VII Методические рекомендации по срсп

Казахский гуманитарно-юридический инновационный университет

Методическое указание

для выполнения самостоятельной работы

студентов под руководством преподавателя

по дисциплине «Компьютерное моделирование»

Семей, 2012 г

Методическое указание для выполнения самостоятельной работы студентов под руководством преподавателя составлено для студентов специальности 5В060200 – информатика 3 курса

Составитель: старший преподаватель кафедры информатики и математики Рахматуллина З.Т.

Тема № 1 Моделирование в графическом редакторе Paint

Цель занятия: Повторить основы работы в графическом редакторе Paint

Основные вопросы: моделирование в ГР

Задания:

Задание 1

Создать модели людей различных профессий. Примеры показаны на рисунке.

Задание 2

Создать модели рисунков детской раскраски. (Ниже приведены примеры рисунков-раскрасок из сказки «Маша и медведь»).

Методические рекомендации к выполнению задания:

Перед выполнением ознакомиться с материалами лабораторной работы № 1, 2.

Форма отчетности: электронный и распечатанный вариант

Сроки выполнения задания и оценки знаний студентов: 1 неделя

Тема № 2 Моделирование геометрических объектов и фигур. Конструирование

Цель занятия: Закрепить знания по теме

Основные вопросы: моделирование геометрических объектов и фигур, конструирование

Задания:

Задание 1

Построить треугольник по трем сторонам.

Задание 2

Построить правильный восьмиугольник с заданной стороной.

Задание 3

Построить треугольник по двум сторонам и углу между ними.

Задание 4

Построить параллелограмм по заданным сторонам и острому углу.

Задание 5

Постройте 3 проекции по общему виду объекта согласно рисунку.

Методические рекомендации к выполнению задания:

Перед выполнением ознакомиться с материалами лабораторной работы № 3, 4

Форма отчетности: электронный и распечатанный вариант

Сроки выполнения задания и оценки знаний студентов: 2 неделя

Тема № 3 Разработка геометрических моделей. Моделирование растительных орнаментов

Цель занятия: Закрепить знания по темам

Основные вопросы: разработка геометрических моделей, моделирование растительных орнаментов

Задания:

Задание 1

Создать с помощью компьютера план известного вам историчес­кого сражения.

Задание 2

Создать меню чайного или кофейного сервиза (вид сверху) и «на­крыть» праздничный стол на шесть персон по правилам этикета.

Задание 3

Создать собственную галерею мод, используя в качестве модели нарисованную фигуру человека.

Задание 4

Спроектировать городской сквер, предварительно создав меню го­товых форм, содержащее породы деревьев и кустов, элементы ре­шеток и ограждений и т. п.

Задание 5

Создать экранный набор плоских или объемных деталей для моде­лирования православных храмов и церквей, строящихся по опре­деленным канонам. При создании меню желательно использовать знания, полученные на уроках истории или дополнительную лите­ратуру.

Задание 6

Разработать эскизы базовых элементов и на их основе создать узор для деревянной поделки - шкатулки, доски или рамки.

Задание 7

Создать модель растительного орнамента

Методические рекомендации к выполнению задания:

Перед выполнением ознакомиться с материалами лабораторной работы № 5, 6.

Методические рекомендации к заданию 7.

Сделайте набросок инструментом Freehand Tool (F5).

Теперь поверх наброска или отсканированного скетча аккуратно отрисуйте линии Bezier или Pen Tool. Линии должны быть незамкнутыми.

Орнамент представляет собой некий конструктор, к разным формам можно применять разные кисти и оформлять различными элементами, формы можно редактировать, модифицировать, собирать простые в сложные и т.д. тем самым создавая множество вариаций.

Теперь нужно создать кисти для основы орнамента, а также листики, цветочки и другие детали для детального оформления.

Достаточно нескольких вариантов кистей, заостренных и закругленных, тонких и пузатых, остальное делается с помощью настроек и ручной правки. Как правило, кисть представляет собой простой объект как на рисунке, но можно поэкспериментировать и с более сложными формами.

Сохраните кисти, выбрав инструмент Artistic Media и нажав на значок сохранения рядом с выпадающим меню кистей.

Листики и цветочки нарисуйте кривыми, особо сложных форм тут не требуется и самые простые элементы при должном подходе будут хорошо смотреться в общей композиции.

Пример работы с Interactive Distortion Tool:

1. Создайте простую форму из пересечения двух эллипсов.

2. Сделайте прожилку для листика, обрезав простой кривой, и контур для лепестка, обрезав ее уменьшенной копией. Также нарисуйте простую серединку в лепестке.

