Мастер-класс «Моделирование анимации средствами современных информационных технологий»

Кафедра экономики и информационных технологий

ПЛАН

ОТКРЫТОГО МЕРОПРИЯТИЯ

МАСТЕР-КЛАСС

«МОДЕЛИРОВАНИЕ АНИМАЦИИ СРЕДСТВАМИ СОВРЕМЕННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ»

Преподаватели: Махова С.А.

2024

Название мероприятия:Мастер-класс «Моделирование анимации

средствами современных информационных

технологий»

Целевая аудитория:группы Ис-2-376, Ис-3-370, специальность 09.02.07

«Информационные системы и программирование»

Дата проведения

Продолжительность40 минут

Место проведенияаудитория №36 «Лаборатория технологии обработки

баз данных»

Тип мероприятиямастер-класс

Цель мероприятия: формирование у обучающихся знаний об основных приемах и технологиях моделирования анимационных объектов.

Задачи мероприятия:

образовательные:

• обучить конкретным навыкам, составляющим основу транслируемого опыта обработки изображений с помощью программ компьютерной графики и способам достижений намеченных результатов;

• формирование мотивации в освоении и применении полученных навыков;

развивающие:

• развитие мотивации участников мастер-класса к самореализации в области компьютерной графики;

• развитие познавательного интереса, творческой активности обучающихся, необходимых при выборе сферы профессиональной деятельности;

воспитательные:

• воспитание силы воли в достижении цели, трудолюбия, ответственного отношения к учебному труду;

• передать опыт воспитания, в ходе которого происходит самостоятельное развитие практических способностей участников мастер-класса;

• формирование навыков принятия решений.

Методы мероприятия:

• практические (рассмотрение проблемных ситуаций, опыт);

• наглядные (иллюстрация, демонстрация);

• словесный (дискуссия).

• поисковые

Оснащение мероприятия: персональные компьютеры обучающихся, имеющие подключение к сети Интернет, оснащенные пакетом прикладных программ MS Office; программа растровой графики Adobe Photoshop CS6, математическая программа с графическим редактором SMathStudio, мультимедийная доска.

Формы обучения: групповая, индивидуальная, самостоятельная работа обучающихся.

Ожидаемые результаты:

• участники мастер-класса получат знания о современных технологиях программирования анимационных объектов в режиме демонстрируемой технологии;

• мотивация участников мастер-класса к творческой деятельности;

• мотивация участников мастер-класса к адекватному и ответственному выбору будущей профессии в соответствии с личными интересами и предпочтениями

ХОД МЕРОПРИЯТИЯ

1. ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ МОМЕНТ

(Приветственное слово преподавателя) – 1 мин. (слайд 1)

2. Мотивация к учебной деятельности: тема, цели мероприятия и значение изучаемого материала, формируемых знаний и умений для дальнейшей учебной и профессиональной деятельности (2 мин.)

Существует большое количество способов создания анимации. Чтобы персонаж или объект двигался, надо сначала создать несколько рисунков, отличающихся незначительным смещением изображения с постепенными изменениями каждого из персонажей (кадры), выставить их в определенной последовательности, установить время демонстрации каждого кадра, чтобы смена их была плавной и естественной. Чем больше кадров подготовите, чем лучше они будут прорисованы, тем интереснее будет результат. (слайд 2)

Анимация механизмов используется для визуальной демонстрации устройств, компонентов и способов работы различных механических изделий и их составляющих. Объяснить работу и функционал таких устройств намного проще с помощью анимации, чем демонстративной сборки вручную. Разумеется, конечный результат анимации должен быть очень высокого качества, чтобы картинка была правдоподобной и не содержала ошибок. (слайд 3)

Один из инструментов программирования анимации - SMath Studio является математическим редактором, позволяющим производить разнообразные научные и инженерные расчеты. Данный математический пакет относится к свободно распространяемому программному обеспечению, что обуславливает его широкую популярность среди студентов и работников технических специальностей.

3. Теоретическая часть (10 мин.)

