамтитындай болып жалпыланды. Сондықтан, абстрактылы модель түсінігі математикалық модельдер шеңберінен шығып, әлем туралы білімдер мен танымдардың барлығына қатысты болды. Модель түсінігінің айналасындағы кең талқылыаудың қазіргі кезде жалғасып отырғандағын естен шығармау қажет. Бастапқыда ақпараттық, кибернетикалық бағыттардағы ғылыми пәндер аясында, содан соң ғылымның басқа да салаларында түрлі тәсілдермен іске асырылатын модель ретінде танылды. Негізінде модель білімнің мәнін нақтылау тәсілі ретінде қарастырылады.
Модель - қaсиеттері белгілі бір мaғынaдaғы жүйенің немесе процесстің қасиеттеріне ұқсас объектілер немесе процесстер жүйесі; сериялы бұйымдарды жаппай өндіруге арналған үлгі, эталон; кез-келген бір объекті жұмысы, мыс., процессордың жұмыс істеуін модельдейтін порграмма немесе құрылғы. Ол материалдық объект түрінде, математикалық байланыстар жүйесі ретінде немесе құрылымды имитациялайтын программа күйінде құрастырылады да, қарастырылатын объектінің жұмыс істеуін зерттеу үшін қолданылады. Модельге қойылатын негізгі талап - оның қасиеттерінің негізгі объектіге сәйкес келуі, яғни барабарлығы.
Модельдеу - кез-келген құбылыстардың, процесстердің немесе объект жүйелерінің қасиеттері мен сипаттамаларын зерттеу үшін олардың үлгісін құру (жасау) және талдау; бар немесе жаңадан құрастырылған объектілердің сипатын анықтау немесе айқындау үшін олардың аналогтарында (моделбдеріне) объекілердің әр түрлі табиғатын зерттеу әдісі. Модель төрт деңгейде түпнұсқаның гносеологиялық орынбасары бола алады: 1-элементтер деңгейінде, 2-құрылым деңгейінде, 3-қалып-күй немесе қызметтік деңгейінде, 4-нәтижелер деңгейінде. Сипаты бойынша модельдеу материалдық және идеалдық болып бөлінеді. Материалдық модельдеу объектінңі геометриялық, физикалық, динамикалық және қызметтік сипатын нақты дәл береді. Идеалдық модельдеуге объектінің ойдағы бейнесі жатады. Ойша модельдеу тіл көмегімен іске асырылады.
Соңғы онжылдықтa технологияның қарқынды дамуы, компьютeрлік техника мен бағдарламалық қамтамасыз ету сaласында да көптеген өзгерістер әкелді. Сол өлгерістердің арқасында, ерекше эффектілер арқылы жасалған фильмдер, эпизодтары қазіргі заманғы стандарттарға сәйкес келетін, толқудың және пікірталастың қалыптасуына себеп болды. Бүгін сіз фильмдерде және теледидарда арнайы әсерлермен ешкімді таң қалдырмайсыз. Өйткені, қазірде компьютерлік графиканы құруға арналған бағдарламалар және үш өлшемді модельдеуге арналған программалар кең таралған. Үшөлшемді графикалық бағдарламалар өзінің мүмкіндіктері мен артықшылықтары арқылы қолданушылардың қызығушылығын арттырады.
Компьютерлік модельдеу, соның ішінде үшөлшемді графика біздің өмірімізде соншалықты үлкен орын алады. Біз оны кез-келген жерде кездестіреміз, бірақ аңғарып қарамаймыз. Не себепті? Өйткені үшөлшемді графика өміріміздің бір бөлшегіне айналған. Үлкен билбордтар, сауда орталығындағы жарнамалар, ұшақты көруге арналған іс-әрекеттегі фильмде жарылыс жасаған күлгін жарқылына қарап, көптеген адамдар бұл нақты түсірілім емес, үш өлшемді графикалық шеберлігінің нәтижесі екенін түсінбейді. Үшөлшемді графиканың көлемі өте кең: жарнамалық және киноиндустриядан интерьер дизайнымен шектелмей, компьютерлік ойындар мен архитектуралық проектер кезінде де қолданылады.
Қазіргі таңда білім беру жүйесінің басты міндеті, ол қоғамды жаһандық ақпараттандыру. Сонымен қатар қазіргі заманғы ақпараттық ортада шығармашылығы жоғары, сапалы қызметке дайын маман даярлау. Кәсіби құзіреттіліктері жоғары информатика пәнінің мамандарын даярлау үшін, ғылыми әдістемелік құралдар керек. Сонымен қатар материалдық-техникалық және ақпараттық-технологиялық оқытудың рөлі жоғары.
Адамдарды өмірге және ақпараттық қоғамдағы жұмысқа дайындау, білім беруді ақпараттандырудың басты мақсаты болып табылады. Ақпараттық технологияларды өздерінің практикалық мәселелерін шешу үшін пайдалану мүмкіндігін қалыптастырады. Сондықтан, компьютерлік технологияны оқушыларға кәсіби бағдарында қолданудың өзектілігі айқын: бұл қоғамды ақпараттандыру үдерісінің жылдам дамуына көмек береді.
Информатика пәнін оқу процесінде шешілетін басты міндеттердің бірі - оқушылардың танымдық мүдделерін, зияткерлік және шығармашылық қабілеттерін дамыту. Информатика сабағының негізгі мақсатының біріне: оқушылардың заманауи ақпараттық технологияларды меңгеру үшін әртүрлі іс-шараларға қатысуға, оқушылардың өнімділігі мен шығармашылық сипатын ескере отырып, тиімді жағдай жасау. Эксперимент жасауға, өз бетінше ізденуге ынталандыру. Осы жағдайлардың бірі, менің ойымша, компьютерлік модельдеу болып табылады. Қазіргі уақытта ғылыми-практикалық зерттеулердегі компьютерлік модельдеу әлемді түсінудің негізгі құралдарының бірі болып табылады. Компьютерлік сабақтар кезінде оқушылар модельдерді қалай құрастыруға, компьютерлік модельдеу программаларымен жұмыс жасауға үйрену керек. Қазіргі таңда кең таралған үшөлшемді модельдеу информатика сабағында, жоғарғы сынып оқушыларына арнайы сабақ ретінде үйретіледі.
Ең көп қолданылатын танымал ақпараттық-коммуникациялық технологиялардың бірі компьютерлік модельдеу. Бұл жұмыс тек кәсіпқой ғана емес, сондай-ақ жаңа пайдаланушыларды да қамтиды. Компьютерлік графикасыз заманауи мультимедиялық бағдарлама жасай алмайды. Оқушылар алдында тұрған міндеттер қызықты және жиі қиындық тудырады, бұл олардың мотивациясын арттыруға, кеңістіктік ойлауды дамытуға, компьютерлік ғылымның мүмкіндіктерін ашуға және математикамен қарым-қатынасты анықтауға мүмкіндік береді.
3D-технологиялық бағдарламамен жұмыс істеу, кез-келген деңгейдегі оқушыларды оқыту мен танымдық үдерісіне белсене араласуға және өзінше ой қабілетін білдіруге мүмкіндік береді. Сабақтар күрделі деңгейде өткізілуі мүмкін, бірақ барлығына қол жетімді программаны пайдаланған дұрыс. Өйткені олардың сыныптағы және сыныптан тыс 3D-модельдеу элементтерін пайдалану, оқушылардың практикалық дайындығын жақсартуға ықпал етеді. Бұл техникалық мамандықтарды табысты меңгеруге әкеледі. Компьютерлік модельдерді құру қызметі оқушылардың білімін тереңдетіп қана қоймай, сонымен қатар модельдеу саласындағы интеллектуалды дағдыларды дамытады. Оқушылардың шығармашылық қабілеттерін дамытуға мүмкіндік береді. Компьютерлік 3D модельдеу: математика, физика және басқа ғылымдармен информатика пәнаралық қосылыстарды барынша кеңінен пайдалану арқылы сипатталады. Толық ғылыми көзқарас алу үшін, шығармашылық қабілеттерін дамыту, болашақта танымал мамандар болу үшін оқушылардың компьютерлік модельдеу негіздерін меңгеруі дұрыс. Оқушылардың кәсіби құзыреттілігін дамытуда компьютерлік модельдеуді оқыту мұғалімнің оқу процесінде көптеген білім беру технологияларын қолдануды көздейтін шығармашылық міндеті болып табылады:
көп деңгейлі оқыту, тез қабылдайтын оқушылар өздерінің қабілеттерін жүзеге асырады, әлсіз қабылдайтын оқушылар өздеріне мотивация алып практикалық ой- өрісін дамытады;
жобаға негізделген оқыту әдістері оқушылардың жеке шығармашылық қабілеттерін дамытуға, олардың кәсіби және әлеуметтік өзін-өзі тануына саналы түрде жақындауға мүмкіндік береді;
Оқудың зерттеу әдісі оқушыларға өздерінің білімін дербес толтыруға, зерттелетін проблемаға тереңірек қарауға және оны шешу жолдарын ұсынуға мүмкіндік береді, бұл әлемдік көзқарас қалыптастыру кезінде маңызды болып табылады. Бұл әрбір оқушының жеке даму траекториясын анықтау үшін маңызды;
Компьютерлік модельдеуді тиімді оқыту үшін әдіснамалық және дидактикалық материалдар болуы тиіс. Өйткені модельдеуге қатысқысы келетіндердің қамтуы - 2-ден 9-ға дейін және оқытудың түрлі деңгейлеріндегі балаларға назар аудару қажет. Оқушылардың әрқайсысына берілген білім беру тапсырмаларын орындауға арналған егжей-тегжейлі нұсқаулардың болуы, әрбір балаға оның қабілеттеріне және оқу жылдамдығына сәйкес тиімді түрде орындауға мүмкіндік береді. Әрбір оқушы өзінің даралығын көрсете алады. Бұл тәжірибеде жеке, топтық және фронталистік жұмыс түрлері пайдаланылады:
дәріс;
практикалық жұмыс;
шығармашылық жоба;
білім беру ойындары;
бәсекелестік;
тақырыптық тапсырмалар.
Компьютерлік модельдеуге арналған бағдарламаларда практикалық тапсырмалар орындау, модельдеуге бастамашылық элементтерімен шығармашылыққа ие. Мұндай сабақтар төмендегі әдістерді көрсетіледі:
Оқушылардың білімін нығайтуға, тестілеу дағдыларын қалыптастыруға, оқушылардың дербес компьютерде жұмысқа дайындауға, арнайы компьютерлерде оқушылардың синхронды жұмыс істеуіне;
компьютерлерде оқушылардың қажетті танымдық қызметін ұйымдастыру және ұйымдастыру қажет болған жағдайда, өзіндік жұмыстарды орындау.
Информатика сабағында компьютерлік модельдеу бағдарламасымен жұмыс жасаған оқушылар өздерінің ойлау қабілеттерін жақтартады. Практикалық жұмыс барысында топ мүшелері объектілерді модельдеу, пайда болған проблемаларды шешу жолдары туралы. Сонымен қатар өз күштерін бағалау туралы өздерінің жорамалдарын ұсынуға мүмкіндіктері бар. Бұдан басқа, топтық белсенділік диалогта тәжірибе жинауға, оқушылардың кәсіби құзыреттіліктерін қалыптастыруда маңызды болып табылатын көзқарастарын талқылауға мүмкіндік береді.
Қазіргі таңда информатика сабағында компьютерлік модельдеу жоғары сыныптарда қарастырылған. Ал компьютерлік модельдеу технологиясының элементтерін өз бетінше зерттеуге ниет білдірген 7-9 сынып оқушылары жеке кеңес алады. Бұл технология оқушыларға бұрын алынған білім мен дағдыларды пайдалана отырып, өз міндеттерін шешуге мүмкіндік береді. Практикалық жұмыс іс-әрекетте өзін таныту қабілеті арқылы білімді алу процесін қызықтыруға мүмкіндік береді. Оқушылар модельдеу жұмыстарын толық меңгеріп, өз қажеттілігіне қолдана алады. Бұл табыстың жағдайын жасауға және білім беру және кәсіби қызметті жандандыруға әкеледі. Бұл жаңа оқу бағдарламасындағы басты мәселе. Өзгерістер негізінде тұжырымдама жатыр,оған сәйкес білімнің жалпы санына емес, функционалдық сауаттылыққа басымдық беріледі. Басқаша айтқанда, жаңартылған білім берудің міндеті-оқушыларды алған білімдерін тәжірибеде қолдануға үйрету.
Компьютерлік модельдеу бағдарламаларының түрлері
Компьютерлік модельдердің негізгі түрлері. мақсаты мен ауқымы. Компьютерлік модельдеу - оның компьютерлік моделін пайдалану негізінде кешенді жүйені талдау немесе синтездеу міндеттерін шешу әдісі.
Компьютерлік модельдеуді төмендегілер ретінде қарастыруға болады:
математикалық модельдеу;
имитациялық модельдеу;
тохастикалық модельдеу.
