Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

3215

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
21.11.2023
Размер:
339.58 Кб
Скачать

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

А. Я Лахов

ВИРТУАЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Учебно-методическое пособие

по подготовке к лекциям и семинарским занятиям (включая рекомендации обучающимся по организации самостоятельной работы) по дисциплине «Виртуальные технологии»

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

ВИРТУАЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Учебно-методическое пособие

по подготовке к лекциям и семинарским занятиям (включая рекомендации обучающимся по организации самостоятельной работы) по дисциплине «Виртуальные технологии»

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. Виртуальные технологии : учебно-методическое пособие / А. Я. Лахов, Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет. – Нижний Новгород : ННГАСУ, 2022. – 13 с. : ил. – Текст : электронный.

Даются тематика лекций, их краткое содержание, а также методические рекомендации по самостоятельной работе обучающихся по дисциплине «Виртуальные технологии». 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 «Виртуальные технологии» 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 «Виртуальные технологии» 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 «Виртуальные технологии».

Целями освоения дисциплины Виртуальные технологии являются ознакомление студентов с понятием виртуальной реальности, созданием эффекта присутствия в несуществующем пространстве, с использованием VRML – языка моделирования виртуальной реальности, который может быть использован в Интернете, интранет - сетях и в локальных приложениях;- ознакомление студентов с языком VRML (средством реализации виртуальной реальности для Web), в котором реализованы иерархические преобразования, источники света, возможность смены точки наблюдения, геометрические тела, анимация, свойства материалов и текстур; изучение студентами сложных геометрических объектов, ознакомление с предоставляемыми JavaScript возможностями создания webприложений, которые встраиваются в веб-страницы; ознакомление с эффективным использованием возможностей объектно-ориентированного подхода при разработке приложений на JavaScript, ознакомление с богатым набором объектов JavaScript для распространенных задач, используемых при работе с web-приложениями; изучение использования элементов управления на формах, запуска функций; решение вопросов интеграции VRML сцен и функций на JavaScript для создания динамических VRML сцен.

Влекциях 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 «Виртуальные технологии» 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 «Виртуальные технологии»

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

Язык моделирования виртуальной

2

 

 

устный

 

 

 

 

реальности. Система координат.

 

 

 

опрос

 

 

 

 

 

Преобразование сдвиг и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

масштабирование, вращение.Узел

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Box. Узел Sphere. Узел Cone. Узел

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cylinder.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

Практическая работа №1

 

 

2

 

 

 

практич

 

 

Геометрические примитивы.

 

 

 

 

 

 

еское

 

 

 

 

 

 

 

 

 

задание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

Практическая работа №2 Составные

 

 

2

 

 

 

практич

 

 

формы.

 

 

 

 

 

 

еское

 

 

 

 

 

 

 

 

 

задание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

1

Внешний вид объектов. Кодировка

2

 

 

устный

 

 

 

цвета, текстуры. Текст, структура

 

 

 

опрос

 

 

 

узла. Узел Anchor. Точки зрения.

 

 

 

 

 

 

 

Узел View Point. Узел Light.

 

 

 

 

 

 

 

Фоновые изображения.

 

 

 

 

 

 

 

Панорамные изображения.. Узел

 

 

 

 

 

 

 

Apperance. Кодировка цвета – узел

 

 

 

 

 

 

 

Color Текстура –узел ImageTexture.

 

 

 

 

 

 

 

Узел MovieTexture. Узел

 

 

 

 

 

 

 

PixelTexture. Использование

 

 

 

 

 

 

 

прототипов. Узел Text. Поля узла

 

 

 

 

 

 

 

Text. Их возможное значение. Узел

 

 

 

 

 

 

 

Anchor-перемещение между

 

 

 

 

 

 

 

страницами. Начальная точка

 

 

 

 

 

 

 

обзора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

Практическая работа №3 Внешний

 

 

2

 

 

практич

 

вид объектов.

 

 

 

 

 

еское

 

 

 

 

 

 

 

задание

 

 

 

 

 

 

 

 

3

Практическая работа №4 Бытовые

 

 

2

 

 

практич

 

предметы.

 

 

 

 

 

еское

 

 

 

 

 

 

 

задание

 

 

 

 

 

 

 

 

1

Датчики и события. Датчики:

2

 

 

устный

 

 

 

Касания, сферический, плоский.

 

 

 

опрос

 

 

 

Маршрутизация.. Датчики. Касания

 

 

 

 

 

 

 

- TouchSensor, сферический

 

 

 

 

 

 

 

SphereSensor, плоский - PlaneSensor.

 

 

 

 

 

 

 

Маршрутизация - Route.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

Практическая работа №5 Интерьер

 

 

2

 

 

практич

 

помещения.