Обучающиеся знакомятся с программой SMathStudio, правилами и современными технологиями, особенностями программирования анимированных объектов, а также в редакторе растровой графики AdobePhotoshopCS6. (презентация, примеры выполненных работ).

SMath Studio – бесплатный математический пакет с графическим интерфейсом для вычисления математических выражений и построения двумерных и трёхмерных графиков. Поддерживает работу с матрицами, векторами, комплексными числами, дробями и алгебраическими системами, единицами измерений. Удобный, графический (как на бумаге) интерфейс и богатые вычислительные возможности программы хорошо сочетаются с достойным количеством настроек и автоматических режимов. В дистрибутив программы также встроен информативный математический справочник.

Программа SMath Studio имеет классический оконный интерфейс. Окно программы состоит из следующих элементов: строка заголовка, строка меню, панели инструментов, рабочее поле и строка состояния. Рабочее поле (при стандартных настройках) выглядит как тетрадный лист в клетку. Пустые листы, кроме первого, затеняются серым цветом. Ввод информации производится с позиции курсора (обозначенной красным крестиком) в любом месте документа. Панели инструментов для ввода математических операндов, операций и функций расположены справа от рабочего поля. Большинство команд можно выполнить как с помощью меню (верхнего или контекстного), так и панелей инструментов или клавиатуры.

У SMath Studio есть некоторые правила записи выражений:

1. Используемая переменная или функция должна быть объявлена заранее. Заранее – значит левее или выше того выражения, где она используется в вычислении.

2. Если переменная переобъявлялась, то будет использовано то значение, которое встретилось самым последним перед использованием в вычислениях.

3. При объявлении переменной в выражении можно использовать встроенные и ранее объявленные функции, ранее объявленные переменные и их сочетания. Если используемые в выражении переменные ранее не объявлялись, то результат можно будет получить только в символьном виде (или объявить недостающие переменные и разместить выражение ниже или правее объявленных переменных для численного результата).

4. Переменная не обязательно должна вычисляться как числовое значение, допускается присваивать имена выражениям, дающим при вычислении матрицу.

5. Для символьных вычислений объявлять переменные заранее не требуется, если не надо, чтобы при преобразовании выражений были подставлены их значения.(слайд 4)

Справа в окне программы расположена Боковая панельинструментов, она может быть убрана нажатием на крайнюю правую кнопку главной панели инструментов. Боковая панель состоит из отдельных панелей, содержащих наборы команд в виде кнопок. Каждая такая панель может быть свернута с помощью кнопки , расположенной в правом углу заголовка панели. Рассмотрим назначение панелей.

Панель «Арифметика» содержит цифры 0 ... 9, разделитель десятичной дроби (в зависимости от настроек операционной системы, это может быть и точка и запятая), букву π для одноименного числа, знак факториала «!», операции возведения в степень «^», взятия квадратного корня «\» или корня n-ой степени Ctrl+«\». Еще на панели есть графический вариант клавиши Backspace и знаки присваивания «:», символьного вычисления Ctrl+«.» и знак равенства для вычисления в численной форме.

Панель «Матрицы» позволяет задать матрицу (Ctrl+«M»), вычислить ее определитель, транспонировать матрицу, получить алгебраическое дополнение, минор, вычислить векторное произведение. Вектор задается как вектор-столбец (т.е. матрица) с размером в 3 элемента, по одному на каждой строке.

Панель «Булева» содержит операции отношения, отрицание, «и», «или», «исключающее или». Булево «равно» используется еще и в задании условий для функции if и в цикле for.

Панель «Функции» содержит подборку основных тригонометрических функций, определенный интеграл, производную, сумму элементов и их произведение. Еще есть логарифм по произвольному основанию, натуральный логарифм, проценты, выбор элемента по индексу («el» или квадратные скобки на клавиатуре), знак системы.

Например, результат работы функции дифференцирования (кнопка ) зависит от того, выбрано ли вычисление значения производной в точке при помощи «=» или использовано символьное вычисление «→».