Компьютерлік модель термині теңдеулер, теңсіздік, логикалық қатынастар, өзара байланысты компьютерлік кестелер, графиктер, диаграммалар, графиктер, сызбалар, анимация фрагменттері, гипермәтін және т.б. арқылы сипатталған объектінің немесе белгілі бір жүйенің шартты бейнесі ретінде түсініледі. Сондай- ақ объектінің элементтері арасындағы құрылым мен қатынастарды көрсету. Теңдеулер, теңсіздіктер, логикалық қатынастар, өзара байланысты компьютерлік кестелер, графиктер, диаграммалар, графиктер арқылы сипатталған компьютерлік модельдер математикалық деп аталады. Компьютерлік модельдер өзара байланысты компьютерлік кестелер, графиктер, диаграммалар, суреттер, анимация фрагменттері, гипермәтін және т.б. және объектінің элементтері арасындағы құрылым мен қатынастарды көрсете отырып, біз құрылымдық және функционалды деп атаймыз.
Әртүрлі, әдеттегі кездейсоқ факторларға әсерін тигізетін объектінің (объектілердің) жұмыс істеу процестерін ойнату үшін, оның жұмысының нәтижелерін графикалық бейнелеу және дәйектеуді пайдалануға мүмкіндік беретін компьютерлік модельдер (жеке бағдарламалар, бағдарламалар жиынтығы, бағдарлама кешені) имитация деп аталады. Компьютерлік модельдеудің мәні бар модельге сандық және сапалық нәтижелер алу болып табылады. Талдаудың сапалы нәтижелері күрделі жүйенің бұрын-соңды белгісіз қасиеттерін анықтайды: оның құрылымы, даму динамикасы, тұрақтылығы, тұтастығы және т.б. Сандық қорытындылар негізінен қолданыстағы СС-ны талдау немесе кейбір айнымалылардың болашақ құндылықтарын болжау болып табылады. Сапалы, сонымен қатар сандық нәтижелерді ғана емес, иметатциялық модельдеуі мен құрылымдық-функционалдық арасындағы маңызды айырмашылық. Модельдеудің бірқатар ерекшеліктері бар. Олардың әрқайсысында, модельдің күрделілігіне байланысты, мақсат модельдеу, модель сипаттамаларының белгісіздігінің дәрежесі болуы мүмкін. Әртүрлі жолмен зерттеулер жүргізіледі(эксперименттер), яғни зерттеу әдістері. Мысалы, талдау кезінде зерттеу математикалық әдістерді қолданды. Жеке немесе далалық үлгілеу үшін эксперименттік зерттеу әдісі қолданылады.
Қолдану арқылы категориялау оқу модельдері оқытуда қолданылады. Көрнекі құралдар, түрлі тренажерлар, оқу бағдарламалары болуы мүмкін. Эксперименталды модельдер объектіні зерттеу және оның болашақ сипаттамаларын болжау үшін пайдаланылады. Мысалы, ұшақ қанатының моделі желдің туннельдерінде ағып кетеді, оның ағынын зерттейді; Құрылыс үлгісі оны белгілі бір жерге байланыстыру үшін пайдаланылады. Мұндай модельдер жобаланған объектінің қысқартылған немесе үлкейтілген көшірмелері болып табылады. Ғылыми-техникалық модельдер процестер мен құбылыстарды зерттеуге арналған. Бұл модельдерде найзағайдың электр зарядтарын алу құрылғысы, Күн Жүйесінің планеталарының қозғалысы моделі, ішкі жану қозғалтқышының моделі табылады. Ойын модельдері әртүрлі ойындар: бизнес, экономикалық, әскери. Осындай модельдердің көмегімен жанжал жағдайларын шешуге, психологиялық көмек көрсетуге, әртүрлі жағдайларда объектінің мінез-құлқын ойнауға болады. Модельдеу модельдері әртүрлі дәрежелі дәлдікпен шындықты көрсетпейді, бірақ оны еліктейді. Модельдегі эксперимент нақты жағдайдағы кез-келген әрекеттердің әсерін зерттеу немесе бағалау үшін немесе басқа да көптеген ұқсас нысандармен бір уақытта жүзеге асырылатын, бірақ әртүрлі жағдайларда орнатылған бірнеше бастапқы деректермен бірнеше рет қайталанады. Зерттеу қорытындылары бойынша.
Статикалық модельдер объектіні кез-келген нүктеде уақытында, онымен бірге болған өзгерістерді ескерместен көрсетеді. Бұл модельдерде уақыт факторы жоқ. статикалық модель сутегі атомдары мен оттегінен тұратын су молекуласының орналасуы немесе құрылымы бола алады.
Динамикалық модельдер объектіні уақыт бойынша өзгерту процесін бейнелейді. Білім саласы бойынша физикалық-химиялық географиялық географиялық тарихи социологиялық экономикалық классификация.
Машина экспериментінің қолданбалы және перспективалық әдістерін талдау есептеу, статистикалық, имитациялық және өзін-өзі ұйымдастыру әдістерін ажыратуға мүмкіндік береді.
Есептелген (математикалық) модельдеу математикалық үлгілерді зерттеуде пайдаланылады және әр түрлі сандық кіріс деректерімен машинаны іске асыруға дейін азаяды. Осы енгізулердің (есептеулердің) нәтижелері графикалық немесе кестелік түрінде берілген. Мысалы, классикалық схема - математикалық модель алгоритмдік формаға дейін төмендетілген сандық әдістерді қолдануға негізделген дифференциалдық теңдеулер жүйесі түрінде ұсынылған математикалық модельді машина іске асыру, бағдарламалық қамтамасыз ету компьютерде жүзеге асырылады және нәтижелер есептеледі.
Информатика компьютер көмегімен жасалуы және зерттелуі мүмкін үлгілерді қарастырады. Бұл жағдайда модель компьютерге және компьютерге емес болып бөлінбейді. Қазіргі уақытта компьютерлік модельдердің екі түрі бар: құрылымдық және функционалдық, олар компьютерлік технологияны қолдану арқылы сипатталған объектінің әдеттегі бейнесін білдіреді; әртүрлі жағдайларда объектінің жұмыс істеу процестерін жаңғыртуға мүмкіндік беретін бағдарламаларды немесе бағдарламаларды кешенін имитациялайды. Имитациялық модельдеу жалпыға ортақ дәрежеде сипатталады, тапсырмалардың кең класына оңай бейімделетін бірыңғай модель құру үшін алғышарттар жасайды және әртүрлі сынып модельдерін біріктіру құралы ретінде әрекет етеді.
Компьютерлік модельді құру құбылыстың немесе зерттелетін ерекше объектінің ерекшелігінен абстракцияға негізделеді және екі кезеңнен тұрады: алдымен сапалы және кейіннен сандық модель. Компьютерлік модельдеу - компьютерде компьютерлік есептеу эксперименттерінің сериясын жүргізу, оның мақсаты зерттелетін объектінің нақты мінез-құлқымен талдау модельдеу нәтижелерін талдау, талдау және салыстыру, қажет болған жағдайда модельді нақтылау және т.б.
Екі ғимарат модельдерінің салыстырмалы компьютерлік анимациясы.
Компьютерлік модельдеудің негізгі кезеңдері:
проблемалық есеп, модельдеу объектісінің анықтамасы;
тұжырымдамалық модельді әзірлеу, жүйенің негізгі элементтерін және өзара әрекеттесудің қарапайым актілерін анықтау;
формализация, яғни математикалық модельге көшу;
алгоритм құру және бағдарламаны жазу;
компьютерлік эксперименттерді жоспарлау және жүргізу;
нәтижелерді талдау және түсіндіру.
Модельдеудің компьютерлік түрлері қазіргі кезде де кеңінен қолданыс табуда. Компьютерлік модельдеудің мүмкіндіктерін кеңейтіп, қолдану тәсілдерін жеңілдететін ішкі бағдарламалар мен сандық математика тәсілдерінің формаларымен толықтырылған функциялардың кітапханалары бар. Сондай-ақ компьютерлік модельдеу түсінігі ХХ ғасырдың 50-ші жылдары биологиядағы күрделі жүйелерді автоматтандырылған экономикалық-ұйымдастырылған басқару жүйесін құруда жүйелік талдаумен жиі қоладнған.
Күрделі жүйелерді талдаудағы компьютерлік модельдеу зерттелетін объектінің математикалық-логикалық күйін модельдеу, объектінің қызметтік алгоритміне айналатын, компьютерлерге арналған бағдарламаларды комплексті түрде дайындайтын имитациялық модельдеу болып табылады.
Кез-келген объект күйін имитациялауға болады, бірақ имитациялық модельдеу бәрінен бұрын таңдалған басқару стратегиясына тәуелді күрделі жүйелердің алдыңғы уақыттағы күйін болжаудың зерттелуін қарастырады.
Графикалық интерфейстер мен қолданбалы бағдарламалардың графикалық пакеттерінің дамуының негізінде объектінің сыртқы түрі мен құрылымын компьютерлік модельдеу кең таралды.
Қазіргі кезде компьютерлік модельдеу ретінде;
өзара байланысты компьютерлік суреттердің, кестелердің, схемалардың, диаграммалардың, графиканың, анимациялық фрагменттердің, гипертексттердің көмегімен сипатталған объектінің шартты бейнесі айтылады. Бұл түрдегі компьютерлік модельдер құрылымдық-функционалдық деп аталады;
түрлі факторлардағы объектіге әсер ету шарттарының функциялану процесін имитациядауды реттелген есептер мен графикалық бейнелеулер нәтижесін шығаруға мүмкіндік беретін жеке бағдарламалар комплекстері аталады.
Компьютерлік модельдеудің мақсаты - экономикалық, әлеуметтік, ұйымдастырушылықтехникалық сипатта шешім дайындап, қабылдауға пайдаланылуы мүмкін мәліметтер алу. Компьютерлік математикалық модельдеу информатика пәнімен технологиялық жағынан байланысады. Компьютерлер мен ақпаратты өңдеудің сәйкес технологияларын пайдалану экологтардың, экономистердің, физиктердің және т.б. қызметтердің ажырамас бөлігі.
Модельдеу үдерісіне нысанның тұпнұсқасын танып- білу мақсатымен нысан- үлгілер құрылады.
Үшөлшемді модельдеу
Үшөлшемді графика. Графиканың бұл түрі ғылыми есептеулерде., инженерлік жобалауда, физакалық объектілерді компьютерлік модельдеуде қолданылады. Объектілерді кеңістікте модельдеу үшін:
Объектінің табиғи пішіміне неғұрлым толыұ сәйкес келетін виртуальдық қарасын жобалап және құру қажет;
Көнекілеудің физикалық қасиеттері бойынша табиғиға ұқсас виртуалдық материалды жобалар және жасау қажет;
Материалды объекті беттерінің бөліктеріне меншіктеу қажет;
Кеңістіктің физикалық параметрлерін құру қажет- жарықты, гравитацияны, атмосфера қасиеттерін беру қажет;
Объектілердің қозғалыс траекториясын беру қажет;
Кадрлардың қорытындыға жету тізбегін есептеу қажет;
Беттік эффектілерді қорытынды аниматциялық білікке салу қажет;
Табиғиға ұқсас кескіндерді есептеу үрдісін рендеринг деп атайды. Күрделі математикалық модельдерді қолдану физикалық эффектілерді жүзеге асыруға мүмкіндік жасайды. Әртүрлі процедуралық эффектілер мек бөлшектер жүйелерінің байланысын есептеудің әдістері бар.
Қолданылуы. Нақты уақыт режімінде үш өлшемді модельдеудің ерекше қолдану облысын техникалық құралдардың жаттықтырғыштары құрайды- автомобильдердің, кемелердің, ұшу және космостық кемелер мен әскери ұшу аппараттарын басқаруға үйрету үшін жасалған.
Үшөлшемдік графикалық өңдеудің программалық жабдықтары. Мұндай жабдықтарды үш десте құрады. Олар үлкен қуатты ДК- да Windows NT операциялық жүйесінің басқаруымен жұмыс істейді. Үшөлшемді графика ғылымда және өндірісте, мысалы, дизайнды автоматтандыру жүйелерінде (CAD, қатты бөлшектер элементтерін жасау үшін: ғимараттар, машина бөліктері, механизмдер), сәулет визуализацияларына (бұл аталатын, мысалы, Виртуалды археология), заманауи медицина жүйелерінде теңінен таралған. Ең кең қолданыс қазіргі заманғы көптеген компьютерлік ойындарда, сондай-ақ кинотеатр, теледидар мен баспа материалдарының элементі болып табылады. Үшөлшемді графика, әдетте, дисплейдің немесе қағаз парағының жазық, екі өлшемді бетінен көрсетілетін виртуалды, минималды үшөлшемді кеңістікке қатысты. Қазіргі уақытта үш өлшемді ақпаратты үш өлшемді түрде көрсетудің бірнеше жолы бар, бірақ олардың көпшілігі стерео кескінмен жұмыс істегендіктен, олардың көлемді сипаттамаларын шартты түрде көрсетеді. Осы аймақтан біз стерео көзілдірік, виртуальды дулыға, 3D дисплейлерді үшөлшемді бейнені көрсете аламыз. Бірнеше өндірушілер үш өлшемді дисплейлерді дәйекті шығаруға дайын екендіктерін көрсетті. Бірақ көлемді суретті рақаттана алу үшін көрерменді орталықта қатаң түрде орналастыру керек. Оңға қадам, сол жаққа қадам, сондай-ақ бастың нашар бұрышы үш өлшемділікті жалтыраған кескінге айналдыру арқылы жасалуы мүмкін.