 

 

 

 

 

еское

 

 

 

 

 

 

 

задание

 

 

 

 

 

 

 

 

3

Практическая работа №6 Экстерьер

 

 

2

 

 

практич

 

здания.

 

 

 

 

 

еское

 

 

 

 

 

 

 

задание

 

 

 

 

 

 

 

 

1

Язык программирования JavaScript.

2

 

 

устный

 

 

 

Введение в JavaScript.. Тег HTML -

 

 

 

опрос

 

 

 

<SCRIPT>. Переменные, функции,

 

 

 

 

 

 

 

вывод на экран (тег <FORM>, тег -

 

 

 

 

 

 

 

<INPUT>)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

Практическая работа №7 Датчики -

 

 

2

 

 

практич

 

сферический/плоский.

 

 

 

 

 

еское

 

 

 

 

 

 

 

задание

 

 

 

 

 

 

 

 

5

3

Практическая работа №8

 

 

2

 

 

практич

 

Вычисление прибыли на JavaScript.

 

 

 

 

 

еское

 

 

 

 

 

 

 

задание

 

 

 

 

 

 

 

 

1

Операции в JavaScript..

2

 

 

устный

 

 

 

Арифметические операции,

 

 

 

опрос

 

 

 

операции сравнения, порядок

 

 

 

 

 

 

 

выполнения операций, числа,

 

 

 

 

 

 

 

встроенные функции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

Практическая работа №9

 

 

2

 

 

практич

 

Вычисление значения

 

 

 

 

 

еское

 

арифметического выражения на

 

 

 

 

 

задание

 

JavaScript.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

Практическая работа №10

 

 

2

 

 

практич

 

Табулирование заданной функции

 

 

 

 

 

еское

 

на JavaScript.

 

 

 

 

 

задание

 

 

 

 

 

 

 

 

1

Операторы в JavaScript.. Оператор

2

 

 

устный

 

 

 

Break. Оператор For. Оператор For

 

 

 

опрос

 

 

 

... in. Оператор Function. Оператор

 

 

 

 

 

 

 

If ... else. Оператор New.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

Практическая работа №11

 

 

2

 

 

практич

 

Вычисление количества

 

 

 

 

 

еское

 

отрицательных элементов в

 

 

 

 

 

задание

 

одномерном массиве

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

Практическая работа №12

 

 

2

 

 

практич

 

Обработка двумерных массивов

 

 

 

 

 

еское

 

 

 

 

 

 

 

задание

 

 

 

 

 

 

 

 

1

Разработка 3D сцены для

2

 

 

устный

 

 

 

визуализации графика функции..

 

 

 

опрос

 

 

 

Построить график заданной

 

 

 

 

 

 

 

функции. Вычисление масштабов и

 

 

 

 

 

 

 

сдвигов. Программирование 3D

 

 

 

 

 

 

 

сцены на WRML и JavaScript.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

Расчетно - графическая работа по

 

 

2

 

 

практич

 

ВТ. Часть 1.

 

 

 

 

 

еское

 

 

 

 

 

 

 

задание

 

 

 

 

 

 

 

 

3

Расчетно - графическая работа по

 

 

2

 

 

практич

 

ВТ. Часть 2.

 

 

 

 

 

еское

 

 

 

 

 

 

 

задание

 

 

 

 

 

 

 

 

1

Сложные геометрические узлы..

2

 

 

устный

 

 

 

Узел IndexedFaceSet. Узел

 

 

 

опрос

 

 

 

IndexedLineSet. Узел ElevationGrid.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

2

Расчетно - графическая работа по

 

 

2

 

 

практич

 

ВТ. Часть 3.

 

 

 

 

 

еское

 

 

 

 

 

 

 

задание

 

 

 

 

 

 

 

 

3

Расчетно - графическая работа по

 

 

2

 

 

практич

 

ВТ. Сдача отчета.

 

 

 

 

 

еское

 

 

 

 

 

 

 

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 «Виртуальные технологии» являются:

-самостоятельное углублѐнное изучение отдельных разделов курса;

-закрепление навыков моделирования и программирования, полученных в течение всего срока обучения.

Примерная тематика РГР: Выполнить построение графика

Вариант 1

Y=x^2+sqrt(x^5) на интервале от 2 до 4

Вариант 2

Y=x*sqrt(x+3) на интервале от -3 до 1.5

Вариант 2

Y=arctg(x^2) на интервале от -1.5 до 1.5

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 сцены, скриншоты (2-3шт.). При выставлении оценки (от 2,0 до 5,0 баллов) за РГР оценивается способность студента разрабатывать интерактивные трехмерные сцены с использованием VRML и JavaScript.

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:

7

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 экзамен приведены в таблице 2. Таблица 2. Примерные вопросы

№ п/п

Типовые задания, вопросы

Индикаторы достижения

 

компетенций

 

 

 

 

 

1

2

3

СЕМЕСТР № 5

 

Язык моделирования виртуальной реальности.

