229
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
А. Я Лахов
ТРЕХМЕРНАЯ ГРАФИКА
Учебно-методическое пособие
по подготовке к лекциям (включая рекомендации по организации самостоятельной работы)для обучающихся по дисциплине «Трехмерная графика»
по направлению подготовки 09.03.02 Информационные системы и технологии, без профиля
Нижний Новгород
2016
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
А. Я. Лахов
ТРЕХМЕРНАЯ ГРАФИКА
Учебно-методическое пособие
по подготовке к лекциям (включая рекомендации по организации самостоятельной работы)для обучающихся по дисциплине «Трехмерная графика»
по направлению подготовки 09.03.02 Информационные системы и технологии, без профиля
Нижний Новгород ННГАСУ
2016
1
УДК 681.3 (075)
Лахов А. Я./ Трехмерная графика [Электронный ресурс]: учеб. – метод. пос./А. Я.Лахов; Нижегор. гос. архитектур. – строит. ун-т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2016. – 9 с. 1 электрон.опт.диск (CD-R)
Даются тематика лекций, их краткое содержание, а также методические рекомендации по самостоятельной работе обучающихся по дисциплине «Трехмерная графика». Указывается необходимая литература и источники, разъясняется последовательность их изучения, выделяются наиболее сложные вопросы и даются рекомендации по их изучению, приводится тематика расчётных работ.
Предназначено для обучающихся в ННГАСУ по дисциплине «Трехмерная графика» по направлению подготовки 09.03.02 Информационные системы и технологии, без профиля.
© А. Я. Лахов © ННГАСУ. 2016.
2
Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям (включая рекомендации по организации самостоятельной работы) по дисциплине «Трехмерная графика» предназначены для студентов четвертого курсов, обучающихся по направлению 09.03.02 Информационные системы и технологии, и содержат программу для проведения лекционных занятий, а также методические рекомендации по самостоятельной работе.
Цель учебно-методического пособия: помочь студентам при изучении учебной программы с использованием лекционных материалов и рекомендуемой учебно-методической литературы при формировании необходимых компетенций дисциплины «Трехмерная графика».
Целями освоения дисциплины «Трехмерная графика» являются ознакомление студентов с программами, создающими иллюзию присутствия в имитируемом пространстве, изучение студентами полигонального представления сцены, представления отдельных объектов в виде полигональных объектов, использования перспективной проекции, вопросов обеспечения высокой скорости рендеринга ,- изучение студентами создания геометрических объектов, создания анимации, использования освещения, материалов и текстур;- изучение создания демороликов и демосцен.
В лекциях излагается общая характеристика вопросов, даются практические примеры применения трехмерной графики, осуществляется групповая работа студентов и преподавателя по выполнению заданий по разработке программного обеспечения или информационных систем. Главной целью лекции является привитие студентам интереса к изучаемому материалу, формирование мотивации к последующему самостоятельному анализу рассматриваемой проблематики. На лекциях студентам раскрываются наиболее сложные вопросы и теоретические положения, показывается их практическая значимость, даются рекомендации по углубленному самостоятельному изучению теории и практики.
На лекциях по дисциплине «Трехмерная графика» широко используются активные формы проведения занятий. Такие формы организации образовательного процесса, способствуют разнообразному (индивидуальному, групповому, коллективному) изучению учебных вопросов (проблем), активному взаимодействию студентов и преподавателя, живому обмену мнениями между ними, нацеленному на выработку правильного понимания содержания изучаемой темы и способов ее практического использования.
Материал пропущенных лекций студент восстанавливает самостоятельно и по всем непонятным положениям и вопросам обращается за разъяснением к преподавателю.
Самостоятельная работа направлена на развитие компетенций дисциплины:
-ПК-4- способностью проводить выбор исходных данных для проектирования;
-ПК-5 - способностью проводить моделирование процессов и систем,
-ПК-12 - способностью разрабатывать средства реализации информационных технологий (методические, информационные, математические, алгоритмические, технические и программные).
3
Виды и формы самостоятельной работы студентов по дисциплине: -систематическая проработка лекций, основной и дополнительной
литературы; -выполнение расчётно-графической работы;
-подготовка к зачёту; Содержание разделов дисциплины «Трехмерная графика»представлено в
таблице 1.