3D модельдеу - үш өлшемді объектілі модель құру процесі. 3D моделдеу міндеті - қажетті нысанның визуалды үшөлшемді бейнесін жасау. Сонымен бірге бұл модель нақты әлемдегі заттарға (автомобильдер, ғимараттар, дауыл, астероид) сәйкес келеді және толық дерексіз болуы мүмкін (төрт өлшемді фракталдың проекциясы).
Үшөлшемді объектілердің графикалық бейнесі арнайы бағдарламаларды қолдана отырып, жазықтыққа (мысалы, компьютерлік экранға) сахнаның үш өлшемді моделінің геометриялық проекциясының құрылысын қамтиды. Дегенмен, 3D дисплейлер мен 3D принтерлерді жасау және енгізу арқылы 3D графикасы міндетті түрде жазықтыққа түсіруді талап етпейді.
Жазықтықта үшөлшемді бейнені алу үшін келесі қадамдар қажет:
моделдеу - сахна мен оның объектілерінің үш өлшемді математикалық моделін құру;
текстура - растрлық немесе процедуралық текстураларға арналған беттерді бекіту (сонымен қатар материалдардың қасиеттерін белгілеуді білдіреді - мөлдірлік, шағылысу, кедір-бұқалау және т.б.);
жарықтандыру - жарық көздерін орнату және конфигурациялау;
анимация (кейбір жағдайларда) - объектілерге қозғалыс беру;
динамикалық модельдеу (кейбір жағдайларда) - бөлшектердің, қатты денелердің жұмсақ заттардың және т.б. өзара әрекеттесудің автоматикалық есептелуі, гравитациялық күштердің, желдің, басудың және т.б.
көрсету (визуализация) - таңдалған физикалық модельге сәйкес проекция жасау;
құрастыру (макет) - бейнені тазарту;
кескіннің шығыс құрылғысына шығарылуы - дисплей немесе арнайы принтер.
Сценалық үлгілеу (виртуалды модельдеу кеңістігі) объектілердің бірнеше санатын қамтиды:
Геометрия (әртүрлі тәсілдермен салынған, мысалы, полигональды тор жасау, ғимараттар);
Материалдар (модельдің көрнекі қасиеттері туралы ақпарат, мысалы, қабырғаның түсі және терезелердің рефлективтік қуатты күші);
Жарық көздері (бағыты, қуаты, спектрін жарықтандыру);
Виртуалды камералар (проекттің нүктесі мен бұрышын таңдау);
Күштер мен эффектілер (анимацияда негізінен пайдаланылатын объектілердің динамикалық бұрмалануының параметрлері);
Қосымша әсерлер (атмосфералық құбылыстарды имитациялайтын заттар: тұман, жарық, жалын және т.б.)
Үшөлшемді модельдеу міндеті - бұл объектілерді сипаттау және оларды болашақ имиджге қойылатын талаптарға сәйкес геометриялық қайта құру арқылы сахнаға орналастыру.
Материалдың мақсаты: нақты камераның сенсоры үшін нақты әлемдегі заттардың материалдары жарықтың қалай көрінетінін, тарататындығын және таралуымен ерекшеленеді; виртуалды материалдар нақты материалдардың қасиеттеріне сәйкес келеді - мөлдірлік, рефлексия, жарық шашырау, кедір-бұдыр, рельеф және т.б.
Модельдеуге арналған ең танымал программалар:
Pixologic Zbrush;
Autodesk Mudbox, Autodesk 3D max;
Robert McNeel & Assoc. Rhinoceros 3D;
Trimble SketchUp.
Blender
Компас (САПР)
Фототехникалық бейнелерді 3D моделдеу. Үшөлшемді графиканы жасауға мүмкіндік беретін бағдарламалық жасақтама пакеттері, яғни виртуалды шындықтың нысандарын модельдеу және осы модельдерге негізделген суреттерді жасау өте әртүрлі. Соңғы жылдары осы саладағы тұрақты көшбасшылар коммерциялық өнімдер болып табылады, мысалы:
Autodesk 3ds Max
Autodesk Maya
Autodesk Softimage
Blender
Cinema 4D
Houdini
Modo
LightWave 3D
Caligari Truespace
Сондай-ақ жаңа Rhinoceros 3D, Nevercenter Silo және ZBrush қатысты. Ашық өнімдердің арасында Blender пакеті (3D модельдері, анимация, әртүрлі модельдеу және т.б.), K-3D және Wings3D құралы тегін таратылады.
Ойындар мен қолданбалы бағдарламалардағы үш өлшемді графиканы визуализациялау. Қолданбалы бағдарламаларда - DirectX, OpenGL және тағы басқа үш өлшемді графиканы визуализациялау үшін бағдарламалық қамтамасыз етудің бірқатар кітапханалары бар. Ойындарда 3D графиканы таныстырудың бірнеше тәсілдері бар - толық 3D, жалған-3D.
Бөлшектер мен өндіріс механизмдерін модельдеу. Бөлшектер мен құрылымдардың үлгілерін жасау, олардың есептеуі және CNC машиналары мен 3D принтерлеріне арналған бағдарламаларды қалыптастыруды қамтитын CAD CAE CAM дизайн пакеттері бар. Мұндай пакеттер пайдаланушыға тікелей 3D-үлгісімен тікелей жұмыс істеуге мүмкіндік бере бермейді. Ол үшін арнайы тілде жазылған пайдаланушыға жасаған сценарийдің орындалуы арқылы қалыптастырылатын OpenSCAD пакеті болуы керек.
3D дисплейлер. Үш өлшемді немесе стереоскопиялық дисплей (3D дисплей, 3D экранды) - стереоскопиялық немесе басқа әсері арқылы дисплейде көрсетілген кескіндерде нақты көлемнің көшірмесін жасайды. Қазіргі уақытта үш өлшемді бейнелердің басым көпшілігі стереоскопиялық әсерді қолдану арқылы оңай көрінеді. Бірақ стереоскопияны тек көлемді қабылдау үшін жеткілікті деп санауға болмайды. Адамның көзі жұқа және жалғыз, жалпақ кескіндерден көлемді объектілерді бірдей жақсы айқындай алмайды.
3D кинотеатрлар. Стереоскопиялық пленкаларға сілтеме жасау үшін үш өлшемді немесе 3D терминдерін қолдану бұл фильмдерді көргенде, үш өлшемді бейнені елестету, үшінші өлшемділік сезімін - тереңдіктің және жаңа 4D кеңістігінің жаңа өлшемін жасайтындығына байланысты. Сонымен қатар, осындай фильмдерді құру кезінде компьютерлік үш өлшемді графиканы кеңейте отырып, ассоциативті қарым-қатынас бар (ерте стерео фильмдер тұрақты фильмдер ретінде түсірілді, бірақ екі линзалы стерео камералар пайдаланылды). Бүгінгі күні фильмдерді 3D пішімінде көру өте танымал құбылысқа айналды.
Стерео-фильмдерді көрсету үшін қазіргі уақытта қолданылатын негізгі технологиялар:
Dolby 3D
XpanD
RealD
IMAX
Толықтырылған шындық және 3D. 3D графиканың өзіндік кеңеюі шындықты кеңейтеді. Кескінді тану технологиясын (маркерлерді) пайдалану арқылы толықтырылған шындық бағдарламасы шынайы физикалық ортада виртуалды 3D нысанын толтырады. Пайдаланушы маркермен өзара әрекеттесе алады: әртүрлі бағытта айналады, әр түрлі жарықтандырады, бөліктерінің біразын жабады - компьютер экранындағы 3D нысанымен болған өзгерістерді қадағалаңыз сонда бәрін анық байқайсыз.
Технологияны кеңінен қолдануға ынталандыру 2008 жылы Adobe Flash технологиясы бойынша ашық FLARToolKit кітапханасын құру болды.
Анимация. Үшөлшемді графиканың ең негізгі бағыттарының бірі - үш өлшемді модельдің қозғалысын (анимациясын) беру немесе үш өлшемді нысандар арасында қозғалысты имитациялау. Үшөлшемді графиканың әмбебап пакеттері анимацияны құру үшін өте бай мүмкіндіктерге ие. Сондай-ақ анимацияға арналған және өте шектеулі модельдік құралдар жиынтығына ие жоғары мамандандырылған бағдарламалар бар:
Autodesk MotionBuilder
PMG Messiah Studio
2. Информатика сабағында 3D- модельдеуді үйретудің практикалық негіздері.
2.1 3D Blender программа интерфейсі, нысандар
Blender - үшөлшемді компьютерлік графиканы құруға арналған еркін пакет, ол өзіне модельдеу, анимация, рендринг, видеоны постөңдеу мен қатар интерактивті ойын құру құралдарын қоса қамтиды. Кәсіби жасаушы пәрмендердің (команда) арқасында және жылдам әрі тұрақты дамуының әсерінде бұл пакет қазіргі таңда тегін 3D редакторлары арасында айырықша қолданысқа ие.
Мүмкіндіктер. Басқа атақты 3D-модельдеу пакеттерімен салыстырғанында Blender пакетінің сипаттамалық ерекшелігі - көлемі жағынан шағындығы. Базалық жеткізілімге кең өрісте алған құжаттамалар және көп мөлшерде демонстрациялық көріністер кірмейді.
Әртүрлі геометриялық қарапайымдықты, полигондық модельдерді қоса алғандағыда, subdivision surface (SubSurf) тәртібіндегі жылдам моделдеу жүйесін, безье қисығын, metaballs (метасфера) мүсін моделдеуді және векторлық шрифттерін қабылдауы;
Универсалды кіріктірме механизмдерінің рендрингі және сыртқы YafRay, LuxRender рендермен және басқаларыменен интеграциалануы;
Анимация құралдары, солардың арасынан инверстік кинематика, қаңқалық анимация және торлық деформация, негізгі кадр бойынша анимация, сызықтық емес анимация, төбені салмақтық коэфициент редакциясы, шектегіш, жұмсақ денелердің динамикасы, физикалық Bullet қозғалтқышының негізіндегі қатты денелердің динамикасы, бөлшек негізіндегі шаш жүйесі және шаш негізіндегі бөлшек жүйесі;
Python - ды құрал мен түптұлғаларды амалмен құрғанға, ойындардағы логиалық жүйелерді амалмен құрғанға, импортэкспор файлдарын (Мысалы, COLLADA) амалын құрғанға, есептерді автоматтандыруды құрғанға қолданады;
Сызықты емес редакциялаудың базалық функциясы және видеоны құрамдастыру;
Game Blender - Blender - дің қосымша жобасы, ол коллизияны анықтайтын, динамиканың қозғалтқышы және программалайтын логиканың интерактивті функциясын ұсынады. Және де ол сәулеттік визуализациядан бастап видео ойынға дейін бөлек reak-time қосымшасын құруға жағдай туғызады.
Ерекшеліктері.
Blender бағдарламасында объект (болмыс, сыртқы дүниемен өзара байланысу) және оның мәліметтері (форма және объект функциясы) болып бөлінеді. Объект - Мәлімет қатынасы 1: n қатынасын көрсетеді және өз-өзімен динамикалық байланыста. Сол себепті кейбір процесстер үшін Blender жылдам әрі бірегейлі.
Ішкі файлды жүйесі, ол бірнеше көріністерді (сценаны) бір файлға сақтай алады. (.blend файл деп атайды)
".blend" файлы ескі нұсқада болсын, не жаңа нұсқалы Blender болсын, барлығына үйлеседі. Сондай-ақ, бір платформадан басқа платформаға көше алады.
Барлық жұмыс уақытысында Blender жобалардың резервтік көшірмесін жасап тұрады, демек төтенше жағдайда мәліметтерді дереу сақтап отырады.
Барлық көріністерді (сцена), объектерді, материялдарды, текстураларды, дыбыстарды, суреттерді, post-production эффектілерін бірыңғай ".blend" файлына сақтай алады.
Жұмыс ортасының икемдеуін ".blend" файлында сақтауға болғандықтан, соның арқасында файлды қайта жүктегенде, сол сақтаған жұмыс ортасы қайтадан шығады.
Артықшылығы мен кемшілігі.
Артықшылықтары
Тегін;
Кодтің ашықтығы;
Ойын құрастыруға мүмкіндігі болуы;
Кроссплатформалық;
Көп мөлшеріндегі Модификаторлар ;
Анимация жасауға мүмкіншілік;
"Сүйектермен" жұмыс істеу;
Фон баптаулары;
Кемшіліктері
Құжаттаманың базалық жеткізілімнің жоқтығы;
HiDpiні қолдауының жоқтығы;
Актуаторлар, контреллерлер және сенсорлар мөлшерінің аздығы;
Программаның шығу тарихы. Blender NeoGeo ең алғаш голондиялық анимация студиясы жұмыс құралы ретінде құрған. 1998 жылдың маусым айында blender авторы, Тон Розендаль (Ton Roosendal), ары қарай дамыту және Blender - ді сүйемелдеу мақсатымен Not a Number (NaN) компаниясын құрды. Бағдарлама shareware принціпі бойынша таратылды. 2002 жылы NaN компаниясы банкротқа ұшырайды. Тон Розендаль өзінің жігері мен қайратын салып GNU GPL пайдасына тиесілі Euro100000 біржолата төлем ақысын төлеу шартыменен лицензияны кредиторларды көндіртіп, өзгерткізеді. 2002 жылы 18 шілдеде керекті сомманы (қарызды) жабу үшін, қайырымдылық бағдарламасымен қаражатты жинастыра бастады. 13 қазан 2002 жылы Blender fonundation компаниясы GNU GPL-ға лицензияланған өнімін ұсынды.