3. Скопируйте заготовку несколько раз и примените эффект скручивающий искажения Interactive Distortion Tool к каждой копии с разными настройками, тем самым создавая разнообразные элементы оформления. Из нескольких лепестков соберите цветок.

Придайте форму основе орнамента, применив различные кисти к различным частям формы. Отделив кисти от путей, слейте все объекты и пройдитесь шейпером, исправляя неровности:

Теперь расставьте вдоль основных линий орнамента листики. Для этого можно использовать Blend Tool (перетекание) и указывать в качестве пути форму, регулировать расстояние между листиком и формой следует, смещая его центр вращения:

Так же не забудьте поставить галочку Rotate all objects, чтобы листики вращались в соответствии с изгибом пути:

Когда объекты перетекания привязаны к пути, их можно свободно перемещать, поворачивать и изменять размер, это очень удобно и наглядно. Естественно заполнить всю форму одним блендом не получится, все делается в несколько этапов, а кое-где возможно потребуется ручная расстановка. Так же можно варьировать с опциями Acceleration:

Расставьте цветы и более крупные элементы, а чтобы не было ощущения пустоты, добавьте тонких завитушек - просто набросайте линии и переведите в объекты.

Раскрасьте картинку. На фон примените градиент и продублированный зеркальный орнамент, покрашенный в оттенок фона или и то и другое.

Форма отчетности: электронный и распечатанный вариант

Сроки выполнения задания и оценки знаний студентов: 3 неделя

Тема № 4 Создание 3D моделей

Цель занятия: Используя программу 3D Max создать 3D модель

Основные вопросы: Создание 3D моделей

Задание: Создать модель стола с квадратным верхом

Методические рекомендации к выполнению задания:

перед выполнением ознакомиться с материалами лабораторной работы № 8. За основу можно взять стол, созданный при выполнении задания лабораторной работы № 8.

Форма отчетности: электронный и распечатанный вариант

Сроки выполнения задания и оценки знаний студентов: 4 неделя

Тема № 5 Создание моделей тел вращения. Использование модификаторов при моделировании в 3D Max

Цель занятия: Используя программу 3D Max создать 3D модель тел вращения

Основные вопросы: Создание 3D моделей

Задания:

Задание1

Создать модель бокала и тарелки

Задание 2

Создать модель вилки

Методические рекомендации к выполнению задания:

Методические рекомендации к выполнению задания 1

Перед выполнением ознакомиться с материалами лабораторной работы № 9. При создании тарелки возможно появление следующего недостатка в центре тарелки:

Это можно исправить, поставив галку на «Weld Core»:

Методические рекомендации к выполнению задания 2

Перед выполнением ознакомиться с материалами лабораторной работы № 10.

Для начала создайте основу вилки в виде вот такого сплайна (вид слева):

Общая длина вилки должна быть около 20. На лабораторной работе № 10 мы использовали для создания Loft-объекта одно сечение, но сейчас нужно создать объект, используя два сечения. Первое сечение для ручки вилки выглядит вот так (вид спереди):

Обязательно замыкайте сплайн. Размеры этого сечения примерно 0.3 по высоте и 1.1 по ширине. Обратите внимание, что этот объект симметричен и можно создать сначала одну половинку, и отразив ее, получить вторую половинку. Потом необходимо их «склеить».

Сейчас надо создать второе сечение для зубьев вилки, для этого скопируйте первое сечение и устраните изгиб:

Теперь необходимо выделить первый направляющий сплайн, и зайти во вкладку Create, выбирать Geometry, в выпадающем списке Compound Objects, нажимаем на кнопке Loft:

Далее нажимаем на кнопке Get Shape:

И кликните по первому сечению, в результате у меня получилось вот так:

Получилось не совсем то, что мы ожидали увидеть. Чтобы это исправить зайдите во вкладку Modify, далее в подобъекты Loft-объекта и выберите Shape:

С помощью инструмента Select and Rotate выделите сечение (на предыдущем рисунке зеленого цвета) и поверните на 90 градусов, так чтобы объект стал похож на вилку:

Теперь необходимо добавить второе сечение, для этого перейдите обратно в списке подобъектов на редактирование всего Loft-объекта:

И раскройте свиток Path Parameters:

Поставьте галочку рядом с «On» и плавно изменяя параметр Path, добейтесь того чтобы желтый крестик был примерно как на рисунке:

После этого опять нажмите кнопку Get Shape и щелкните на первом сечении. Потом еще не много передвиньте желтый крестик:

Нажмите Get Shape и щелкните на втором сечении, в результате должно получится вот так:

Как видите, получился объект с двумя сечениями и с плавным переходом между ними. Если в результате добавления новых сечений у вас возникли трудности с неправильным их расположением, исправьте это путем редактирования подобъектов (так же как и с первым сечением)

