3082
.pdfМИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
А. Я Лахов
СТЕРЕОГРАФИКА
Учебно-методическое пособие
по подготовке к лекциям, практическим и семинарским занятиям (включая рекомендации обучающимся по организации самостоятельной работы) по дисциплине «Стереографика» для обучающихся по направлению подготовки 09.03.02 Информационные системы и технологии, направленность (профиль) Информационные системы и технологии
Нижний Новгород
2022
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
А. Я. Лахов
СТЕРЕОГРАФИКА
Учебно-методическое пособие
по подготовке к лекциям, практическим и семинарским занятиям (включая рекомендации обучающимся по организации самостоятельной работы) по дисциплине «Стереографика» для обучающихся по направлению подготовки 09.03.02 Информационные системы и технологии, направленность (профиль) Информационные системы и технологии
Нижний Новгород ННГАСУ
2022
1
УДК 681.3 (075)
Лахов, А. Я А. Стереографика : учебно-методическое пособие / А. Я. Лахов, Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет. – Нижний Новгород : ННГАСУ, 2022. – 11 с. : ил. – Текст : электронный.
Даются тематика лекций, их краткое содержание, а также методические рекомендации по самостоятельной работе обучающихся по дисциплине «Стереографика». Указывается необходимая литература и источники, разъясняется последовательность их изучения, выделяются наиболее сложные вопросы и даются рекомендации по их изучению, приводится тематика расчѐтных работ.
Предназначено для обучающихся в ННГАСУ по дисциплине «Стереографика» по направлению подготовки 09.03.02 Информационные системы и технологии, направленность (профиль) Информационные системы и технологии.
А. Я. Лахов, 2022ННГАСУ. 2022.
2
Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям (включая рекомендации по организации самостоятельной работы) по дисциплине «Стереографика» предназначены для студентов четвертого курса, 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 «Стереографика».
Целями освоения дисциплины Стереографика являются ознакомление студентов с понятием виртуальной реальности, созданием эффекта присутствия в несуществующем пространстве, - изучение студентами моделирования 3D объектов в трехмерном редакторе 3DS Max, визуализации 3D сцен, создания анимаций объектов и камеры; -- изучение студентами видеомонтажа, стерео режимов, плагина для создания стереоанимаций StereoCamera, создание стереоанимации; - ознакомление студентов с программами, создающими иллюзию присутствия в имитируемом пространстве, включающими средства удаления невидимых поверхностей, быстрый алгоритм текстурирования граней, расчет интенсивности освещения; - изучение студентами полигонального представления сцены, представления отдельных объектов в виде полигональных объектов или спрайтов, использования перспективной проекции, вопросов обеспечения высокой скорости рендеринга; - изучение студентами программ создания и просмотра статических стереоизображений на основе метода анаглифов; -изучение студентами программ создания и просмотра интерактивных стереоцен на основе метода анаглифов. .
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 «Стереографика» 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.
3
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-1. Способность выполнять интеграцию программных модулей и компонент;
-ПК-2. Способность выполнять работы по созданию (модификации) и сопровождению информационных систем.
Виды и формы самостоятельной работы студентов по дисциплине: -систематическая проработка лекций, основной и дополнительной
литературы; -выполнение расчѐтно-графической работы;
-подготовка к экзамену; Содержание разделов дисциплины «Стереографика» представлено в
таблице 1.