Қазіргі таңда Blender "алғашқы" ашық кодты жоба болып саналады және Blender fonundation активті демеуіменен ары қаратай дамып жатыр. Ең бірінші, алғашқы кодтық файлдың құрылуына орай 2 қаңтар 1994 жылы Blender-дің туған күні болып саналды. 2019 жылы ол 24 жасқа толды.
Blender пайдаланушылық интерфейсі үйрену қиын болғандықтан беделге ие болды. Іс жүзінде әрбір функция тиісті пернелер тіркесіміне ие. Blender ұсынған мүмкіндіктердің санын ескере отырып, әр перне бірнеше тіркеске қосылады. Blender ашық бастапқы жоба болғандықтан, толық мәтін- мәндік мәзірлер барлық функцияларға қосылып, құралдарды пайдалану логикалық және икемді болды. Түс схемаларын, ашық мөлдір қалқымалы элементтерді, объектілер ағашын және жаңа түрлі өзгерістерді көру үшін жаңа жүйені енгізу арқылы пайдаланушы интерфейсін одан әрі жетілдіруді көздеді.
Интерфейс барлық интерфейс компоненттері мен құралдарының орнын тапсырмаға сәйкес өзгертуге, бейімдеуге және қайта таратуға мүмкіндік береді.
Толығымен теңшелетін интерфейс;
Қате емес пайдаланушы интерфейсі теңдесі жоқ жұмыс үрдісін қамтамасыз етеді;
Барлық деңгейлердегі қолдауды болдырмаңыз. Халықаралық тілдерге қолдау көрсететін қаріптерді жою;
Python сценарийлеріне жазбалар мен редакциялау үшін кіріктірілген мәтіндік редактор;
Барлық платформаларда дәйекті интерфейс;
3D Blender программасы. Blender программасы - үшөлшемді копьютерлік графиканы құруға, анимация, интерактивті қосымшалар жасауға арналған бағдарлама. Blender 2.49 программасының интерфейсі үш бөліктен тұрады:
Мәзір қатары;
3D көрінісінің терезесі;
Батырмалар панелі;
Бұл нұсқа программа интерфейсін сипаттауда орнықты. Десек те, терезе өлшемі үлкен не кіші болуы, терезе бөліктері әртүрлі орналасуы мүмкін. Бірақ ол маңызды емес. Есте сақтайтын тағы бір жайт, ол, программада бұйрықтарды пернетақтадан орындау тиімдірек. Сондықтан жұмыс барысында меңзерді өзгеріс жасайтын бөлікке орналастырамыз. Сахнадағы нысандар: текше, шам және камера. Жұмыс терезесінен қиылысқан X,Y осьтерін, 3D меңзерін (бұл меңзерді тінтуірдің меңзерімен шатастыруға болмайды), текше, камера және шамды байқауға болады.
Текше - терезедегі көрініп тұрған нысан. Егер ол сендерге керек жоқ болса, оны алып тастауға болады. Шам жарық көзі қызметін атқарады, ал камера кескіннің соңғы көрінісін көрсету керек. Камера арқылы кескінді әртүрлі бұрыштан көре аламыз.
Рендеринг. Сахнада құрылған нысанды сурет деп айта алмаймыз. Графикалық кескінді алу үшін рендеринг жүргізу керек. Ол үшін Render бұйрығын қолданамыз.
Сахнада әуелі үш нысан бар: текше, камера және шам. Бұл нысандарды қозғалтып, орнын ауыстыру үшін оларды ерекшелеу керек. Blender программасында нысанды ерекшелеу тінтуірдің оң жақ батырмасы арқылы іске асады. Ерекшеленген нысанның контуры басқа түске өзгереді. Бірнеше нысанды бірден ерекшелеу үшін Shift батырмасын басып тұрып, нысадарға кезекпен тінтуірдің оң жақ батырмасын шерту керек. Пернетақтадан А батырмасын бассақ, нысандр ерекшеленуден босайды, ал тағы бір рет А батырмасын шертсек, барлық нысандар еркшеленеді.
Ал құжатты сқтау мен программадан шығу әрекетінің басқа программалардан айырмашылығы жоқ. Тек программаны жабу кезінде құжатты сақтау керек пе? сұхбат терезесі шықпайтынын ескеру керек. Программада жұмыс негізінен екі режімде атқарылады:
Edit Mode және Object Mode. Екі режімнен бір-бріне ауысу үшін Tab батырмасын қолданамыз.
Нысандар. Программа іске қосылғанда көрінетін үш нысанды (текше, шам, камера) білеміз. Бірақ, үшөлшемді сахнада әртүрлі нысндар қажет. Сондықтан Blender программасы негізгі текше, шар, цилиндр, конус сияқты көптеген негізгі нысандарды қамтиды. Бір жағынан бұл нысандарды өзгерту арқылы басқа да нысандар жасауға болатындықтан оларды примитивтер деп атауға болады.
Сахнаға керекті нысандарды ADD мәзірінен таңдап аламыз. Бірақ, нысан сахнаға редакторлау режімінде түседі. Редакторлау режімінен жай режімге ауысу үшін немесе керісінше жасау үшін Tab батырмасын басу керек. Ал нысанның қабырғаларын, биіктігін, бұрыштарын өзгерту, айналдыру, көлемін өзгерту үшін G,S,R батырмаларын пайдаланамыз.
Ал, бірнеше нысанды бір бүтін қылып біріктіру немесе топтастыру үшін нысандарды ерекшелеп аламыз да, Ctrl+J батырмалар тіркесімін қолдану арқылы біріктіреміз.
Шкаланы түзету. Ең алдымен, сызбаның нақты үлгісін жасау үшін нақты өлшем бірліктеріне ауысу керек. Blender өлшемсіз бірліктерді, метрикалық және ағылшын өлшемдерін таңдау мүмкіндігін береді. Біздің жағдайда сызбаның барлық өлшемдері метрикалық жүйеде, атап айтқанда миллиметрде көрсетілген. Шаралар жүйесі Blender терезесінің оң жағында. Көрініс қойындысында, бөлімдер бөлімінде реттеледі. Осы жүйені іске қосқаннан кейін, біз 1 мкм дәлдікпен объектілерді орналастыруға мүмкіндігіміз бар.
Примитивтерді қосу. Блендерде, кез-келген басқа 3D редактордағыдай, модельдеудің алғашқы қадамдарын жеңілдететін стандартты пішіндер жиынтығы бар. Бұл пішіндер примитивтер деп аталады және жасақтама қойындысының сол жақ мәзірінде қалаған пішінді таңдау арқылы жасауға болады. Примитивтер - қарапайым геометриялық фигуралар: жазықтық, параллелепипед, шеңбер, шар, цилиндр, конус тору.
Жазықтық пен текше жиі пайдаланылады, өйткені олар көп полигондарға ие және пайдалы жүктеме болып табылады.
Өңдеу режимі. Күрделі объектілерді құру үшін қарапайым заттарды пайдалану жеткіліксіз. Сондықтан 3D редакторларының көбінде бір нысанның құрылымын өзгертуге мүмкіндік беретін өңдеу режимі бар. Блендерде өңдеу режиміне ауысу үшін TAB пернесін пайдаланыңыз. Өңдеу режимі мен нысандарды басқару режимі арасындағы негізгі айырмашылық мынада, объектіні таңдаудың орнына осы нысанның жеке бөліктерін: нүктелерді, беттерін және көпбұрыстарды таңдауға болады. Таңдау режимі төменгі панельдегі үш сәйкес түймелер жиынтығының көмегімен таңдалады.
Инструмент Loop Cut and Slide. Нысанның барлық полигондарын бір түзу сызыққа бөлу қажет болған жағдайда, Loop Cut және Slide құралын пайдаланыңыз. Бұл қиылысу бағытын таңдауға, сондай-ақ оны көпбұрыштың ортасынан қалаған қашықтыққа жылжытуға мүмкіндік береді. Бөлім барлық полигондармен белгіленген бағытта жүреді және оларды екі бөлікке бөледі.
Инструмент Extrude. Extrude көмегімен сіз өзіңіздің композицияңызды құрайтын полигондардан заттардың жаңа бөліктерін тез шығара аласыз. Бұл сол түрдегі операцияларды орындау кезінде уақытты үнемдейді. Мысалы, ғимараттардың үлгілерінде қабырғаларды құру кезінде, шектеулі еріту құралы. Модельдеу процесінде объектіге көпбұрыштар жиынтығы пайда болуы мүмкін, ол іс жүзінде қолданылмайды және геометриялық мағынасы жоқ. Блендерде осындай полигондардан объектінің жалпы құрылымына кедергі келтірместен құтылуға мүмкіндік беретін құрал бар. Мысалы, жұмысдың алдыңғы бөлігінде Extrude құралы арқылы жасалған нысанды алыңыз. Объектінің барлық полигондарын A түймесін басу арқылы таңдаңыз, содан кейін Mesh-Delete-Limited Dissolve құралын пайдаланыңыз.
Камера. Блендерде көрсету үшін алдымен камераны құру қажет- кадрдың шекарасын анықтайтын арнайы нысан. Камераны примитивтерді, сонымен қатар жарық көздерін қосу мәзірі арқылы жасауға болады. Нәтижесінде, көрінетін камераның бұрышын схемалық түрде көрсететін нысан көрінуі керек. Камера объектіге бағытталуы керек, ол нәтижеде алынған кескінде болуы керек. Камераның көрінісінде не бар екендігін тексеру үшін, сіз View-Camera мәзірінен өтуіңізге болады. Сол кезде экранда кадрдың шекараларын көрсететін тіктөртбұрыш пайда болады.
Blender- дағы қисық сызық. Көптеген қолжетімді тор жобалау құралдарының көмегімен жүйеде берілген геометрия үшін кеңістіктегі текстураны басқару оңай. Басқаруды имидждің орналасуы ретінде экспорттауға болады, кеңейтілген аумақтар қолданыстағы бейнелерге бейімделуі мүмкін. Көптеген текстуралар мен спецификалық рефлексия және соққылардың карталарын өзгертуді онлайн режимінде өзгертуге болады. Сонымен қатар барлық өзгерістер нақты бір уақытта ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Зерттеу жұмысының көкейкестілігі. Қазіргі уақытта елімізді бәсекеге қабілетті дамыған мемлекет болуға дайындау мақсатында, жастардың сауаттылығын арттырып, барлық жеткіншек ұрпақтың толыққанды білім алуына үлкен көңің бөлінеді. Тәуелсіз елдің тірегі білімді ұрпақ- демекші. Жаңа дәуірде басты мәселе білімді беру, ғылымды дамыту.
Қазақстан Республикасының Білім туралы Заңында: Білім беру жүйесінің басты міндеті ұлттық және жалпы азаматтық құндылықтар, ғылым мен практика жетістіктері негізінде жеке адамды қалыптастыруға және кәсіби шыңдауға бағытталған білім алу үшін қажетті жағдайлар: оқытудың жаңа технологияларын енгізу, білім беруді ақпараттандыру, халықаралық ғаламдық коммуникациялық желілерге шығу деп білім беру жүйесін одан әрі дамыту міндеттерін көздейді. Сондықтан, қазіргі даму кезеңі білім беру жүйесінің алдында оқыту үрдісі технологияландыру мәселесін қойып отыр. Заман талабына сай білім оқу орындарында білім мазмұнын, оның құрылымдық жүйесін жақсарту білім реформасының жүзеге асуының басты шарты.
Бұл жұмыста оқушылардың оқу- танымдық белсенділігін, жоғары деңгейін қамтамасыз ету үшін информатика пән мұғалімдерінің оқу процесіне компьютерлік модельдеу бағдарламасын қолданудың тиімді тәсілдері көрсетілген.
Аталған мәселелерді жүзеге асыру бағытымен дипломдық жұмыстың тақырыбы Информатика сабағында компьютерлік модельдеу бағдарламаларын пайдалану деп таңдалған.
Зерттеудің мақсаты: білім алушыларға компьютерлік модельдеу программаларында жұмыс жасауды үйрету және информатика пәнін оқытудың сапасын арттыру.
Зерттеудің міндеттері:
білім берудің сапасын арттыру жолдарының негіздерін зерделеу;
жаңа компьютерлік модельдеу программаларына салыстырмалы талдау жасау арқылы оқытудың ақпараттық технологиясының мүмкіндіктерін айқындау;
оқытудың жаңа ақпараттық технологиясын информатика пәніне оқытуға қолданудың әдістемелік жүйесін жасақтау.
Зерттеудің нысаны: жалпы білім беретін мектептер.
Зерттеудің пәні: 3D модеьдеу программасын қолданып оқушылардың білім сапасын арттыру.