Теперь перейдите в свиток Deformations

Здесь есть пять инструментов для деформации объектов методом лофтинга:

Scale – масштаб, самый часто применимый инструмент. Позволяет масштабировать объект по различным осям в различных его частях. Twist – скрутка, Teeter – качка Bevel – скос, Fit – подгонка. Мы использовать будем масштаб, нажмите кнопку Scale, появится вот такое окно:

Здесь изображен график масштаба объекта по все его длине. По оси X изменяется месторасположение точки в процентах от 0 до 100. По оси Y откладывается масштаб конкретной точки на графике. По умолчанию масштаб каждой точки объекта 100% что соответствует прямой горизонтальной линии на уровне 100%. Так же на графике изображены вертикальные пунктирные лини они изображают месторасположение вершин направляющего сплайна.

На верху расположено меню, с помощью которого можно изменять график. Рассмотрим некоторые из его инструментов.

Make Symmetrical – изменяет масштаб одновременно и по оси X и по оси Y

Display X Axis – отображает график изменения масштаба по оси X

Display Y Axis – отображает график изменения масштаба по оси Y

Display XY Axis – отображает график изменения масштаба по обоим осям X и Y

Move Control Point – двигает контрольные точки на графике

Insert Corner Point – добавляет новую контрольную точку на график

Delete Control Point – удаляет контрольную точку

Внизу расположено меню, которое позволяет рассмотреть поближе какой-нибудь кусок графика. Перед тем как продолжить перейдите на уровень подобъектов и убедитесь, что направляющая Path находится строго по центру объекта, если это не так то, перейдите на уровень Shape и передвиньте все сечения так чтобы направляющая стала ровно по центру объекта. Иначе изменение масштаба объекта будет происходить не совсем корректно. Перед тем, как что-то изменять, отключите симметричное изменение графиков по осям X и Y, нажав на кнопку Make Symmetrical. Теперь добавьте несколько вершин и измените график следующим образом:

Во время создания точек изменяйте их тип так, чтобы график плавно проходил через эти точки:

В результате наш объект стал больше похож на вилку:

Теперь осталось нарезать зубья вилки. Именно этим мы сейчас и займемся. Перейдите на вкладку Create далее Geometry в выпадающем списке Extended Primitives и выберите объект ChamferBox

И создайте бокс там, где должно быть пустое место:

Потом скопируйте этот объект 2 раза, при копировании ставьте в появляющемся окне позицию Instance, это позволит, изменяя исходный объект, изменять аналогично и его копию:

разместите полученные копии так, чтобы получились одинаковые зубцы:

Теперь выделите один из боксов и перейдите на вкладку Modify и в выпадающем списке Modifier List найдите модификатор FFD 2x2x2, он находится в разделе Object-Space Modifier. Этот модификатор добавляет вот такой бокс на объект с контрольными вершинами:

В списке модификаторов рядом с FDD 2x2x2 находятся еще FDD 3x3x3 и FDD 4x4x4 по своему воздействию на объект они очень похожи и отличаются только количеством управляющих вершин, для наших же целей подойдет модификатор с самым малым количеством вершин, а именно FDD 2x2x2.

Передвигая эти вершины можно соответствующе модифицировать объект. Теперь выделите 4 вершины на одной стороне бокса:

Чтобы выделить эти вершины

-Выбирите бокс, выделились все остальные, т.к. они у нас взаимосвязаны.

-Справа найдите наше меню с подобъектами, там можно выбрать пункт Control Points и уже затем выделить вершины:

И с помощью инструмента Select and Uniform Scale немного уменьшите этот конец бокса по оси X:

Аналогично можно немного увеличить другой конец бокса

Обратите внимание, что копии бокса деформировались так же как и первоначальный бокс.

Теперь еще раз проверьте, одинаковые ли получаются зубцы, если надо подвиньте не много боксы. После этого выделите вилку и перейдите на вкладку Create подвкладку Geometry в выпадающем списке Compound Objects, нажимаем на кнопке Boolean:

После этого нажмите кнопку Pick Operand B

И щелкните на одном из боксов. В результате должен появиться вот такой зубец

Повторите те же операции с другими боксами в результате у вилки появились зубцы. Как вы могли заметить инструмент Boolean позволяет делать булево вычитание одного объекта из другого, в результате как бы делать «дырки» в объекте.