Панель «График». Здесь можно вращать, масштабировать и сдвигать графики, задавать отображение точками или линиями, перерисовывать графики заново в случае необходимости. Операция вращения доступна только для трехмерных графиков. Графики рисуются в декартовой системе координат .

Графики строятся для функций от переменной «x» (2D) или «x» и «y» (3D). Вообще, функции могут быть от любых аргументов, но при построении графика должны быть указаны в качестве аргументов именно эти переменные .

Помимо аналитического задания графика, можно задать его в виде, где каждый столбец будет содержать координаты точек для осей X и Y соответственно (или еще для оси Z).

Кроме того, вместо функции или матрицы можно поставить знак системы, а уже в систему вписать имена функций или матриц или выражения для построения графиков. Это позволит отобразить несколько графиков на одном рисунке.

Панель «Программирование» содержит средства, позволяющие организовать циклические вычисления (циклы «for» и «while») или задать условную функцию «if». Вместо операторных скобок используется линия (line). Линия по умолчанию содержит два места для последовательных вычислений, но ее можно растянуть. Для этого выделите линию угловым курсором (надо кликнуть по месту, отмеченному квадратиком и нажать пробел, чтобы выделились оба места). Должна появиться специальная квадратная метка, зацепив которую мышкой, можно растянуть линию до необходимого количества мест. Аналогичный способ растягивания работает и для знака системы.

Панели «Символы» нужны для вставки букв греческого алфавита.

SMath Studio может использоваться в качестве инженерного калькулятора. Как калькулятор SMath Studio сможет оперировать переменными, делать символьные вычисления, искать корни уравнения по переменной, упрощать выражения и т.д. Примеры использования SMath Studio можно найти на сайте http://smath.info .

Слайд 5

Слайд 6

4. Демонстрация рассмотренных технологий на конкретных примерах (10 минут)

Участникам мастер-краса демонстрируются рассмотренные приемы программирования анимационных объектов на конкретных примерах.

Создание анимации в SMath Studio. (слайд 7)

1.Изображение точки и ее траектории

Для создания анимации надо знать закон движения точки (зависимость координат х и у от времени t), начальное и конечное значения переменной t и шаг по времени. Если закон движения точки не задан, то его нужно найти из решения дифференциальных уравнений движения.

5. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА УЧАСТНИКОВ МАСТЕР-КЛАССА (15 мин.)

Участники мастер класса отрабатывают полученные знания по технологиям анимирования в редакторе растровой графики AdobePhotoshop, и средствами SMaathStudio.

6. ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ МЕРОПРИЯТИЯ (3 мин.)

В некоторых случаях, особенно при производстве или в науке, покупка 3D-редакторов не будет обоснованной, и они не покроют задач, стоящих перед предприятием.

Например, на предприятии химического производства, необходимо визуализировать текущее состояние химического процесса, изображать на экране трехмерную модель соединения, которая изменяется со временем. Для этого информация с датчиков поступает в компьютер, где, на основании поступивших данных, строится или изменяется в режиме реального времени трехмерная модель. Или для транспортной компании необходимо в режиме реального времени отслеживать движение и загруженность поездов: В любом случае, когда заранее неизвестные данные для визуализации, приходится использовать программы, которые будут создавать анимацию по мере поступления новых данных.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Молочков, В. П. Основы работы в Adobe Photoshop CS5 : учебное пособие / В. П. Молочков. — 3-е изд. — Москва, Саратов : Интернет-Университет Информационных Технологий (ИНТУИТ), Ай Пи Ар Медиа, 2020. — 261 c. — ISBN 978-5-4497-0345-3. — Текст : электронный // Электронно-библиотечная система IPR BOOKS : [сайт]. — URL: http://www.iprbookshop.ru/89459.html (дата обращения: 06.02.2023). — Режим доступа: для авторизир. пользователей

2. Компьютерная графика : учебно-методическое пособие / Е. А. Ваншина, М. А. Егорова, С. И. Павлов, Ю. В. Семагина. — Оренбург : Оренбургский государственный университет, ЭБС АСВ, 2016. — 207 c. — ISBN 978-5-7410-1442-4. — Текст : электронный // