Трехмерная графика в образовательном процессе XXI века

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Трехмерная графика в образовательном процессе XXI века

Стремительное внедрение в жизнь новых технологий предъявляет высокие требования к уровню подготовки будущих специалистов самых разных областей. В 21-ом веке невозможно себе представить квалицированного специалиста, не владеющего основами работы в какой либо системе автоматизированного проектирования (САПР). Система автоматизированного проектирования позволяет существенно сократить сроки выполнения конструкторской и технической документации, позволяет автоматизировать большинство действий при выполнении чертежа, позволяет обеспечить наибольшую эффективность восприятия изображаемого объекта.

Поэтому программы трехмерного моделирования могут быть полезными при выполнении графической части курсового проекта по различным дисциплинам (Пожарная тактика, детали машин, пожарная техника и др.), выполнении виртуальных проектов технических устройств в рамках научного общества обучающихся, выполнении графической части выпускной квалификационной работы.

Прежде чем рассмотреть наиболее популярные графические программы для создания трехмерных объектов необходимо остановиться на преимуществе трехмерной графики перед двухмерной, а именно:

1. Трехмерные модели позволяют получать наиболее полное представление о конструкции, материале, текстуре, фактуре и цвете объекта (см. рис. 1).

2. На трехмерной модели можно выполнить любые виды разрезов (простые или сложные) для выявления внутренней конструкции устройства или сооружения.

3. Различные системы автоматизированного проектирования позволяют не только визуализировать трехмерный объект и получать его благоприятное эстетическое восприятие, но и определять их параметры: массу, объем, прочность и другие.

Рисунок 1. Автолестница: а - чертеж автолестницы; б - трехмерная модель автолестницы

автоматизированный конструкторский трехмерный графика

Графические программы трехмерного моделирования способны оказать неоценимую помощь будущим специалистам при выполнении курсовых и расчетно-графических работ, графической части выпускных квалификационных работ т. п. Использование САПР значительно повысит качество технической и графической документации и уровень самих разработок.

Теперь рассмотрим наиболее известные программы трехмерного моделирования: АutoCAD, ArchiCAD, 3D Studio Max, SketchUp, ArtCAM,

Rhinoceros, Компас 3D др.

В нашей академии курсанты и студенты первого года обучения изучают программу автоматизированного проектирования АutoCAD-2010 в рамках различных дисциплин. «Инженерная графика», «Детали машин» и др.

Autodesk AutoCAD - это двух- и трехмерная система автоматизированного проектирования и черчения, является наиболее популярным программным пакетом в мире для создания чертежей и работы с ними на компьютере. Достоинствами программы являются:

· высокая точность выполнения чертежей и 3D-моделей (10?8 мм);

· работа с использованием «слоев» позволяет выполнять сложные чертежи, где одни объекты накладываются сверху на другие (прим. чертежи генеральных планов);

· функция автоматической простановки размеров в файле чертежа;

· возможность трехмерного моделирования (твердотельного, поверхностного и полигонного);

· возможность трехмерной печати моделей на 3D-принтере;

· возможность работы с объектами, полученными при 3D-сканировании;

· возможность построения изометрического вида трехмерных объектов, возможность создания и присвоения материалов к ним, имитация системы дневного и искусственного освещения и д.р.

В последние годы при выполнении выпускной квалификационной работы выпускники все чаще предлагают новые конструкции и технические решения по модернизации пожарно-технического вооружения и приспособлений для ремонта пожарной техники и др. Как видно из фотографий, представленных устройств на слайде, трехмерные модели в отличие от двухмерных чертежей более наглядны и позволяют получить наиболее полное представление о конструкции устройства, материале из которого он изготовлен, его габаритных размерах. (см. рис. 2)

Рисунок 2. Трехмерные модели: а - рукавная катушка; б - пожарная гусеничная машина; в-устройство для испытания пожарных рукавов.

В рамках научного общества обучающихся студенты и курсанты академии изучают и другие программы трехмерного моделирования, например: ArchiCAD. Данная программа позволяет создавать виртуальные здания, сооружения, отдельные помещения. Программа ArchiCAD оснащена обширной базой готовых трехмерных элементов строительных конструкций, материалов, оборудования, мебели и т.д., что позволяет создавать виртуальные трехмерные объекты, максимально приближенные к реальности (см. рис. 3).

Рисунок 3. Полоса препятствий

При работе в пакете используется концепция Виртуального Здания. Суть её состоит в том, что проект ARCHICAD представляет виртуальную модель реального здания, существующую в памяти компьютера. Для её выполнения проектировщик на начальных этапах работы с проектом фактически «строит» здание, используя при этом инструменты, имеющие свои полные аналоги в реальности: стены, перекрытия, окна, лестницы, разнообразные объекты и т.д. Завершив этап моделирования, пользователь может извлечь из «виртуального здания» все необходимые данные для создания проектной документации: планы этажей, фасады, разрезы, экспликации, спецификации, визуализации и пр.

Технология «виртуального здания» позволяет работать не с отдельными, физически никак не связанными между собой чертежами, а со всем проектом в целом. Любые изменения, сделанные, например, на плане здания, автоматически отобразятся (перестроятся, перерассчитаются) на разрезах, видах, в спецификациях, экспликациях и пр.

Такой подход обеспечивает значительное сокращение времени проектирования. Кроме того, при правильной работе с виртуальным зданием гарантировано обнаружение и устранение большинства проблем, которые обязательно проявились бы на более поздних этапах проектирования или, что ещё хуже, уже на строительной площадке.

Подводя итог всему выше сказанному можно сделать вывод, о том, что программы трехмерной графики позволяют выполнять трехмерные виртуальные модели различных проектов технических устройств, приспособлений, механизмов и сооружений, которые позволят получить наиболее полное представление об их конструкции, внутреннем устройстве, материале отдельных частей, текстуре и т.д.

Список литературы

автоматизированный конструкторский трехмерный графика

1. Компьютерное проектирование в архитектуре. Archicad 11 - М.: ДМК Пресс, 2007. - 800 с.

2. Разработка 3D виртуальных макетов для отработки навыков пожаротушения. Девятая международная научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых Энергия 2014. Материалы конференции. В 7 т. Т.4 - Иваново: ФГБОУ ВПО ИГЭУ им. В.И. Ленина, 15-17 апреля 2014 г. - С. 339 - 341.

3. Легкова, И.А. Применение информационных технологий для развития пространственного мышления обучающихся / И.А. Легкова, С.А. Никитина, А.В. Топоров, А.А. Покровский. - Информационные технологии в обеспечении федеральных государственных образовательных стандартов: материалы международной научно-практической конференции. - Елец, 2014.

Размещено на Allbest.ru