Жұмысымыздың ғылыми жаңалығы:
- білім беру негізінде жаңа технология негіздері қарастырылды ;
- жаңа 3D программаларға салыстырмалы талдау жасалды және оқытудың ақпараттық технологиясының мүмкіндіктерін айқындады;
- оқудың жаңа ақпараттық технологиясын пайдалануда информатика пәніне оқытуға арналған әдістемелік жүйесі жасақталды.
Жұмыстың құрылымы: диплом жұмысы кіріспеден, екі тараудан, қорытындыдан, пайдаланған әдебиеттерден, қосымшадан тұрады.
Информатиканы оқытуда компьютерлік модельдеу түсінігі атты бірінші тарауда компьютерлік модельдеу тақырыбына анықтама және қазіргі заманда компьютерлік модельдеу программаларының алатын орны мен олардың түрлеріне тоқталатын боламыз .
Информатика сабағында 3D- модельдеуді үйретудің практикалық негіздері. атты екінші тарауда қазіргі таңдаға информатика сабағында 3D- модельдеу бағдарламасында жұмыс жасау жайында. Сонымен қатар виртуалдық әлеммен танысатын боламыз. Осы тақырыпқа байланысты жоғары сныптарға арналған сабақтармен жұмыс жасалынады.
Articulate Storyline бағдарламасында информатика пәні бойынша компьютерлік модельдеу бағдарламаларына арналған электронды оқулық атты тараудан тұрады. Бұл тарауда электрондық оқулықты жан- жақты қарастырып, оның жасалу жолымен танысамыз.
1 Информатиканы оқытуда компьютерлік модельдеу түсінігі
Информатика сабағында компьютерлік модельдеу бағдарламасын пайдаланудың артықшылықтары
Бастапқыда модель деп анықталған жағдайда объектіні алмастыратын қандай да бір көмекші объекті аталған. Сондықтан табиғат заңдарының әмбебаптығы, модельдеудің жалпылығы, және біздің білімдерімізді модель түрінде бейнелеудің мүмкіндіктері сәйкессіз болды.
Уақыт өте келе объектілірді жасанды сызбалардың, суреттердің, карталардың модельдік ерекшеліктері арқылы сипаттала бастады. Келесі қадамда модель ретінде нақты объект ғана емес абстрактылы, идеялық құрылымдардың да жұмыс істеу мүмкіндіктері белгілі болды. Мұның мысалы математикалық модельдер бола алады. Математика негіздерін зерттеумен айналысатын математиктер мен философтардың еңбектерінің нәтижесінде модельдер теориясы жасалды. Онда модель бір абстрактылы математикалық құрылымның басқасына бейнелену, түрлендіру нәтижесі болып анықталады.
ХХ ғасырда модель түсінігі нақты және идеялық модельдерді қатар қамтитындай болып жалпыланды. Сондықтан, абстрактылы модель түсінігі математикалық модельдер шеңберінен шығып, әлем туралы білімдер мен танымдардың барлығына қатысты болды. Модель түсінігінің айналасындағы кең талқылыаудың қазіргі кезде жалғасып отырғандағын естен шығармау қажет. Бастапқыда ақпараттық, кибернетикалық бағыттардағы ғылыми пәндер аясында, содан соң ғылымның басқа да салаларында түрлі тәсілдермен іске асырылатын модель ретінде танылды. Негізінде модель білімнің мәнін нақтылау тәсілі ретінде қарастырылады.
Модель - қaсиеттері белгілі бір мaғынaдaғы жүйенің немесе процесстің қасиеттеріне ұқсас объектілер немесе процесстер жүйесі; сериялы бұйымдарды жаппай өндіруге арналған үлгі, эталон; кез-келген бір объекті жұмысы, мыс., процессордың жұмыс істеуін модельдейтін порграмма немесе құрылғы. Ол материалдық объект түрінде, математикалық байланыстар жүйесі ретінде немесе құрылымды имитациялайтын программа күйінде құрастырылады да, қарастырылатын объектінің жұмыс істеуін зерттеу үшін қолданылады. Модельге қойылатын негізгі талап - оның қасиеттерінің негізгі объектіге сәйкес келуі, яғни барабарлығы.
Модельдеу - кез-келген құбылыстардың, процесстердің немесе объект жүйелерінің қасиеттері мен сипаттамаларын зерттеу үшін олардың үлгісін құру (жасау) және талдау; бар немесе жаңадан құрастырылған объектілердің сипатын анықтау немесе айқындау үшін олардың аналогтарында (моделбдеріне) объекілердің әр түрлі табиғатын зерттеу әдісі. Модель төрт деңгейде түпнұсқаның гносеологиялық орынбасары бола алады: 1-элементтер деңгейінде, 2-құрылым деңгейінде, 3-қалып-күй немесе қызметтік деңгейінде, 4-нәтижелер деңгейінде. Сипаты бойынша модельдеу материалдық және идеалдық болып бөлінеді. Материалдық модельдеу объектінңі геометриялық, физикалық, динамикалық және қызметтік сипатын нақты дәл береді. Идеалдық модельдеуге объектінің ойдағы бейнесі жатады. Ойша модельдеу тіл көмегімен іске асырылады.
Соңғы онжылдықтa технологияның қарқынды дамуы, компьютeрлік техника мен бағдарламалық қамтамасыз ету сaласында да көптеген өзгерістер әкелді. Сол өлгерістердің арқасында, ерекше эффектілер арқылы жасалған фильмдер, эпизодтары қазіргі заманғы стандарттарға сәйкес келетін, толқудың және пікірталастың қалыптасуына себеп болды. Бүгін сіз фильмдерде және теледидарда арнайы әсерлермен ешкімді таң қалдырмайсыз. Өйткені, қазірде компьютерлік графиканы құруға арналған бағдарламалар және үш өлшемді модельдеуге арналған программалар кең таралған. Үшөлшемді графикалық бағдарламалар өзінің мүмкіндіктері мен артықшылықтары арқылы қолданушылардың қызығушылығын арттырады.
Компьютерлік модельдеу, соның ішінде үшөлшемді графика біздің өмірімізде соншалықты үлкен орын алады. Біз оны кез-келген жерде кездестіреміз, бірақ аңғарып қарамаймыз. Не себепті? Өйткені үшөлшемді графика өміріміздің бір бөлшегіне айналған. Үлкен билбордтар, сауда орталығындағы жарнамалар, ұшақты көруге арналған іс-әрекеттегі фильмде жарылыс жасаған күлгін жарқылына қарап, көптеген адамдар бұл нақты түсірілім емес, үш өлшемді графикалық шеберлігінің нәтижесі екенін түсінбейді. Үшөлшемді графиканың көлемі өте кең: жарнамалық және киноиндустриядан интерьер дизайнымен шектелмей, компьютерлік ойындар мен архитектуралық проектер кезінде де қолданылады.
Қазіргі таңда білім беру жүйесінің басты міндеті, ол қоғамды жаһандық ақпараттандыру. Сонымен қатар қазіргі заманғы ақпараттық ортада шығармашылығы жоғары, сапалы қызметке дайын маман даярлау. Кәсіби құзіреттіліктері жоғары информатика пәнінің мамандарын даярлау үшін, ғылыми әдістемелік құралдар керек. Сонымен қатар материалдық-техникалық және ақпараттық-технологиялық оқытудың рөлі жоғары.
Адамдарды өмірге және ақпараттық қоғамдағы жұмысқа дайындау, білім беруді ақпараттандырудың басты мақсаты болып табылады. Ақпараттық технологияларды өздерінің практикалық мәселелерін шешу үшін пайдалану мүмкіндігін қалыптастырады. Сондықтан, компьютерлік технологияны оқушыларға кәсіби бағдарында қолданудың өзектілігі айқын: бұл қоғамды ақпараттандыру үдерісінің жылдам дамуына көмек береді.
Информатика пәнін оқу процесінде шешілетін басты міндеттердің бірі - оқушылардың танымдық мүдделерін, зияткерлік және шығармашылық қабілеттерін дамыту. Информатика сабағының негізгі мақсатының біріне: оқушылардың заманауи ақпараттық технологияларды меңгеру үшін әртүрлі іс-шараларға қатысуға, оқушылардың өнімділігі мен шығармашылық сипатын ескере отырып, тиімді жағдай жасау. Эксперимент жасауға, өз бетінше ізденуге ынталандыру. Осы жағдайлардың бірі, менің ойымша, компьютерлік модельдеу болып табылады. Қазіргі уақытта ғылыми-практикалық зерттеулердегі компьютерлік модельдеу әлемді түсінудің негізгі құралдарының бірі болып табылады. Компьютерлік сабақтар кезінде оқушылар модельдерді қалай құрастыруға, компьютерлік модельдеу программаларымен жұмыс жасауға үйрену керек. Қазіргі таңда кең таралған үшөлшемді модельдеу информатика сабағында, жоғарғы сынып оқушыларына арнайы сабақ ретінде үйретіледі.
Ең көп қолданылатын танымал ақпараттық-коммуникациялық технологиялардың бірі компьютерлік модельдеу. Бұл жұмыс тек кәсіпқой ғана емес, сондай-ақ жаңа пайдаланушыларды да қамтиды. Компьютерлік графикасыз заманауи мультимедиялық бағдарлама жасай алмайды. Оқушылар алдында тұрған міндеттер қызықты және жиі қиындық тудырады, бұл олардың мотивациясын арттыруға, кеңістіктік ойлауды дамытуға, компьютерлік ғылымның мүмкіндіктерін ашуға және математикамен қарым-қатынасты анықтауға мүмкіндік береді.
3D-технологиялық бағдарламамен жұмыс істеу, кез-келген деңгейдегі оқушыларды оқыту мен танымдық үдерісіне белсене араласуға және өзінше ой қабілетін білдіруге мүмкіндік береді. Сабақтар күрделі деңгейде өткізілуі мүмкін, бірақ барлығына қол жетімді программаны пайдаланған дұрыс. Өйткені олардың сыныптағы және сыныптан тыс 3D-модельдеу элементтерін пайдалану, оқушылардың практикалық дайындығын жақсартуға ықпал етеді. Бұл техникалық мамандықтарды табысты меңгеруге әкеледі. Компьютерлік модельдерді құру қызметі оқушылардың білімін тереңдетіп қана қоймай, сонымен қатар модельдеу саласындағы интеллектуалды дағдыларды дамытады. Оқушылардың шығармашылық қабілеттерін дамытуға мүмкіндік береді. Компьютерлік 3D модельдеу: математика, физика және басқа ғылымдармен информатика пәнаралық қосылыстарды барынша кеңінен пайдалану арқылы сипатталады. Толық ғылыми көзқарас алу үшін, шығармашылық қабілеттерін дамыту, болашақта танымал мамандар болу үшін оқушылардың компьютерлік модельдеу негіздерін меңгеруі дұрыс. Оқушылардың кәсіби құзыреттілігін дамытуда компьютерлік модельдеуді оқыту мұғалімнің оқу процесінде көптеген білім беру технологияларын қолдануды көздейтін шығармашылық міндеті болып табылады:
көп деңгейлі оқыту, тез қабылдайтын оқушылар өздерінің қабілеттерін жүзеге асырады, әлсіз қабылдайтын оқушылар өздеріне мотивация алып практикалық ой- өрісін дамытады;
жобаға негізделген оқыту әдістері оқушылардың жеке шығармашылық қабілеттерін дамытуға, олардың кәсіби және әлеуметтік өзін-өзі тануына саналы түрде жақындауға мүмкіндік береді;
Оқудың зерттеу әдісі оқушыларға өздерінің білімін дербес толтыруға, зерттелетін проблемаға тереңірек қарауға және оны шешу жолдарын ұсынуға мүмкіндік береді, бұл әлемдік көзқарас қалыптастыру кезінде маңызды болып табылады. Бұл әрбір оқушының жеке даму траекториясын анықтау үшін маңызды;
Компьютерлік модельдеуді тиімді оқыту үшін әдіснамалық және дидактикалық материалдар болуы тиіс. Өйткені модельдеуге қатысқысы келетіндердің қамтуы - 2-ден 9-ға дейін және оқытудың түрлі деңгейлеріндегі балаларға назар аудару қажет. Оқушылардың әрқайсысына берілген білім беру тапсырмаларын орындауға арналған егжей-тегжейлі нұсқаулардың болуы, әрбір балаға оның қабілеттеріне және оқу жылдамдығына сәйкес тиімді түрде орындауға мүмкіндік береді. Әрбір оқушы өзінің даралығын көрсете алады. Бұл тәжірибеде жеке, топтық және фронталистік жұмыс түрлері пайдаланылады:
дәріс;
практикалық жұмыс;
шығармашылық жоба;
білім беру ойындары;
бәсекелестік;
тақырыптық тапсырмалар.
Компьютерлік модельдеуге арналған бағдарламаларда практикалық тапсырмалар орындау, модельдеуге бастамашылық элементтерімен шығармашылыққа ие. Мұндай сабақтар төмендегі әдістерді көрсетіледі:
Оқушылардың білімін нығайтуға, тестілеу дағдыларын қалыптастыруға, оқушылардың дербес компьютерде жұмысқа дайындауға, арнайы компьютерлерде оқушылардың синхронды жұмыс істеуіне;
компьютерлерде оқушылардың қажетті танымдық қызметін ұйымдастыру және ұйымдастыру қажет болған жағдайда, өзіндік жұмыстарды орындау.