Таблица 1 Содержание разделов дисциплины
|
|
|
Аудиторные |
||||
|
|
|
|
занятия (в |
|||
|
|
|
|
|
часах) |
|
|
|
Наименование |
|
|
|
|
|
|
№ |
Всего |
|
|
Лабораторные |
|
,семинарПрактика |
|
раздела |
|
|
|
||||
п/п |
часов |
Лекции |
|
|
|||
дисциплины |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Перечень
Самостоятельная
компетенций,
работа
формируемых в процессе освоения раздела
СЕМЕСТР №7
|
Система Direct |
3D |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Динамическая |
|
8 |
2 |
2 |
|
|
4 |
ПК-12 |
|
трехмерная графика |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Создание |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
геометрических |
|
8 |
2 |
2 |
|
|
4 |
ПК-12 |
|
объектов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Анимация объектов |
8 |
2 |
2 |
|
|
4 |
ПК-17 |
|
и камеры. |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Изучение |
|
6 |
2 |
2 |
|
|
2 |
ПК-17 |
источников света. |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Изучение |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
материалов |
и |
6 |
2 |
2 |
|
|
2 |
ПК-17 |
|
текстур. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Деморолики |
и |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
демосцены. |
|
6 |
2 |
2 |
|
|
2 |
ПК-17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
Библиотека DXUT. |
6 |
2 |
2 |
|
|
2 |
ПК-17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
8 |
Вывод модели на |
6 |
2 |
2 |
2 |
ПК-17 |
экран. |
На консультациях в течение семестра студенты могут обсуждать с преподавателем различные вопросы по выполнению расчётно-графической работы (РГР).
Рекомендуется проработать конспект лекций, затем повторить теоретический материал, пользуясь рекомендованной основной и дополнительной литературой. Если после этого остаются вопросы, рекомендуется выписать их и обратиться к преподавателю на консультациях.
РГР предусмотрена в 7 семестре. Целями выполнения РГР при изучении дисциплины «Трехмерная графика» являются:
- самостоятельное углублённое изучение отдельных разделов курса; -закрепление навыков программирования, полученных в течение всего
срока обучения.
Общее задание на РГР: разработать трехмерную сцену с использованием DirectX, которая в соответствии с вариантом задания представляет заданный архитектурный объект. Трехмерная сцена должна содержать геометрическую модель здания, текстуры фасадов, реализовывать анимацию модели здания. В течение курса со студентами проводятся индивидуальные и групповые консультации по вопросам выполнения РГР, а также по общетеоретическим вопросам, возникающим при самостоятельной работе студентов при подготовке к занятиям и выполнении РГР. Результатом выполнения РГР является пояснительная записка, описывающая разработку трехмерной модели в X формате и программный код. При выставлении оценки (от 2,0 до 5,0 баллов) за РГР оценивается способность студента разрабатывать трехмерные сцены на основе DirectX в соответствии с индивидуальным заданием.
Зачет предусмотрен в 7 семестре. Перед зачётом студентам выдаётся список примерных вопросов, по которым можно понять, на что нужно сделать упор при подготовке к зачёту.
Студент допускается к зачёту, если он выполнил РГР и сдал все лабораторные работы. При подготовке к зачету после получения перечня вопросов рекомендуется:
1)внимательно прочитать материал лекций; 2)постараться разобраться с непонятными, в частности, новыми терминами,
используя рекомендованную литературу; 3)просмотреть все лабораторные работы;
4)выписать вопросы для подробного обсуждения с преподавателем на консультации.
Примерные вопросы, выносимые на зачёт:
∙Как использовать геометрические примитивы различных типов?
∙Зачем используются Mesh - объекты?
∙В каком формате могут хранится геометрические модели в Direct 3D
5
приложении?
∙Что такое текстурирование объектов?
∙Зачем используется материалы и освещение?
∙Как можно выполнить отображение текста? Чем отличаются 2D символы от 3D символов?
Показатели оценки по зачёту представлены в таблице 2.