|
|
Таблица 1 Содержание разделов дисциплины |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п |
Наименование раздела учебной |
Аудиторная работа, час. |
Формы текущего контроля |
|
||||
успеваемости |
|
|||||||
/ |
дисциплины (модуля). |
|
|
|
|
|||
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
|
|
|
|
|
|
|
|
Тема занятия |
Лекц. |
Лаб. |
Практ. |
Лекц. |
Лаб. |
Практ. |
|
|
|
Семин. |
Семин. |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СЕМЕСТР № 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Создание коробки помещения в |
2 |
|
|
устный |
|
|
|
|
3DS Max. Создание коробки |
|
|
|
опрос |
|
|
|
|
помещения в 3DS Max |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Практическая работа №1 Создание |
|
|
2 |
|
|
практич |
|
|
коробки помещения в 3DS Max |
|
|
|
|
|
еское |
|
|
|
|
|
|
|
|
задание |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Практическая работа №2 |
|
|
2 |
|
|
практич |
|
|
Модификатор lathe в 3DS Max |
|
|
|
|
|
еское |
|
|
|
|
|
|
|
|
задание |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Окна и двери. Архитектурные |
2 |
|
|
устный |
|
|
|
|
материалы.. Окна и двери. |
|
|
|
опрос |
|
|
|
|
Архитектурные материалы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Практическая работа №3 Окна и |
|
|
2 |
|
|
практич |
|
|
двери. Архитектурные материалы. |
|
|
|
|
|
еское |
|
|
|
|
|
|
|
|
задание |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Практическая работа №4 |
|
|
2 |
|
|
практич |
|
|
Модификатор bevel в 3DS Max. |
|
|
|
|
|
еское |
|
|
|
|
|
|
|
|
задание |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Освещение экстерьерных сцен в |
2 |
|
|
устный |
|
|
|
|
3DS Max.. Освещение экстерьерных |
|
|
|
опрос |
|
|
|
|
сцен в 3DS Max. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
2 |
Практическая работа №5 |
|
|
|
2 |
|
|
практич |
|
Освещение экстерьерных сцен в |
|
|
|
|
|
|
еское |
|
3DS Max. |
|
|
|
|
|
|
задание |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Практическая работа №6 |
|
|
|
2 |
|
|
практич |
|
Модификатор loft в 3DS Max. |
|
|
|
|
|
|
еское |
|
|
|
|
|
|
|
|
задание |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Видеомонтаж и создание |
2 |
|
|
|
устный |
|
|
|
стереоанимации (метод |
|
|
|
|
опрос |
|
|
|
анаглифов).. Видеомонтаж и |
|
|
|
|
|
|
|
|
создание стереоанимации (метод |
|
|
|
|
|
|
|
|
анаглифов). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Практическая работа №7 |
|
|
|
2 |
|
|
практич |
|
Видеомонтаж и создание |
|
|
|
|
|
|
еское |
|
стереоанимации (метод анаглифов). |
|
|
|
|
|
|
задание |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Практическая работа №8 Создание |
|
|
|
2 |
|
|
практич |
|
трехмерных моделей в 3DS Max. |
|
|
|
|
|
|
еское |
|
|
|
|
|
|
|
|
задание |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Виртуальные стереоскопические |
2 |
|
|
|
устный |
|
|
|
демосцены.. Виртуальные |
|
|
|
|
опрос |
|
|
|
стереоскопические демосцены. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Практическая работа №9 |
|
|
|
2 |
|
|
практич |
|
Виртуальные стереоскопические |
|
|
|
|
|
|
еское |
|
демосцены. |
|
|
|
|
|
|
задание |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Практическая работа №10 Создание |
|
|
|
2 |
|
|
практич |
|
стереоанимации. |
|
|
|
|
|
|
еское |
|
|
|
|
|
|
|
|
задание |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Visual C++. Библиотека GDI+.. |
2 |
|
|
|
устный |
|
|
|
Visual C++. Библиотека GDI+. |
|
|
|
|
опрос |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Практическая работа №11 Visual |
|
|
|
2 |
|
|
практич |
|
C++. Библиотека GDI+. |
|
|
|
|
|
|
еское |
|
|
|
|
|
|
|
|
задание |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Расчетно - графическая работа по |
|
|
|
2 |
|
|
практич |
|
СГ Создание стереоанимации.Часть |
|
|
|
|
|
|
еское |
|
1. |
|
|
|
|
|
|
задание |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Разработка программы создания |
2 |
|
|
|
устный |
|
|
|
стереопар. Разработка программы |
|
|
|
|
опрос |
|
|
|
создания стереопар |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Практическая работа №12. |
|
|
|
2 |
|
|
практич |
|
Разработка программы создания |
|
|
|
|
|
|
еское |
|
стереопар |
|
|
|
|
|
|
задание |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Расчетно - графическая работа по |
|
|
|
2 |
|
|
практич |
|
СГ Создание стереоанимации.Часть |
|
|
|
|
|
|
еское |
|
2. |
|
|
|
|
|
|
задание |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
1 |
Разработка программы просмотра |
2 |
|
|
|
устный |
|
|
|
|
|
стереопар.. Разработка программы |
|
|
|
|
опрос |
|
|
|
|
|
просмотра стереоизображений. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Практическая работа №13. |
|
|
|
2 |
|
|
|
практич |
|
|
Разработка программы просмотра |
|
|
|
|
|
|
|
еское |
|
|
стереоизображений |
|
|
|
|
|
|
|
задание |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Расчетно - графическая работа по |
|
|
|
2 |
|
|
|
практич |
|
|
СГ. Создание стереоанимации. |
|
|
|
|
|
|
|
еское |
|
|
Сдача отчета. |
|
|
|
|
|
|
|
задание |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ИТОГО: |
16 |
|
0 |
32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На консультациях в течение |
семестра |
студенты могут |
обсуждать с |
преподавателем различные вопросы по выполнению расчѐтно-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 5 семестре. Целями выполнения РГР при изучении дисциплины «Стереографика» являются:
-самостоятельное углублѐнное изучение отдельных разделов курса;
-закрепление навыков моделирования и программирования, полученных в течение всего срока обучения.