Информатика сабағында компьютерлік модельдеу бағдарламасымен жұмыс жасаған оқушылар өздерінің ойлау қабілеттерін жақтартады. Практикалық жұмыс барысында топ мүшелері объектілерді модельдеу, пайда болған проблемаларды шешу жолдары туралы. Сонымен қатар өз күштерін бағалау туралы өздерінің жорамалдарын ұсынуға мүмкіндіктері бар. Бұдан басқа, топтық белсенділік диалогта тәжірибе жинауға, оқушылардың кәсіби құзыреттіліктерін қалыптастыруда маңызды болып табылатын көзқарастарын талқылауға мүмкіндік береді.
Қазіргі таңда информатика сабағында компьютерлік модельдеу жоғары сыныптарда қарастырылған. Ал компьютерлік модельдеу технологиясының элементтерін өз бетінше зерттеуге ниет білдірген 7-9 сынып оқушылары жеке кеңес алады. Бұл технология оқушыларға бұрын алынған білім мен дағдыларды пайдалана отырып, өз міндеттерін шешуге мүмкіндік береді. Практикалық жұмыс іс-әрекетте өзін таныту қабілеті арқылы білімді алу процесін қызықтыруға мүмкіндік береді. Оқушылар модельдеу жұмыстарын толық меңгеріп, өз қажеттілігіне қолдана алады. Бұл табыстың жағдайын жасауға және білім беру және кәсіби қызметті жандандыруға әкеледі. Бұл жаңа оқу бағдарламасындағы басты мәселе. Өзгерістер негізінде тұжырымдама жатыр,оған сәйкес білімнің жалпы санына емес, функционалдық сауаттылыққа басымдық беріледі. Басқаша айтқанда, жаңартылған білім берудің міндеті-оқушыларды алған білімдерін тәжірибеде қолдануға үйрету.
Компьютерлік модельдеу бағдарламаларының түрлері
Компьютерлік модельдердің негізгі түрлері. мақсаты мен ауқымы. Компьютерлік модельдеу - оның компьютерлік моделін пайдалану негізінде кешенді жүйені талдау немесе синтездеу міндеттерін шешу әдісі.
Компьютерлік модельдеуді төмендегілер ретінде қарастыруға болады:
математикалық модельдеу;
имитациялық модельдеу;
тохастикалық модельдеу.
Компьютерлік модель термині теңдеулер, теңсіздік, логикалық қатынастар, өзара байланысты компьютерлік кестелер, графиктер, диаграммалар, графиктер, сызбалар, анимация фрагменттері, гипермәтін және т.б. арқылы сипатталған объектінің немесе белгілі бір жүйенің шартты бейнесі ретінде түсініледі. Сондай- ақ объектінің элементтері арасындағы құрылым мен қатынастарды көрсету. Теңдеулер, теңсіздіктер, логикалық қатынастар, өзара байланысты компьютерлік кестелер, графиктер, диаграммалар, графиктер арқылы сипатталған компьютерлік модельдер математикалық деп аталады. Компьютерлік модельдер өзара байланысты компьютерлік кестелер, графиктер, диаграммалар, суреттер, анимация фрагменттері, гипермәтін және т.б. және объектінің элементтері арасындағы құрылым мен қатынастарды көрсете отырып, біз құрылымдық және функционалды деп атаймыз.
Әртүрлі, әдеттегі кездейсоқ факторларға әсерін тигізетін объектінің (объектілердің) жұмыс істеу процестерін ойнату үшін, оның жұмысының нәтижелерін графикалық бейнелеу және дәйектеуді пайдалануға мүмкіндік беретін компьютерлік модельдер (жеке бағдарламалар, бағдарламалар жиынтығы, бағдарлама кешені) имитация деп аталады. Компьютерлік модельдеудің мәні бар модельге сандық және сапалық нәтижелер алу болып табылады. Талдаудың сапалы нәтижелері күрделі жүйенің бұрын-соңды белгісіз қасиеттерін анықтайды: оның құрылымы, даму динамикасы, тұрақтылығы, тұтастығы және т.б. Сандық қорытындылар негізінен қолданыстағы СС-ны талдау немесе кейбір айнымалылардың болашақ құндылықтарын болжау болып табылады. Сапалы, сонымен қатар сандық нәтижелерді ғана емес, иметатциялық модельдеуі мен құрылымдық-функционалдық арасындағы маңызды айырмашылық. Модельдеудің бірқатар ерекшеліктері бар. Олардың әрқайсысында, модельдің күрделілігіне байланысты, мақсат модельдеу, модель сипаттамаларының белгісіздігінің дәрежесі болуы мүмкін. Әртүрлі жолмен зерттеулер жүргізіледі(эксперименттер), яғни зерттеу әдістері. Мысалы, талдау кезінде зерттеу математикалық әдістерді қолданды. Жеке немесе далалық үлгілеу үшін эксперименттік зерттеу әдісі қолданылады.
Қолдану арқылы категориялау оқу модельдері оқытуда қолданылады. Көрнекі құралдар, түрлі тренажерлар, оқу бағдарламалары болуы мүмкін. Эксперименталды модельдер объектіні зерттеу және оның болашақ сипаттамаларын болжау үшін пайдаланылады. Мысалы, ұшақ қанатының моделі желдің туннельдерінде ағып кетеді, оның ағынын зерттейді; Құрылыс үлгісі оны белгілі бір жерге байланыстыру үшін пайдаланылады. Мұндай модельдер жобаланған объектінің қысқартылған немесе үлкейтілген көшірмелері болып табылады. Ғылыми-техникалық модельдер процестер мен құбылыстарды зерттеуге арналған. Бұл модельдерде найзағайдың электр зарядтарын алу құрылғысы, Күн Жүйесінің планеталарының қозғалысы моделі, ішкі жану қозғалтқышының моделі табылады. Ойын модельдері әртүрлі ойындар: бизнес, экономикалық, әскери. Осындай модельдердің көмегімен жанжал жағдайларын шешуге, психологиялық көмек көрсетуге, әртүрлі жағдайларда объектінің мінез-құлқын ойнауға болады. Модельдеу модельдері әртүрлі дәрежелі дәлдікпен шындықты көрсетпейді, бірақ оны еліктейді. Модельдегі эксперимент нақты жағдайдағы кез-келген әрекеттердің әсерін зерттеу немесе бағалау үшін немесе басқа да көптеген ұқсас нысандармен бір уақытта жүзеге асырылатын, бірақ әртүрлі жағдайларда орнатылған бірнеше бастапқы деректермен бірнеше рет қайталанады. Зерттеу қорытындылары бойынша.
Статикалық модельдер объектіні кез-келген нүктеде уақытында, онымен бірге болған өзгерістерді ескерместен көрсетеді. Бұл модельдерде уақыт факторы жоқ. статикалық модель сутегі атомдары мен оттегінен тұратын су молекуласының орналасуы немесе құрылымы бола алады.
Динамикалық модельдер объектіні уақыт бойынша өзгерту процесін бейнелейді. Білім саласы бойынша физикалық-химиялық географиялық географиялық тарихи социологиялық экономикалық классификация.
Машина экспериментінің қолданбалы және перспективалық әдістерін талдау есептеу, статистикалық, имитациялық және өзін-өзі ұйымдастыру әдістерін ажыратуға мүмкіндік береді.
Есептелген (математикалық) модельдеу математикалық үлгілерді зерттеуде пайдаланылады және әр түрлі сандық кіріс деректерімен машинаны іске асыруға дейін азаяды. Осы енгізулердің (есептеулердің) нәтижелері графикалық немесе кестелік түрінде берілген. Мысалы, классикалық схема - математикалық модель алгоритмдік формаға дейін төмендетілген сандық әдістерді қолдануға негізделген дифференциалдық теңдеулер жүйесі түрінде ұсынылған математикалық модельді машина іске асыру, бағдарламалық қамтамасыз ету компьютерде жүзеге асырылады және нәтижелер есептеледі.
Информатика компьютер көмегімен жасалуы және зерттелуі мүмкін үлгілерді қарастырады. Бұл жағдайда модель компьютерге және компьютерге емес болып бөлінбейді. Қазіргі уақытта компьютерлік модельдердің екі түрі бар: құрылымдық және функционалдық, олар компьютерлік технологияны қолдану арқылы сипатталған объектінің әдеттегі бейнесін білдіреді; әртүрлі жағдайларда объектінің жұмыс істеу процестерін жаңғыртуға мүмкіндік беретін бағдарламаларды немесе бағдарламаларды кешенін имитациялайды. Имитациялық модельдеу жалпыға ортақ дәрежеде сипатталады, тапсырмалардың кең класына оңай бейімделетін бірыңғай модель құру үшін алғышарттар жасайды және әртүрлі сынып модельдерін біріктіру құралы ретінде әрекет етеді.
Компьютерлік модельді құру құбылыстың немесе зерттелетін ерекше объектінің ерекшелігінен абстракцияға негізделеді және екі кезеңнен тұрады: алдымен сапалы және кейіннен сандық модель. Компьютерлік модельдеу - компьютерде компьютерлік есептеу эксперименттерінің сериясын жүргізу, оның мақсаты зерттелетін объектінің нақты мінез-құлқымен талдау модельдеу нәтижелерін талдау, талдау және салыстыру, қажет болған жағдайда модельді нақтылау және т.б.
Екі ғимарат модельдерінің салыстырмалы компьютерлік анимациясы.
Компьютерлік модельдеудің негізгі кезеңдері:
проблемалық есеп, модельдеу объектісінің анықтамасы;
тұжырымдамалық модельді әзірлеу, жүйенің негізгі элементтерін және өзара әрекеттесудің қарапайым актілерін анықтау;
формализация, яғни математикалық модельге көшу;
алгоритм құру және бағдарламаны жазу;
компьютерлік эксперименттерді жоспарлау және жүргізу;
нәтижелерді талдау және түсіндіру.
Модельдеудің компьютерлік түрлері қазіргі кезде де кеңінен қолданыс табуда. Компьютерлік модельдеудің мүмкіндіктерін кеңейтіп, қолдану тәсілдерін жеңілдететін ішкі бағдарламалар мен сандық математика тәсілдерінің формаларымен толықтырылған функциялардың кітапханалары бар. Сондай-ақ компьютерлік модельдеу түсінігі ХХ ғасырдың 50-ші жылдары биологиядағы күрделі жүйелерді автоматтандырылған экономикалық-ұйымдастырылған басқару жүйесін құруда жүйелік талдаумен жиі қоладнған.
Күрделі жүйелерді талдаудағы компьютерлік модельдеу зерттелетін объектінің математикалық-логикалық күйін модельдеу, объектінің қызметтік алгоритміне айналатын, компьютерлерге арналған бағдарламаларды комплексті түрде дайындайтын имитациялық модельдеу болып табылады.
Кез-келген объект күйін имитациялауға болады, бірақ имитациялық модельдеу бәрінен бұрын таңдалған басқару стратегиясына тәуелді күрделі жүйелердің алдыңғы уақыттағы күйін болжаудың зерттелуін қарастырады.
Графикалық интерфейстер мен қолданбалы бағдарламалардың графикалық пакеттерінің дамуының негізінде объектінің сыртқы түрі мен құрылымын компьютерлік модельдеу кең таралды.
Қазіргі кезде компьютерлік модельдеу ретінде;
өзара байланысты компьютерлік суреттердің, кестелердің, схемалардың, диаграммалардың, графиканың, анимациялық фрагменттердің, гипертексттердің көмегімен сипатталған объектінің шартты бейнесі айтылады. Бұл түрдегі компьютерлік модельдер құрылымдық-функционалдық деп аталады;
түрлі факторлардағы объектіге әсер ету шарттарының функциялану процесін имитациядауды реттелген есептер мен графикалық бейнелеулер нәтижесін шығаруға мүмкіндік беретін жеке бағдарламалар комплекстері аталады.
Компьютерлік модельдеудің мақсаты - экономикалық, әлеуметтік, ұйымдастырушылықтехникалық сипатта шешім дайындап, қабылдауға пайдаланылуы мүмкін мәліметтер алу. Компьютерлік математикалық модельдеу информатика пәнімен технологиялық жағынан байланысады. Компьютерлер мен ақпаратты өңдеудің сәйкес технологияларын пайдалану экологтардың, экономистердің, физиктердің және т.б. қызметтердің ажырамас бөлігі.
Модельдеу үдерісіне нысанның тұпнұсқасын танып- білу мақсатымен нысан- үлгілер құрылады.
Үшөлшемді модельдеу
Үшөлшемді графика. Графиканың бұл түрі ғылыми есептеулерде., инженерлік жобалауда, физакалық объектілерді компьютерлік модельдеуде қолданылады. Объектілерді кеңістікте модельдеу үшін:
Объектінің табиғи пішіміне неғұрлым толыұ сәйкес келетін виртуальдық қарасын жобалап және құру қажет;
Көнекілеудің физикалық қасиеттері бойынша табиғиға ұқсас виртуалдық материалды жобалар және жасау қажет;
Материалды объекті беттерінің бөліктеріне меншіктеу қажет;
Кеңістіктің физикалық параметрлерін құру қажет- жарықты, гравитацияны, атмосфера қасиеттерін беру қажет;
Объектілердің қозғалыс траекториясын беру қажет;
Кадрлардың қорытындыға жету тізбегін есептеу қажет;
Беттік эффектілерді қорытынды аниматциялық білікке салу қажет;
Табиғиға ұқсас кескіндерді есептеу үрдісін рендеринг деп атайды. Күрделі математикалық модельдерді қолдану физикалық эффектілерді жүзеге асыруға мүмкіндік жасайды. Әртүрлі процедуралық эффектілер мек бөлшектер жүйелерінің байланысын есептеудің әдістері бар.