 

1

Вопрос

ПК-1.3, ПК-1.4

 

Какова структура VR-файла? Узлы простейших

 

 

геометрических форм.

 

2

Задача

ПК-2.4, ПК-2.15

 

Создать 3D сцену, содержащую модели сферы, куба,

 

 

конуса.

 

3

Задача

ПК-2.4, ПК-2.15

 

Создать 3D сцену, содержащую модель космической

 

 

станции.

 

Внешний вид объектов. Кодировка цвета, текстуры. Текст, структура узла. Узел Anchor. Точки зрения. Узел View Point. Узел Light. Фоновые изображения. Панорамные изображения.

1

Вопрос

ПК-1.3, ПК-1.4

 

Как задать внешний вид объектов? Кодировка цвета,

 

 

текстуры.

 

2

Задача

ПК-2.4, ПК-2.15

 

Создать 3D сцену, содержащую модель выставки

 

 

картин.

 

3

Задача

ПК-2.4, ПК-2.15

 

Создать 3D сцену, содержащую модель компьютера.

 

Датчики и события. Датчики: Касания, сферический, плоский. Маршрутизация.

1

Вопрос

ПК-1.3, ПК-1.4

 

Узел IndexedFaceSet, узел IndexedLineSet, узел

 

 

ElevationGrid.

 

2

Задача

ПК-2.4, ПК-2.15

 

Создать 3D сцену, содержащую модель интерьера

 

 

комнаты.

 

3

Задача

ПК-2.4, ПК-2.15

 

Создать 3D сцену, содержащую модель экстерьера

 

 

дачного дома.

 

Язык программирования JavaScript. Введение в JavaScript.

 

1

Задача

ПК-1.4, ПК-1.7

 

Написать программу на JavaScript вычисления

 

 

разности 2 чисел.

 

2

Задача

ПК-2.4, ПК-2.15

 

Создать 3D сцену, содержащую модель куба со

 

 

8

 

 

сферическим датчиком.

 

3

Задача

ПК-2.4, ПК-2.15

 

Написать веб приложение (HTML/JavaScript)

 

 

вычисления суммы чисел.

 

Операции в JavaScript.

 

1

Вопрос

ПК-1.3, ПК-1.7

 

Какие операции можно реализовать на языке

 

 

JavaScript?

 

2

Задача

ПК-2.4, ПК-2.15

 

Написать программу на JavaScript вычисления

 

 

значения формулы D=C+B-A.

 

3

Задача

ПК-2.4, ПК-2.15

 

Написать веб приложение (HTML/JavaScript)

 

 

вычисления

 

Операторы в JavaScript.

 

1

Вопрос

ПК-1.3, ПК-1.7

 

Какие операторы есть в на языке JavaScript?

 

2

Задача

ПК-2.4, ПК-2.15

 

Написать программу на JavaScript табулирования

 

 

функции f(x)=sin(x), x=-Pi,+Pi,Pi/10.

 

3

Задача

ПК-2.4, ПК-2.15

 

Написать веб приложение (HTML/JavaScript)

 

 

вычисления суммы элементов одномерного массива.

 

Разработка 3D сцены для визуализации графика функции.

 

1

Вопрос

ПК-1.4, ПК-2.14

 

Для чего вычисляются сдвиги и масштабы?

 

2

Задача

ПК-2.4, ПК-2.15

 

Написать веб приложение (HTML/JavaScript)

 

 

вычисления максимально элемента матрицы.

 

3

Задача

ПК-2.4, ПК-2.15

 

Написать веб приложение (HTML/JavaScript)

 

 

суммирования членов заданного ряда.

 

Сложные геометрические узлы.

 

1

Вопрос

ПК-1.4, ПК-2.14

 

Узел Индексированное множество линий.

 

2

Задача

ПК-2.4, ПК-2.15

 

Создать 3D сцену, содержащую модель тетраэдра.

 

3

Задача

ПК-2.4, ПК-2.15

 

Создать 3D сцену, содержащую модель поверхности

 

 

ландшафта.

 

Показатели оценки по экзамену представлены в таблице 3.

Таблица 3 Показатели оценки по экзамену

Показатели оценивания

Баллы

Оценка

Критерий оценки

индикатора компетенции

 

 

 

СЕМЕСТР № 5

 

 

 

 

 

 

 

Результаты освоения

4,5 – 5,0

«отлично» («зачтено»)

средний балл от 4,5 до

дисциплины соответствуют

 

 

5,0 – оценка

требованиям ОПОП,

 

 

«ОТЛИЧНО»,

сформированным с учетом

 

 

ставится

 

 

 

 

 

 

9

 

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]