Таблица 2 Показатели оценки по зачёту
Показатели |
Бал- |
|
|
|
|
|
|
|
|
оценивания |
|
Оценка |
Критерий оценки |
||||||
лы |
|
||||||||
компетенций |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Результаты |
4,5 |
- |
«зачтено» |
ставится |
|
обучающемуся, |
|||
освоения |
5,0 |
|
|
показавшему |
|
|
глубокие |
||
дисциплины |
|
|
|
систематизированные |
знания |
||||
соответствует |
|
|
|
учебного материала, в полной |
|||||
требованиям |
|
|
|
мере |
соответствующие |
||||
ФГОС |
|
|
|
требованиям |
|
к |
уровню |
||
|
|
|
|
подготовки |
|
обучающегося, |
|||
|
|
|
|
проявившему |
|
творческие |
|||
|
|
|
|
способности |
в |
понимании, |
|||
|
|
|
|
изложении |
и |
использовании |
|||
|
|
|
|
учебного |
материала |
при |
|||
|
|
|
|
решении поставленных задач, |
|||||
|
|
|
|
умеющему |
|
|
обобщать |
||
|
|
|
|
информацию, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
аргументировано |
|
и |
|||
|
|
|
|
практически |
без |
ошибок |
|||
|
|
|
|
ответившему на все вопросы. |
|||||
Результаты |
3,5 |
- |
«зачтено» |
ставится |
|
обучающемуся, |
|||
освоения |
4,4 |
|
|
продемонстрировавшему |
|||||
дисциплины |
|
|
|
достаточно |
полные |
|
знания |
||
соответствует |
|
|
|
учебного материала, |
в целом |
||||
требованиям |
|
|
|
соответствующие |
|
|
|||
ФГОС |
|
|
|
требованиям |
|
к |
уровню |
||
|
|
|
|
подготовки |
|
обучающегося, |
|||
|
|
|
|
способность |
|
|
к |
|
их |
|
|
|
|
самостоятельному |
|
|
|||
|
|
|
|
восполнению и обновлению в |
|||||
|
|
|
|
ходе решения |
поставленных |
||||
|
|
|
|
задач, |
|
|
|
умение |
|
|
|
|
|
систематизировать |
|
|
|||
|
|
|
|
информацию, |
допустившему |
||||
|
|
|
|
негрубые |
|
ошибки |
и |
||
|
|
|
|
недочеты. |
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
Показатели |
|
Бал- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
оценивания |
|
|
Оценка |
|
Критерий оценки |
|
||||
|
|
лы |
|
|
|
||||||
|
компетенций |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Результаты |
|
2,5 |
- |
«зачтено» |
ставится |
|
обучающемуся, |
|
||
|
освоения |
|
3,4 |
|
|
показавшему уровень знаний |
|
||||
|
дисциплины |
|
|
|
|
учебного материала в объёме, |
|
||||
|
соответствует |
|
|
|
|
минимально |
необходимом |
|
|||
|
требованиям |
|
|
|
|
для |
решения поставленных |
|
|||
|
ФГОС |
|
|
|
|
задач, |
знание |
основ |
|
||
|
|
|
|
|
|
дисциплины, |
владеющего |
|
|||
|
|
|
|
|
|
навыками |
|
логического |
|
||
|
|
|
|
|
|
мышления |
и |
допустившему |
|
||
|
|
|
|
|
|
непринципиальные |
ошибки |
|
|||
|
|
|
|
|
|
при ответе на вопросы. |
|
||||
|
Результаты |
|
0,0 |
- |
«не зачтено» |
ставится |
|
обучающемуся, |
|
||
|
освоения |
|
2,4 |
|
|
показавшему |
существенные |
|
|||
|
дисциплины |
НЕ |
|
|
|
пробелы в знании основного |
|
||||
|
соответствует |
|
|
|
|
учебного |
|
материала, |
|
||
|
требованиям |
|
|
|
|
допустившему |
|
|
|||
|
ФГОС |
|
|
|
|
принципиальные ошибки при |
|
||||
|
|
|
|
|
|
применении знаний, |
которые |
|
|||
|
|
|
|
|
|
не позволяют ему приступить |
|
||||
|
|
|
|
|
|
к |
решению |
поставленных |
|
||
|
|
|
|
|
|
задач без |
|
дополнительной |
|
||
|
|
|
|
|
|
подготовки. |
|
|
|
||
|
Перечень основной и дополнительной учебной литературы, необходимой |
||||||||||
для освоения дисциплины. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Основная литература: |
|
|
|
|
|
|
|
|
1.Григорьева И. В. Компьютерная графика : учебное пособие Москва : Прометей, 2012
2.Перемитина Т. О. Компьютерная графика : учебное пособие Томск : Эль Контент, Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, 2012
Дополнительная литература:
1.Ваншина Е. А. Комплект индивидуальных заданий к практическим занятиям по дисциплине «Компьютерная графика» Оренбург : Оренбургский государственный университет, ЭБС АСВ, 2007
2.Жуков Ю. Н. Инженерная компьютерная графика : учебник Томск : Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, 2010
7
Перечень ресурсов информационно – телекоммуникационной сети «интернет» (далее - сеть «интернет»), необходимых для освоения дисциплины:
поисковые системы Google, Yandex
8
Лахов Андрей Яковлевич
Учебно-методическое пособие
по подготовке к лекциям (включая рекомендации по организации самостоятельной работы) для обучающихся по дисциплине «Трехмерная графика »
по направлению подготовки 09.03.02 Информационные системы и технологии, без профиля
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
603950, Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65. http://www.nngasu.ru, srec@nngasu.ru
9