Общее задание на РГР: разработать стереоскопическую анимацию с использованием 3D MAX и стереоплагина, которая представляет заданный архитектурный объект. Cтереоскопическая анимация должна содержать геометрическую модель здания, текстуры фасадов, источники освещения, ландшафт, окружающую растительность, реализовывать анимацию камеры. 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 стереоскопической анимации, скриншоты (2-3шт.). При выставлении оценки (от 2,0 до 5,0 баллов) за РГР оценивается способность студента разрабатывать стереоскопические анимации на основе метода анаглифов.
Экзамен предусмотрен в 5 семестре. Перед экзаменом студентам выдаѐтся список примерных вопросов, по которым можно понять, на что нужно сделать упор при подготовке к экзамену.
Студент допускается к экзамену, если он выполнил РГР и сдал все лабораторные работы. При подготовке к экзамену после получения перечня вопросов рекомендуется:
1)внимательно прочитать материал лекций;
6
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 экзамен приведены в таблице 2. Таблица 2 Примерные вопросы
№ п/п |
Типовые задания, вопросы |
|
Индикаторы достижения |
|
|
компетенций |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
3 |
СЕМЕСТР № 5 |
|
||
Создание коробки помещения в 3DS Max |
|
||
1 |
Вопрос |
|
ПК-1.3, ПК-1.7 |
|
Как использовать геометрические примитивы |
|
|
|
различных типов? |
|
|
2 |
Задача |
|
ПК-2.2, ПК-2.15 |
|
Создать 3D модель коробки дома с помощью |
|
|
|
экструзии. |
|
|
3 |
Задача |
|
ПК-2.2, ПК-2.15 |
|
Использовать модификатор lathe в 3DS Max. |
|
|
Окна и двери. Архитектурные материалы. |
|
||
1 |
Вопрос |
|
ПК-1.3, ПК-1.7 |
|
Как задать внешний вид объектов? Как использовать |
|
|
|
архитектурные материалы? |
|
|
2 |
Задача |
|
ПК-2.2, ПК-2.15 |
|
Создать 3D модель окна в стене. |
|
|
3 |
Задача |
|
ПК-2.2, ПК-2.15 |
|
Создать 3D модель домика, присвоить материал |
|
|
|
стенам и крыше. |
|
|
Освещение экстерьерных сцен в 3DS Max. |
|
||
1 |
Вопрос |
|
ПК-1.3, ПК-1.7 |
|
Что такое стандартная схема освещения сцены? |
|
|
2 |
Задача |
|
ПК-2.2, ПК-2.15 |
|
Создать 3D модель домика, освещенного стандартной |
|
|
|
схемой освещения. |
|
|
3 |
Задача |
|
ПК-2.2, ПК-2.15 |
|
Создать 3D модель домика, освещенного |
|
|
|
фотометрическим источником освещения. |
|
|
Видеомонтаж и создание стереоанимации (метод анаглифов). |
|
||
1 |
Вопрос |
|
ПК-1.3, ПК-1.7 |
|
Какие методы создания стерео поддерживаются 3DS |
|
|
|
Max? |
|
|
2 |
Задача |
|
ПК-2.2, ПК-2.15 |
|
Создать 3D модель мяча, выполнить анимацию мяча. |
|
|
3 |
Задача |
|
ПК-2.2, ПК-2.15 |
|
Создать 3D модель домика, создать стереокамеру 3DS |
|
|
|
Max, осуществить просмотр в стереорежиме. |
|
|
Виртуальные стереоскопические демосцены. |
|
||
|
7 |
|
|
1 |
Вопрос |
ПК-1.3, ПК-1.4 |
|
Какие элементы включает виртуальная |
|
|
демонстрационная сцена? |
|
2 |
Задача |
ПК-2.4, ПК-2.15 |
|
Создать базовое приложение 2D графики. |
|
3 |
Задача |
ПК-2.4, ПК-2.15 |
|
Создать 3D модель домика, создать стереокамеру 3DS |
|
|
Max, осуществить пакетный рендеринг анимации для |
|
|
левой и правой камер. |
|
Visual C++. Библиотека GDI+. |
|
|
1 |