Форма отчетности: электронный и распечатанный вариант

Сроки выполнения задания и оценки знаний студентов: 5 неделя

Тема № 6 Использование материалов и редакторов материалов при моделировании в 3D Max

Цель занятия: Закрепить знания по использованию материалов и редакторов материалов в программе 3D Max

Основные вопросы: использование материалов при моделировании, использование редакторов материалов при моделировании

Задания:

Создайте материал металла для сделанной ранее вилки

Методические рекомендации к выполнению задания:

Перед выполнением ознакомиться с материалами лабораторной работы № 11.

Откройте файл с вилкой, созданный ранее. Откройте Material Editor. Создайте материал типа Standard с типом затенения Metal. Проставтье значения параметров как на рисунке:

Обратите внимание, что диффузный цвет светло серый, но с не большим синеватым отливом, это сделает металлический блеск более естественным.

Далее пройдите в свиток Maps и нажмите на кнопку рядом с параметром Reflection (отражение), в появившемся окне выберите карту Reflect/Refract, значение рядом с параметром поставьте 60 (это значит, что этот параметр будет действовать на 60%),

Назначьте получившийся материал вилке, получилась вилка с металлическим блеском:

Форма отчетности: электронный и распечатанный вариант

Сроки выполнения задания и оценки знаний студентов: 6 неделя

Тема № 7 Словесные модели в текстовом процессоре. Моделирование составных документов

Цель занятия: Закрепить знания по темам

Основные вопросы: словесные модели в текстовом процессоре, моделирование составных документов

Задания:

Задание 1

Создать словесную модель человека определенной профессии

Задание 2

Составьте эскиз объявления на выбранную тему.

Объявление – это документ, который содержит некоторую информацию. По своему содержанию объявления могут быть разные:

- объявление о предстоящем концерте, встрече, собрании содержит информацию о дате, времени, месте и теме события;

- объявление о пропаже содержит характеристики объекта, контактный телефон;

- объявление об услугах, продаже, обмене содержит характеристику объекта в наиболее привлекательном виде.

Задание 3

Составьте эскиз визитной карточки

Методические рекомендации к выполнению задания:

Перед выполнением ознакомиться с материалами лабораторной работы № 12, 13. Задания 2, 3 могут быть выполнены в программах Microsoft Word, Microsoft Publisher, Corel Draw.

Форма отчетности: электронный и распечатанный вариант

Сроки выполнения задания и оценки знаний студентов: 7 неделя

Тема № 8 Структурные и алгоритмические модели в текстовом процессоре

Цель занятия: Закрепить знания по созданию структурных и алгоритмических моделей

Основные вопросы: структурные и алгоритмические модели в ТП

Задания:

Задание 1

Составить и оформить в текстовом редакторе протокол собрания о проведении в школе спортивных соревнований.

Задание 2

Составить схему связи слов в следующем изречении Кузьмы Прут­кова: «Пустая бочка Диогена имеет также свой вес в истории человеческой».

Задание 3

В школьной математической олимпиаде лучше других выступили школьники: Виктор, Егор и Аня.

Егор справился со всеми заданиями и показал изобретатель­ность и умение принимать нестандартные решения. Но из-за не­брежности в оформлении работы мнение членов жюри вырази­лось в двух противоположных оценках: первое и третье место. Аня тоже решила все задания, но шла стандартной и неопти­мальной дорогой. Поэтому члены жюри дали ей места с первого по третье. Витя показал себя с хорошей стороны, и все судьи назвали его вторым или третьим.

Найдите приемлемые варианты распределения мест. Оформите решение задачи в виде таблицы. Опишите логическое обоснование решения.

Задание 4

Составить алгоритмическую модель (блок-схему) нахождения наибольшего общего делителя двух чисел (НОД).

Словесный алгоритм, известный в алгебре как алгоритм Евклида, можно записать так:

1. Сравнить числа А и В.

2. Если они равны, то это и есть НОД. Сообщить его и закончить алгоритм.

3. В противном случае из большего числа вычесть меньшее, запи­сать результат вместо большего.

4. Повторить с пункта 1.

Задание 5

Чтобы предупредить развитие болезней, помидоры и огурцы опрыскивают жидкостью - смесью растворов медного купороса и извести. Главное условие при использовании такой жидкости - раствор не должен быть кислотным. Проверяется раствор лакмусовой бумажкой. Есть три варианта реакции: бу­мажка покраснела (кислотная реакция), посинела (щелочная) или не изменила цвет (нейтральная).

Составить алгоритмическую схему (блок схему) принятия решения об опрыскивании растений жидкостью.

Методические рекомендации к выполнению задания:

Перед выполнением ознакомиться с материалами лабораторных работ № 14, 15. Задания 2, 3 могут быть выполнены в программах Microsoft Word, Microsoft Publisher, Corel Draw.

Форма отчетности: электронный и распечатанный вариант

Сроки выполнения задания и оценки знаний студентов: 8 неделя