Дизайн-студия Андрея Устюжанина
www.photodreamstudio.ru
ФОТО-САЙТ АНДРЕЯ УСТЮЖАНИНА
НАБЕРЕЖНЫЕ ЧЕЛНЫ, ТАТАРСТАН, РОССИЯ
ENGLISH (in progress)
Деревянные головоломки и игрушки
основные разделы нашего сайта
РЕПОРТАЖ * 3D ГРАФИКА * ЖИВОПИСЬ * ART-PHOTO * ЛИТЕРАТУРА * МУЛЬТИМЕДИА
ДНЕВНИК НАЧИНАЮЩЕГО СУДОМОДЕЛИСТА:
ФОТО, КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА, ВПЕЧАТЛЕНИЯ И НЕ ТОЛЬКО...
кARTинки
ART-Photo

01.09.2013.
Крымская кругосветка
Репортаж об автобусном туре по Крыму в галерее "Крымская кругосветка"

Другие новости.
20 762 картинок:
 




Самодельные деревянные головоломки, представленные на нашем сайте:



11.08.2013.

Думаю, что для посетителей проекта PhotoDreamStudio не является секретом тот факт, что создатель данного интернет-ресурса Андрей Устюжанин (Dreamer), наряду со многими-прочими своими увлечениями и занятиями в течение нескольких последних лет преподает компьютерную графику в Детской художественной школе № 2 города Набережные Челны.

Ну и, разумеется, работа в "художке", как мы ее ласково называем, налагает на всех преподавателей определенные обязательства. В том числе - участие в конкурсах, выставках и т.п.

В конце 2012-2013 учебного года учебно-методическим отделом школы мне было предложено выставить "на суд широкой педагогической обшественности" свои наработки в плане обучения детей основам компьютерной графики. И так уж получилось, что моё увлечение головоломками привело к тому, что моим ученикам волей-неволей периодически приходится в процессе обучения тоже приобщаться к данной теме. Не стану утверждать, хорошо это или плохо (внизу страницы любой желающий в праве сделать компетентную оценку или просто прокомментировать мои наработки по данной теме), но за несколько лет все эти, по началу случайные и разрозненные упражнения сформировались в более-менее цельную программу, которая, не стану скрывать, помимо того, что имеет вполне ощутимый эффект, еще и вызывает массу положительных эмоций у моих подопечных.

Данная программа опубликована в нескольких изданиях, печатных и электронных, в частности, на сайте, посвященном новостям образования. С удовольствием и чувством понятной гордости (за себя, любимого) привожу цитату из одного комментария к моей статье на этом сайте: "ВОТ чем стоит заниматься и на ЧЕМ стоит осваивать эти сложные компьютерные программы. Такая связь с жизнью и как раз в той форме — востребованной, формирующимся сознанием, воображением и мышлением детей."

В общем, после НЕ ОЧЕНЬ долгих размышлений, тем более, что пока особо времени нет публиковать материалы о моих самодельных головоломках (хотя их есть, и много, и интересных, но ЯХТЕННЫЙ СЕЗОН!!!) решил я разместить и на своем сайте эту статью. Возможно, кому-то из коллег-преподавателей она послужит неким толчком или путеводной нитью в нелегком деле обучения детей. Буду рад познакомиться с вашими соображениями на этот счет. Статью публикую "как есть", поэтому, в силу очевидных причин, неизбежны некоторые повторы и пересечения с материалами, уже опубликованными на страницах нашего сайта. Но тут уж, как говорится, экскюзе муа!...



Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике

Из опыта преподавания в детской художественной школе

Андрей Устюжанин
Профессиональный дизайнер

Специализация: компьютерная графика, веб-дизайн, мультимедиа, полиграфия, фото, видео.
Последние шесть лет практическую дизайнерскую деятельность совмещает с преподаванием компьютерной графики в Детской художественной школе № 2 города Набережные Челны (Республика Татарстан).

Компьютерные программы, входящие в базовый комплект обучения детей в ДХШ-2: Adobe PhotoShop, Corel Painter, Corel DRAW, Autodesk 3D Max.

Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике

Одна из главных проблем, связанных с обучением детей основам трехмерного моделирования, заключается в том, что у большинства современных школьников слабо развито объемно-пространственное мышление, что отмечают многие преподаватели рисунка. В задачу данной статьи не входит анализ причин этого явления, хотя они во многом очевидны - это и недостатки школьной программы, из которой как-то совершенно незаметно оказалось исключенным черчение (видимо, за ненадобностью его для будущих обитателей кабинетов и офисов), это и явный перекос инфраструктуры, отвечающей за детские игрушки в сторону "барби" и "монстров вселенной". Попробуйте найти для своих детей или внуков хороший развивающий конструктор...

Но не будем о грустном! Просто - есть проблема, и попытаемся ее решить доступными средствами.

Самая первая трудность, с которой сталкиваются ученики на занятиях по трехмерной компьютерной графике, заложена в самОм интерфейсе программы 3D Max, который представляет собой экран, разделенный на четыре области - три ортогональных вида и один - аксонометрический.

Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике

И, если рисование в таких программах, как PhotoShop или Corel DRAW, по большому счету, не сильно отличается от рисования на бумаге, то в случае с трехмерной графикой дело обстоит принципиально иначе. Образно говоря, программа 3D Max - это окно в трехмерный мир, и то, как по отношению друг к другу расположены в нем объекты, мы судим лишь по их проекциям на экране. В этом смысле становятся довольно трудными даже простейшие операции, с которыми в реальном мире справится любой малыш - например, поставить друг на друга два кубика. Дело в том, что, (если не рассматривать, конечно, "высший пилотаж" трехмерного моделирования - динамику ) в 3D-мире все тела и объекты не имеют осязаемых границ, то есть могут свободно проникать сквозь друг друга, и точно взаимно спозиционировать их можно, лишь контролируя процесс по всем ортогональным видам. А перед этим желательно сами объекты разместить в пространстве "правильно" - то есть без перекосов, привязав к глобальным мировым плоскостям.

Поэтому на самых первых занятиях по трехмерному моделированию я шутя предлагаю своим ученикам "впасть в детство" - вообразить себя малышом, играющим на полу в деревянные кубики. Использовать можно любые примитивы, содержащиеся во вкладке "Create" (Создать) - боксы, сферы, цилиндры и т.д., строить можно все, что угодно. Единственное условие - чтобы все строительные элементы вели себя по законам реального мира - то есть не висели в воздухе и не проникали друг в друга. В крайнем случае, разрешается использовать клей. Виртуальный.

Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике

Для облегчения процесса специально для этой цели мною был приобретен детский строительный набор, из деталей которого любой желающий может собрать у себя на столе небольшую "эскизную заготовку", а потом повторить ее на компьютере. Каких-либо дополнительных задач, разумеется, не ставится, но некоторым учащимся удается даже на этом этапе создать нечто художественно-ценное.

Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике   Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике

Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике

В заголовке данной статьи присутствует слово "головоломки". Разумеется, манипулирование кубиками головоломкой назвать довольно трудно (если не вспоминать про знаменитый Кубик Рубика), но ведь речь идет о ПЕРВОМ занятии! А вот дальше начинаются настоящие интеллектуальные дебри, разобраться в которых, по мнению автора данных строк, могут существенно помочь так называемые механические головоломки. Насколько это соответствует истине - решать Вам, уважаемый читатель!

Как ни странно, но уже второй по порядку инструмент трансформации объектов - "Rotate" (вращение) вызывает у многих моих подопечных большие трудности. Всё как-то у них крутится ... не туда! Ведь, казалось бы, что проще - посмотри на виде сверху, поверни на 90 градусов шкаф и придвинь его вплотную к стене. Так ведь нет! Стоит только отойти на минутку, - и шкаф, да и сама комната оказываются повернутыми в пространстве под совершенно немыслимыми углами! Какая-то теория относительности, право слово!

Поэтому для отработки некоторых моментов, связанных с вращением объектов, мною предлагается выполнить следующее упражнение: в готовой (созданной заранее преподавателем) сцене нужно решить простенькую головоломку - закрыть плотно три различных отверстия в досочке с помощью одной и той же универсальной пробки - скопировав и развернув ее в определенной плоскости. Задача усложняется тем, что исходная пробка находится в стороне от планки с отверстиями, да еще и произвольно развернута в пространстве.

Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике   Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике

Кстати, создание универсальных пробок является одной из классических объемных головоломок. Вот, например, страница с аналогичными заданиями из книги А.С. Пугачева "Задачи и головоломки по черчению" (Судостроение, 1971 г.).

Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике

Между прочим, к универсальным пробкам мы возвращаемся потом еще раз, но уже на более продвинутой стадии - при изучении так называемых Булевских функций. Там учащиеся подбирают исходные тела и необходимые булевские операции, чтобы получить пробку, плотно закрывающую все три отверстия. Для справки - многие ученики за стандартный 45-минутный урок решают два-три варианта этой непростой головоломки.

Наверное, пришло время рассказать в двух словах, почему вообще возникла на наших занятиях тема головоломок. Дело в том, что автор этих строк с детства увлекается занимательной математикой, головоломками и прочими интеллектуальными забавами. Есть в этом плане даже несколько оригинальных авторских разработок. Помимо собственно решения, нравится мне и мастерить эти забавные штучки...

Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике

В течение многих лет мною была собрана внушительная библиотека по данной теме, которая значительно (виртуально) пополнилась благодаря Всемирной Паутине... Ну а для современной молодежи внимание к головоломкам, на мой взгляд, сильно привлек журнал "Занимательные головоломки" издательства DeAgostini, от куда я тоже время от времени черпаю идеи для вдохновения. Между прочим, после покупки очередного номера, я первым делом несу его именно в Художку, где мы с детьми обсуждаем очередную новинку, пробуем моделировать ее на компьютере, да и просто решаем во время перемен. Развлекаемся, одним словом...

Забегая вперед, скажу, что головоломки прекрасно подходят в качестве учебного пособия по трехмерной графике также и в визуальном плане. Тщательно обработанные, покрытые лаком поверхности из дерева благородных пород, непривычные геометрические формы, - все это просто само напрашивается на фотореалистичную визуализацию!

Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике

Но все это будет немного позже, потому что сперва, в полном соответствии с моей авторской программой обучения основам компьютерной графики, дети знакомятся в двухмерными - растровыми и векторными программами, в которых тоже находится место нашим головоломкам. Например, в процессе изучения Corel DRAW ученикам предлагается нарисовать аксонометрические виды элементов так называемых "Кубиков Хейна" (другое название - "Кубики Сома"). В качестве методических пособий используются распечатанные чертежи (сканы из книг), а также изготовленные мною из подручных материалов реальные детали этой популярной игры-головоломки. При этом отрабатываются различные приемы векторной технической графики - привязка к узлам сетки, градиентная заливка, копирование схожих элементов и т.д. Разумеется, допускается и свободное творчество в рамках поставленной задачи.

Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике   Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике

Ну, а на занятиях по 3D Max с кубиками Хейна связано гораздо больше заданий! Расскажу о самых главных из них:

1. По заранее подготовленной для каждого ученика инструкции-подсказке (все-таки, мы готовим не "головоломщиков", а дизайнеров!) нужно смоделировать семь деталей, входящих в комплект Кубиков Хейна. Затем из этих деталей, используя операции трансформации, требуется собрать некоторые композиции - стилизованные фигуры архитектурных сооружений, бытовых предметов или животных. Между прочим, постройка таких фигур из реальных Кубиков Хейна - великолепная мозговая разминка для людей всех возрастов. Недаром в мире существуют даже сообщества любителей Кубиков Хейна. Да и у нас, в России, они тоже одно время были довольно популярны благодаря публикациям в журнале "Наука и жизнь"и книгам по занимательной математике издательства "Мир"...

Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике   Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике

Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике   Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике

2. Для готовой сцены с собранной фигурой создаются камера, источники света, настраиваются материалы и производится рендеринг итоговой картинки. Поощряется творческий подход в плане создания эффектных композиций!

Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике   Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике

Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике

3. В рамках изучения основ анимации, создается видео-инструкция по сборке какой-либо фигуры Кубиков Хейна.

В процессе изучения темы Shapes (формы) одной из важных задач является уверенное редактирование сплайнов, а также создание из них произвольных пространственных объектов (например, трубчатый каркас обычного офисного стула, по сути, является, пространственным сплайном). На этом этапе детям снова предлагается поломать голову на задачами, взятыми из упомянутой книги А.С. Пугачева:

Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике   Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике

Несмотря на то, что на распечатках рядом с каждой головоломкой присутствует и ее решение, задача создания виртуальной копии подобной пространственной "проволочной" структуры далеко не тривиальна!