Вопрос |
ПК-1.3, ПК-1.4 |
|
Для каких целей используется библиотека GDI+? |
|
2 |
Задача |
ПК-2.4, ПК-2.15 |
|
Создать приложение 2D графики, загрузки и вывода |
|
|
графического файла. |
|
3 |
Задача |
ПК-2.4, ПК-2.15 |
|
Создать приложение 2D графики, загрузки и вывода |
|
|
графического файла и применения эффекта |
|
|
затемнения. |
|
Разработка программы создания стереопар |
|
|
1 |
Вопрос |
ПК-1.3, ПК-1.4 |
|
Метод анаглифов на основе RED/CYAN. |
|
2 |
Задача |
ПК-2.4, ПК-2.15 |
|
Создать приложение 2D графики, загрузки, вывода |
|
|
графического файла и применения эффекта |
|
|
осветления . |
|
3 |
Задача |
ПК-2.4, ПК-2.15 |
|
Создать приложение 2D графики, предназначенное |
|
|
для генерации стереопар. |
|
Разработка программы просмотра стереопар. |
|
|
1 |
Вопрос |
ПК-1.3, ПК-1.4 |
|
Метод анаглифов на основе RED/BLUE. |
|
2 |
Задача |
ПК-2.4, ПК-2.15 |
|
Создать приложение 2D графики, предназначенное |
|
|
для просмотра стереоизображения (метод анаглифов). |
|
3 |
Задача |
ПК-2.4, ПК-2.15 |
|
Создать приложение 2D графики, загрузки, вывода |
|
|
графического файла и применения эффекта |
|
|
увеличения резкости . |
|
Показатели оценки по экзамену представлены в таблице 3.
Таблица 3 Показатели оценки по экзамену
Показатели |
|
|
|
|
|
оценивания |
Бал-лы |
Оценка |
Критерий оценки |
||
компетенций |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Результаты освоения |
4,5 - 5,0 |
«отлично» |
ставится |
обучающемуся, |
|
дисциплины |
|
|
показавшему |
глубокие |
|
соответствует |
|
|
систематизированные |
знания |
|
требованиям ФГОС |
|
|
учебного |
материала, |
в полной |
|
|
8 |
|
|
|
Показатели |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
оценивания |
|
Бал-лы |
Оценка |
Критерий оценки |
|
|||||
компетенций |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
мере |
|
соответствующие |
||||
|
|
|
|
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 освоения |
3,5 - 4,4 |
«хорошо» |
ставится |
|
|
обучающемуся, |
||||
дисциплины |
|
|
|
продемонстрировавшему |
|
|
||||
соответствует |
|
|
|
достаточно |
|
полные |
|
знания |
||
требованиям ФГОС |
|
|
учебного |
материала, |
|
в |
целом |
|||
|
|
|
|
соответствующие |
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. |
|
|
|
|
|
|
Результаты освоения |
2,5 - 3,4 |
«удовлетворитель |
ставится |
|
|
обучающемуся, |
||||
дисциплины |
|
|
но» |
показавшему |
уровень |
знаний |
||||
соответствует |
|
|
|
учебного |
материала |
в |
объѐме, |
|||
требованиям ФГОС |
|
|
минимально |
необходимом |
для |
|||||
|
|
|
|
решения |
поставленных |
задач, |
||||
|
|
|
|
знание |
основ |
дисциплины, |
||||
|
|
|
|
владеющего |
|
|
|
навыками |
||
|
|
|
|
логического |
мышления |
и |
||||
|
|
|
|
допустившему непринципиальные |
||||||
|
|
|
|
ошибки при ответе на вопросы. |
||||||
Результаты освоения |
0,0 - 2,4 |
«неудовлетворите |
ставится |
|
|
обучающемуся, |
||||
дисциплины |
НЕ |
|
льно» |
показавшему |
|
существенные |
||||
соответствует |
|
|
|
пробелы |
в |
знании |
основного |
|||
требованиям ФГОС |
|
|
учебного |
|
|
|
материала, |
|||
|
|
|
|
допустившему |
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.
9