Қолданылуы. Нақты уақыт режімінде үш өлшемді модельдеудің ерекше қолдану облысын техникалық құралдардың жаттықтырғыштары құрайды- автомобильдердің, кемелердің, ұшу және космостық кемелер мен әскери ұшу аппараттарын басқаруға үйрету үшін жасалған.
Үшөлшемдік графикалық өңдеудің программалық жабдықтары. Мұндай жабдықтарды үш десте құрады. Олар үлкен қуатты ДК- да Windows NT операциялық жүйесінің басқаруымен жұмыс істейді. Үшөлшемді графика ғылымда және өндірісте, мысалы, дизайнды автоматтандыру жүйелерінде (CAD, қатты бөлшектер элементтерін жасау үшін: ғимараттар, машина бөліктері, механизмдер), сәулет визуализацияларына (бұл аталатын, мысалы, Виртуалды археология), заманауи медицина жүйелерінде теңінен таралған. Ең кең қолданыс қазіргі заманғы көптеген компьютерлік ойындарда, сондай-ақ кинотеатр, теледидар мен баспа материалдарының элементі болып табылады. Үшөлшемді графика, әдетте, дисплейдің немесе қағаз парағының жазық, екі өлшемді бетінен көрсетілетін виртуалды, минималды үшөлшемді кеңістікке қатысты. Қазіргі уақытта үш өлшемді ақпаратты үш өлшемді түрде көрсетудің бірнеше жолы бар, бірақ олардың көпшілігі стерео кескінмен жұмыс істегендіктен, олардың көлемді сипаттамаларын шартты түрде көрсетеді. Осы аймақтан біз стерео көзілдірік, виртуальды дулыға, 3D дисплейлерді үшөлшемді бейнені көрсете аламыз. Бірнеше өндірушілер үш өлшемді дисплейлерді дәйекті шығаруға дайын екендіктерін көрсетті. Бірақ көлемді суретті рақаттана алу үшін көрерменді орталықта қатаң түрде орналастыру керек. Оңға қадам, сол жаққа қадам, сондай-ақ бастың нашар бұрышы үш өлшемділікті жалтыраған кескінге айналдыру арқылы жасалуы мүмкін.
3D модельдеу - үш өлшемді объектілі модель құру процесі. 3D моделдеу міндеті - қажетті нысанның визуалды үшөлшемді бейнесін жасау. Сонымен бірге бұл модель нақты әлемдегі заттарға (автомобильдер, ғимараттар, дауыл, астероид) сәйкес келеді және толық дерексіз болуы мүмкін (төрт өлшемді фракталдың проекциясы).
Үшөлшемді объектілердің графикалық бейнесі арнайы бағдарламаларды қолдана отырып, жазықтыққа (мысалы, компьютерлік экранға) сахнаның үш өлшемді моделінің геометриялық проекциясының құрылысын қамтиды. Дегенмен, 3D дисплейлер мен 3D принтерлерді жасау және енгізу арқылы 3D графикасы міндетті түрде жазықтыққа түсіруді талап етпейді.
Жазықтықта үшөлшемді бейнені алу үшін келесі қадамдар қажет:
моделдеу - сахна мен оның объектілерінің үш өлшемді математикалық моделін құру;
текстура - растрлық немесе процедуралық текстураларға арналған беттерді бекіту (сонымен қатар материалдардың қасиеттерін белгілеуді білдіреді - мөлдірлік, шағылысу, кедір-бұқалау және т.б.);
жарықтандыру - жарық көздерін орнату және конфигурациялау;
анимация (кейбір жағдайларда) - объектілерге қозғалыс беру;
динамикалық модельдеу (кейбір жағдайларда) - бөлшектердің, қатты денелердің жұмсақ заттардың және т.б. өзара әрекеттесудің автоматикалық есептелуі, гравитациялық күштердің, желдің, басудың және т.б.
көрсету (визуализация) - таңдалған физикалық модельге сәйкес проекция жасау;
құрастыру (макет) - бейнені тазарту;
кескіннің шығыс құрылғысына шығарылуы - дисплей немесе арнайы принтер.
Сценалық үлгілеу (виртуалды модельдеу кеңістігі) объектілердің бірнеше санатын қамтиды:
Геометрия (әртүрлі тәсілдермен салынған, мысалы, полигональды тор жасау, ғимараттар);
Материалдар (модельдің көрнекі қасиеттері туралы ақпарат, мысалы, қабырғаның түсі және терезелердің рефлективтік қуатты күші);
Жарық көздері (бағыты, қуаты, спектрін жарықтандыру);
Виртуалды камералар (проекттің нүктесі мен бұрышын таңдау);
Күштер мен эффектілер (анимацияда негізінен пайдаланылатын объектілердің динамикалық бұрмалануының параметрлері);
Қосымша әсерлер (атмосфералық құбылыстарды имитациялайтын заттар: тұман, жарық, жалын және т.б.)
Үшөлшемді модельдеу міндеті - бұл объектілерді сипаттау және оларды болашақ имиджге қойылатын талаптарға сәйкес геометриялық қайта құру арқылы сахнаға орналастыру.
Материалдың мақсаты: нақты камераның сенсоры үшін нақты әлемдегі заттардың материалдары жарықтың қалай көрінетінін, тарататындығын және таралуымен ерекшеленеді; виртуалды материалдар нақты материалдардың қасиеттеріне сәйкес келеді - мөлдірлік, рефлексия, жарық шашырау, кедір-бұдыр, рельеф және т.б.
Модельдеуге арналған ең танымал программалар:
Pixologic Zbrush;
Autodesk Mudbox, Autodesk 3D max;
Robert McNeel & Assoc. Rhinoceros 3D;
Trimble SketchUp.
Blender
Компас (САПР)
Фототехникалық бейнелерді 3D моделдеу. Үшөлшемді графиканы жасауға мүмкіндік беретін бағдарламалық жасақтама пакеттері, яғни виртуалды шындықтың нысандарын модельдеу және осы модельдерге негізделген суреттерді жасау өте әртүрлі. Соңғы жылдары осы саладағы тұрақты көшбасшылар коммерциялық өнімдер болып табылады, мысалы:
Autodesk 3ds Max
Autodesk Maya
Autodesk Softimage
Blender
Cinema 4D
Houdini
Modo
LightWave 3D
Caligari Truespace
Сондай-ақ жаңа Rhinoceros 3D, Nevercenter Silo және ZBrush қатысты. Ашық өнімдердің арасында Blender пакеті (3D модельдері, анимация, әртүрлі модельдеу және т.б.), K-3D және Wings3D құралы тегін таратылады.
Ойындар мен қолданбалы бағдарламалардағы үш өлшемді графиканы визуализациялау. Қолданбалы бағдарламаларда - DirectX, OpenGL және тағы басқа үш өлшемді графиканы визуализациялау үшін бағдарламалық қамтамасыз етудің бірқатар кітапханалары бар. Ойындарда 3D графиканы таныстырудың бірнеше тәсілдері бар - толық 3D, жалған-3D.
Бөлшектер мен өндіріс механизмдерін модельдеу. Бөлшектер мен құрылымдардың үлгілерін жасау, олардың есептеуі және CNC машиналары мен 3D принтерлеріне арналған бағдарламаларды қалыптастыруды қамтитын CAD CAE CAM дизайн пакеттері бар. Мұндай пакеттер пайдаланушыға тікелей 3D-үлгісімен тікелей жұмыс істеуге мүмкіндік бере бермейді. Ол үшін арнайы тілде жазылған пайдаланушыға жасаған сценарийдің орындалуы арқылы қалыптастырылатын OpenSCAD пакеті болуы керек.
3D дисплейлер. Үш өлшемді немесе стереоскопиялық дисплей (3D дисплей, 3D экранды) - стереоскопиялық немесе басқа әсері арқылы дисплейде көрсетілген кескіндерде нақты көлемнің көшірмесін жасайды. Қазіргі уақытта үш өлшемді бейнелердің басым көпшілігі стереоскопиялық әсерді қолдану арқылы оңай көрінеді. Бірақ стереоскопияны тек көлемді қабылдау үшін жеткілікті деп санауға болмайды. Адамның көзі жұқа және жалғыз, жалпақ кескіндерден көлемді объектілерді бірдей жақсы айқындай алмайды.
3D кинотеатрлар. Стереоскопиялық пленкаларға сілтеме жасау үшін үш өлшемді немесе 3D терминдерін қолдану бұл фильмдерді көргенде, үш өлшемді бейнені елестету, үшінші өлшемділік сезімін - тереңдіктің және жаңа 4D кеңістігінің жаңа өлшемін жасайтындығына байланысты. Сонымен қатар, осындай фильмдерді құру кезінде компьютерлік үш өлшемді графиканы кеңейте отырып, ассоциативті қарым-қатынас бар (ерте стерео фильмдер тұрақты фильмдер ретінде түсірілді, бірақ екі линзалы стерео камералар пайдаланылды). Бүгінгі күні фильмдерді 3D пішімінде көру өте танымал құбылысқа айналды.
Стерео-фильмдерді көрсету үшін қазіргі уақытта қолданылатын негізгі технологиялар:
Dolby 3D
XpanD
RealD
IMAX
Толықтырылған шындық және 3D. 3D графиканың өзіндік кеңеюі шындықты кеңейтеді. Кескінді тану технологиясын (маркерлерді) пайдалану арқылы толықтырылған шындық бағдарламасы шынайы физикалық ортада виртуалды 3D нысанын толтырады. Пайдаланушы маркермен өзара әрекеттесе алады: әртүрлі бағытта айналады, әр түрлі жарықтандырады, бөліктерінің біразын жабады - компьютер экранындағы 3D нысанымен болған өзгерістерді қадағалаңыз сонда бәрін анық байқайсыз.
Технологияны кеңінен қолдануға ынталандыру 2008 жылы Adobe Flash технологиясы бойынша ашық FLARToolKit кітапханасын құру болды.
Анимация. Үшөлшемді графиканың ең негізгі бағыттарының бірі - үш өлшемді модельдің қозғалысын (анимациясын) беру немесе үш өлшемді нысандар арасында қозғалысты имитациялау. Үшөлшемді графиканың әмбебап пакеттері анимацияны құру үшін өте бай мүмкіндіктерге ие. Сондай-ақ анимацияға арналған және өте шектеулі модельдік құралдар жиынтығына ие жоғары мамандандырылған бағдарламалар бар:
Autodesk MotionBuilder
PMG Messiah Studio
2. Информатика сабағында 3D- модельдеуді үйретудің практикалық негіздері.
2.1 3D Blender программа интерфейсі, нысандар
Blender - үшөлшемді компьютерлік графиканы құруға арналған еркін пакет, ол өзіне модельдеу, анимация, рендринг, видеоны постөңдеу мен қатар интерактивті ойын құру құралдарын қоса қамтиды. Кәсіби жасаушы пәрмендердің (команда) арқасында және жылдам әрі тұрақты дамуының әсерінде бұл пакет қазіргі таңда тегін 3D редакторлары арасында айырықша қолданысқа ие.
Мүмкіндіктер. Басқа атақты 3D-модельдеу пакеттерімен салыстырғанында Blender пакетінің сипаттамалық ерекшелігі - көлемі жағынан шағындығы. Базалық жеткізілімге кең өрісте алған құжаттамалар және көп мөлшерде демонстрациялық көріністер кірмейді.
Әртүрлі геометриялық қарапайымдықты, полигондық модельдерді қоса алғандағыда, subdivision surface (SubSurf) тәртібіндегі жылдам моделдеу жүйесін, безье қисығын, metaballs (метасфера) мүсін моделдеуді және векторлық шрифттерін қабылдауы;
Универсалды кіріктірме механизмдерінің рендрингі және сыртқы YafRay, LuxRender рендермен және басқаларыменен интеграциалануы;
Анимация құралдары, солардың арасынан инверстік кинематика, қаңқалық анимация және торлық деформация, негізгі кадр бойынша анимация, сызықтық емес анимация, төбені салмақтық коэфициент редакциясы, шектегіш, жұмсақ денелердің динамикасы, физикалық Bullet қозғалтқышының негізіндегі қатты денелердің динамикасы, бөлшек негізіндегі шаш жүйесі және шаш негізіндегі бөлшек жүйесі;
Python - ды құрал мен түптұлғаларды амалмен құрғанға, ойындардағы логиалық жүйелерді амалмен құрғанға, импортэкспор файлдарын (Мысалы, COLLADA) амалын құрғанға, есептерді автоматтандыруды құрғанға қолданады;
Сызықты емес редакциялаудың базалық функциясы және видеоны құрамдастыру;
Game Blender - Blender - дің қосымша жобасы, ол коллизияны анықтайтын, динамиканың қозғалтқышы және программалайтын логиканың интерактивті функциясын ұсынады. Және де ол сәулеттік визуализациядан бастап видео ойынға дейін бөлек reak-time қосымшасын құруға жағдай туғызады.