Одной из самых популярных разновидностей механических головоломок являются так называемые узлы. Как правило, они представляют собой несколько деревянных брусочков с различными внутренними пазами, которые позволяют собранной в единое целое конструкции не распадаться. Сборка даже простейших узлов (над созданием их новых разновидностей работают сегодня известные ученые, математики, используя при этом весь арсенал современной вычислительной техники) - задача далеко не из простых, а решить такую головоломку, как, например, "Супер Узел Брюса Лава", по моему мнению, среднестатистический человек совершенно не способен!

Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике

В рамках изучения трехмерной графики такие узлы, на мой взгляд, представляют интерес в следующих аспектах:

1. Моделирование элементов головоломки с помощью команд Edit Poly - взяв в качестве основы обычный кубик, с помощью выдавливания (Extrude) соответствующих граней, можно получить деталь любой требуемой формы. Также, как и с Кубиками Хейна, учащиеся сначала моделируют исходные детали узла, текстурируют их, добавляют источники света.

Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике   Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике

2. При создании анимационной инструкции по сборке узла приходится учитывать, что в некоторых случаях детали движутся по отношению друг к другу не по прямолинейным траекториям, а с добавлением вращения и поворотов. То есть при этом приходится вручную задавать положение так называемой опорной точки. В общем, делаются первые попытки приблизиться к пониманию принципов моделирования простейших механизмов.

Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике   Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике

Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике   Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике

Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике   Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике

Ежегодно часть детей, окончивших нашу ДХШ-2 и получивших соответствующее свидетельство, возвращается в ставшие за несколько лет родными стены, чтобы получить допрофессиональную подготовку к будущей специальности - дизайнера, архитектора, художника. Для такой категории учащихся на занятиях по компьютерной графике предлагается ряд долгосрочных комплексных заданий, представляющих из себя как бы облегченные варианты ВУЗовских курсовых проектов.

Одним из таких заданий является (полноценным проектом это назвать было бы неправильно) "Презентация головоломки". Главная задача заключается в том, что учащимся необходимо на одном виртуальном листе разместить информацию, дающую полное представление о головоломке в собранном виде, о том, из каких деталей она состоит и о способе ее решения. Для этого используются практически все программы компьютерной графики, изучаемые ранее, и в каждой из них выполняется наиболее подходящий для нее вид работ. Например, рисование внешнего вида головоломки осуществляется в Adobe PhotoShop или Corel Painter.

Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике   Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике

Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике   Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике

Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике   Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике

Для ускорения процесса такого технического рисования применяется технология, активно используемая многими современными художниками, занимающимися разработкой персонажей и среды для компьютерных игр, анимационных фильмов и т.д. Суть данной технологии заключается в том, что в программе 3D Max создается упрощенная трехмерная модель требуемого объекта (в нашем случае - элемент головоломки); этот объект визуализируется под нужным ракурсом и затем уже окончательно отрисовывается в программе растровой графики. В итоге художник экономит время на этапе создания конструктивной основы рисунка (перспектива, пропорции, композиция), и бОльшее внимание может уделить проработке деталей, колориту и общей стилистике.

Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике   Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике

В программе векторной графики (Corel DRAW) выполняются технические иллюстрации или чертежи всех деталей головоломки, с указанием основных размеров и другой необходимой информации. В 3D Мах моделируется пошаговый процесс сборки головоломки. Окончательная верстка всего иллюстративного и текстового материала также производится в Corel DRAW с экспортом в растровый формат для будущей "платформонезависимой" демонстрации или распечатки на фото-принтере.

Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике   Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике

Наверное, апогеем моей авторской программы по обучению трехмерному моделированию является обучение детей созданию так называемых невозможных фигур. История изображения их таится в глубине веков, но наивысший расцвет эта своеобразная математическая живопись достигла в первой половине 20-го века, а конкретно - в творчестве гениального голландского графика с математическим уклоном (или наоборот!) Морица Корнелиуса Эшера и его "собрата по перу" - бельгийца Жоса де Мэя, которые создали большое количество потрясающих воображение произведений в стиле, который можно назвать "математический сюрреализм".

Уже на уроках растровой графики дети пытаются воспроизвести некоторые из известных "невозможностей". Сама постановка задачи звучит довольно абсурдно - нарисовать убедительно то, чего В ПРИНЦИПЕ быть не может! Тем не менее, не без подсказок и объяснений преподавателя, большинство успешно справляется с этим заданием, и, не стану скрывать, получает при этом большое удовольствие!

Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике   Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике   Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике

Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике   Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике

Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике   Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике

Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике   Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике

Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике   Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике   Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике

На следующем этапе детям предлагается изобразить невозможные фигуры с помощью средств фотомонтажа - в программе Adobe PhotoShop, с применением так называемой маски слоя. Для этого в 3D Max моделируется сцена, содержащая невозможную фигуру (чаще всего это репродукции найденных в Интернете картинок), затем рендерится несколько "обычных" изображений с альфа-каналом, после чего все они объединяются в PhotoShop и лишние детали удаляются.

Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике   Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике

Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике   Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике

Именно таким образом были получены показанные ниже изображения:

Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике   Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике

Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике

Но наибольшую трудность представляет, конечно, задача "чистого" моделирования - то есть создание реалистичной невозможной фигуры без применения фотомонтажа, средствами исключительно 3D Max. Подсказкой на пути к решению этой головоломки служит одно важное уточнение - невозможной фигура может казаться лишь в одном, строго определенном, ракурсе. Со всех остальных точек зрения она выглядит (и является таковой на самом деле!) как обычная конструкция. Сказанное хорошо иллюстрируют нижеследующие фотографии бумажных моделей некоторых невозможных фигур:

Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике   Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике

Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике   Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике

Повертев в руках такой вот бумажный, но тем не менее, вполне осязаемый, "Треугольник Пенроуза", ученик уже с бОльшим воодушевлением и, самое главное, пониманием, начинает моделировать его на компьютере!

Честно скажу - ни одно из нижеприведенных изображений не удалось моим ученикам создать ПОЛНОСТЬЮ самостоятельно, без, хотя бы малюсенькой помощи со стороны преподавателя. Зато потом, когда стал понятен принцип создания подобных композиций, трудно было удержать творческий порыв!

Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике   Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике

Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике   Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике

Как видим, невозможное - возможно! И эти слова стали своеобразным девизом нашей студии компьютерного дизайна в Детской художественной школе!

Разумеется, было бы неверным считать, что все задания на моих занятиях ограничиваются исключительно головоломками. На уроках в нашей студии дети занимаются моделированием интерьеров, детских игровых площадок, старинных парусников, фантастических автомобилей, и даже Солнечной системы с планетами, кометами и инопланетными космическими кораблями! Но это - уже совсем другая история...

В заключение с большим удовольствием представляю "головоломную" работу Самолетова Руслана (16 лет) на тему графики Морица Эшера.

Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике

Устюжанин Андрей Анатольевич.

В статье использованы методические материалы и учебные работы детей ДХШ-2 за период 2010 - 2013 г.

г. Набережные Челны



На этом текст моей статьи заканчивается, и я ненадолго прощаюсь с вами, уважаемые посетители нашего проекта!

Через пару дней уезжаю в автобусный тур "Крымская кругосветка", надеюсь, что привезу много хороших фотографий. А пока желаю всем приятного завершения лета!

Ваш Dreamer!

Использование головоломок при обучении трехмерной компьютерной графике

P.S. С чувством вполне понятного самоудовлетворения (если я правильно понимаю это слово!) сообщаю: на упомянутом выше Конкурсе представленная на данной странице статья заняла почетное Второе место с денежной премией в размере аж 2000 (две тысячи) рублей...

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36





TopPhoto.ru - рейтинг фоторесурсов         Фотобизнес и фотоискусство в России и СНГ - fotoinfo.ru     Рейтинг Сайтов НОВОСЕЛ.РУ

ТОП Фотосайтов     Республика Татарстан - Каталог сайтов     Tatarstan.Net - все сайты Татарстана    

        Находится в каталоге Апорт     Яндекс цитирования

        Каталог@MAIL.RU - каталог ресурсов интернет