Ерекшеліктері.
Blender бағдарламасында объект (болмыс, сыртқы дүниемен өзара байланысу) және оның мәліметтері (форма және объект функциясы) болып бөлінеді. Объект - Мәлімет қатынасы 1: n қатынасын көрсетеді және өз-өзімен динамикалық байланыста. Сол себепті кейбір процесстер үшін Blender жылдам әрі бірегейлі.
Ішкі файлды жүйесі, ол бірнеше көріністерді (сценаны) бір файлға сақтай алады. (.blend файл деп атайды)
".blend" файлы ескі нұсқада болсын, не жаңа нұсқалы Blender болсын, барлығына үйлеседі. Сондай-ақ, бір платформадан басқа платформаға көше алады.
Барлық жұмыс уақытысында Blender жобалардың резервтік көшірмесін жасап тұрады, демек төтенше жағдайда мәліметтерді дереу сақтап отырады.
Барлық көріністерді (сцена), объектерді, материялдарды, текстураларды, дыбыстарды, суреттерді, post-production эффектілерін бірыңғай ".blend" файлына сақтай алады.
Жұмыс ортасының икемдеуін ".blend" файлында сақтауға болғандықтан, соның арқасында файлды қайта жүктегенде, сол сақтаған жұмыс ортасы қайтадан шығады.
Артықшылығы мен кемшілігі.
Артықшылықтары
Тегін;
Кодтің ашықтығы;
Ойын құрастыруға мүмкіндігі болуы;
Кроссплатформалық;
Көп мөлшеріндегі Модификаторлар ;
Анимация жасауға мүмкіншілік;
"Сүйектермен" жұмыс істеу;
Фон баптаулары;
Кемшіліктері
Құжаттаманың базалық жеткізілімнің жоқтығы;
HiDpiні қолдауының жоқтығы;
Актуаторлар, контреллерлер және сенсорлар мөлшерінің аздығы;
Программаның шығу тарихы. Blender NeoGeo ең алғаш голондиялық анимация студиясы жұмыс құралы ретінде құрған. 1998 жылдың маусым айында blender авторы, Тон Розендаль (Ton Roosendal), ары қарай дамыту және Blender - ді сүйемелдеу мақсатымен Not a Number (NaN) компаниясын құрды. Бағдарлама shareware принціпі бойынша таратылды. 2002 жылы NaN компаниясы банкротқа ұшырайды. Тон Розендаль өзінің жігері мен қайратын салып GNU GPL пайдасына тиесілі Euro100000 біржолата төлем ақысын төлеу шартыменен лицензияны кредиторларды көндіртіп, өзгерткізеді. 2002 жылы 18 шілдеде керекті сомманы (қарызды) жабу үшін, қайырымдылық бағдарламасымен қаражатты жинастыра бастады. 13 қазан 2002 жылы Blender fonundation компаниясы GNU GPL-ға лицензияланған өнімін ұсынды.
Қазіргі таңда Blender "алғашқы" ашық кодты жоба болып саналады және Blender fonundation активті демеуіменен ары қаратай дамып жатыр. Ең бірінші, алғашқы кодтық файлдың құрылуына орай 2 қаңтар 1994 жылы Blender-дің туған күні болып саналды. 2019 жылы ол 24 жасқа толды.
Blender пайдаланушылық интерфейсі үйрену қиын болғандықтан беделге ие болды. Іс жүзінде әрбір функция тиісті пернелер тіркесіміне ие. Blender ұсынған мүмкіндіктердің санын ескере отырып, әр перне бірнеше тіркеске қосылады. Blender ашық бастапқы жоба болғандықтан, толық мәтін- мәндік мәзірлер барлық функцияларға қосылып, құралдарды пайдалану логикалық және икемді болды. Түс схемаларын, ашық мөлдір қалқымалы элементтерді, объектілер ағашын және жаңа түрлі өзгерістерді көру үшін жаңа жүйені енгізу арқылы пайдаланушы интерфейсін одан әрі жетілдіруді көздеді.
Интерфейс барлық интерфейс компоненттері мен құралдарының орнын тапсырмаға сәйкес өзгертуге, бейімдеуге және қайта таратуға мүмкіндік береді.
Толығымен теңшелетін интерфейс;
Қате емес пайдаланушы интерфейсі теңдесі жоқ жұмыс үрдісін қамтамасыз етеді;
Барлық деңгейлердегі қолдауды болдырмаңыз. Халықаралық тілдерге қолдау көрсететін қаріптерді жою;
Python сценарийлеріне жазбалар мен редакциялау үшін кіріктірілген мәтіндік редактор;
Барлық платформаларда дәйекті интерфейс;
3D Blender программасы. Blender программасы - үшөлшемді копьютерлік графиканы құруға, анимация, интерактивті қосымшалар жасауға арналған бағдарлама. Blender 2.49 программасының интерфейсі үш бөліктен тұрады:
Мәзір қатары;
3D көрінісінің терезесі;
Батырмалар панелі;
Бұл нұсқа программа интерфейсін сипаттауда орнықты. Десек те, терезе өлшемі үлкен не кіші болуы, терезе бөліктері әртүрлі орналасуы мүмкін. Бірақ ол маңызды емес. Есте сақтайтын тағы бір жайт, ол, программада бұйрықтарды пернетақтадан орындау тиімдірек. Сондықтан жұмыс барысында меңзерді өзгеріс жасайтын бөлікке орналастырамыз. Сахнадағы нысандар: текше, шам және камера. Жұмыс терезесінен қиылысқан X,Y осьтерін, 3D меңзерін (бұл меңзерді тінтуірдің меңзерімен шатастыруға болмайды), текше, камера және шамды байқауға болады.
Текше - терезедегі көрініп тұрған нысан. Егер ол сендерге керек жоқ болса, оны алып тастауға болады. Шам жарық көзі қызметін атқарады, ал камера кескіннің соңғы көрінісін көрсету керек. Камера арқылы кескінді әртүрлі бұрыштан көре аламыз.
Рендеринг. Сахнада құрылған нысанды сурет деп айта алмаймыз. Графикалық кескінді алу үшін рендеринг жүргізу керек. Ол үшін Render бұйрығын қолданамыз.
Сахнада әуелі үш нысан бар: текше, камера және шам. Бұл нысандарды қозғалтып, орнын ауыстыру үшін оларды ерекшелеу керек. Blender программасында нысанды ерекшелеу тінтуірдің оң жақ батырмасы арқылы іске асады. Ерекшеленген нысанның контуры басқа түске өзгереді. Бірнеше нысанды бірден ерекшелеу үшін Shift батырмасын басып тұрып, нысадарға кезекпен тінтуірдің оң жақ батырмасын шерту керек. Пернетақтадан А батырмасын бассақ, нысандр ерекшеленуден босайды, ал тағы бір рет А батырмасын шертсек, барлық нысандар еркшеленеді.
Ал құжатты сқтау мен программадан шығу әрекетінің басқа программалардан айырмашылығы жоқ. Тек программаны жабу кезінде құжатты сақтау керек пе? сұхбат терезесі шықпайтынын ескеру керек. Программада жұмыс негізінен екі режімде атқарылады:
Edit Mode және Object Mode. Екі режімнен бір-бріне ауысу үшін Tab батырмасын қолданамыз.
Нысандар. Программа іске қосылғанда көрінетін үш нысанды (текше, шам, камера) білеміз. Бірақ, үшөлшемді сахнада әртүрлі нысндар қажет. Сондықтан Blender программасы негізгі текше, шар, цилиндр, конус сияқты көптеген негізгі нысандарды қамтиды. Бір жағынан бұл нысандарды өзгерту арқылы басқа да нысандар жасауға болатындықтан оларды примитивтер деп атауға болады.
Сахнаға керекті нысандарды ADD мәзірінен таңдап аламыз. Бірақ, нысан сахнаға редакторлау режімінде түседі. Редакторлау режімінен жай режімге ауысу үшін немесе керісінше жасау үшін Tab батырмасын басу керек. Ал нысанның қабырғаларын, биіктігін, бұрыштарын өзгерту, айналдыру, көлемін өзгерту үшін G,S,R батырмаларын пайдаланамыз.
Ал, бірнеше нысанды бір бүтін қылып біріктіру немесе топтастыру үшін нысандарды ерекшелеп аламыз да, Ctrl+J батырмалар тіркесімін қолдану арқылы біріктіреміз.
Шкаланы түзету. Ең алдымен, сызбаның нақты үлгісін жасау үшін нақты өлшем бірліктеріне ауысу керек. Blender өлшемсіз бірліктерді, метрикалық және ағылшын өлшемдерін таңдау мүмкіндігін береді. Біздің жағдайда сызбаның барлық өлшемдері метрикалық жүйеде, атап айтқанда миллиметрде көрсетілген. Шаралар жүйесі Blender терезесінің оң жағында. Көрініс қойындысында, бөлімдер бөлімінде реттеледі. Осы жүйені іске қосқаннан кейін, біз 1 мкм дәлдікпен объектілерді орналастыруға мүмкіндігіміз бар.
Примитивтерді қосу. Блендерде, кез-келген басқа 3D редактордағыдай, модельдеудің алғашқы қадамдарын жеңілдететін стандартты пішіндер жиынтығы бар. Бұл пішіндер примитивтер деп аталады және жасақтама қойындысының сол жақ мәзірінде қалаған пішінді таңдау арқылы жасауға болады. Примитивтер - қарапайым геометриялық фигуралар: жазықтық, параллелепипед, шеңбер, шар, цилиндр, конус тору.
Жазықтық пен текше жиі пайдаланылады, өйткені олар көп полигондарға ие және пайдалы жүктеме болып табылады.
Өңдеу режимі. Күрделі объектілерді құру үшін қарапайым заттарды пайдалану жеткіліксіз. Сондықтан 3D редакторларының көбінде бір нысанның құрылымын өзгертуге мүмкіндік беретін өңдеу режимі бар. Блендерде өңдеу режиміне ауысу үшін TAB пернесін пайдаланыңыз. Өңдеу режимі мен нысандарды басқару режимі арасындағы негізгі айырмашылық мынада, объектіні таңдаудың орнына осы нысанның жеке бөліктерін: нүктелерді, беттерін және көпбұрыстарды таңдауға болады. Таңдау режимі төменгі панельдегі үш сәйкес түймелер жиынтығының көмегімен таңдалады.
Инструмент Loop Cut and Slide. Нысанның барлық полигондарын бір түзу сызыққа бөлу қажет болған жағдайда, Loop Cut және Slide құралын пайдаланыңыз. Бұл қиылысу бағытын таңдауға, сондай-ақ оны көпбұрыштың ортасынан қалаған қашықтыққа жылжытуға мүмкіндік береді. Бөлім барлық полигондармен белгіленген бағытта жүреді және оларды екі бөлікке бөледі.
Инструмент Extrude. Extrude көмегімен сіз өзіңіздің композицияңызды құрайтын полигондардан заттардың жаңа бөліктерін тез шығара аласыз. Бұл сол түрдегі операцияларды орындау кезінде уақытты үнемдейді. Мысалы, ғимараттардың үлгілерінде қабырғаларды құру кезінде, шектеулі еріту құралы. Модельдеу процесінде объектіге көпбұрыштар жиынтығы пайда болуы мүмкін, ол іс жүзінде қолданылмайды және геометриялық мағынасы жоқ. Блендерде осындай полигондардан объектінің жалпы құрылымына кедергі келтірместен құтылуға мүмкіндік беретін құрал бар. Мысалы, жұмысдың алдыңғы бөлігінде Extrude құралы арқылы жасалған нысанды алыңыз. Объектінің барлық полигондарын A түймесін басу арқылы таңдаңыз, содан кейін Mesh-Delete-Limited Dissolve құралын пайдаланыңыз.
Камера. Блендерде көрсету үшін алдымен камераны құру қажет- кадрдың шекарасын анықтайтын арнайы нысан. Камераны примитивтерді, сонымен қатар жарық көздерін қосу мәзірі арқылы жасауға болады. Нәтижесінде, көрінетін камераның бұрышын схемалық түрде көрсететін нысан көрінуі керек. Камера объектіге бағытталуы керек, ол нәтижеде алынған кескінде болуы керек. Камераның көрінісінде не бар екендігін тексеру үшін, сіз View-Camera мәзірінен өтуіңізге болады. Сол кезде экранда кадрдың шекараларын көрсететін тіктөртбұрыш пайда болады.
Blender- дағы қисық сызық. Көптеген қолжетімді тор жобалау құралдарының көмегімен жүйеде берілген геометрия үшін кеңістіктегі текстураны басқару оңай. Басқаруды имидждің орналасуы ретінде экспорттауға болады, кеңейтілген аумақтар қолданыстағы бейнелерге бейімделуі мүмкін. Көптеген текстуралар мен спецификалық рефлексия және соққылардың карталарын өзгертуді онлайн режимінде өзгертуге болады. Сонымен қатар барлық өзгерістер нақты бір уақытта ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz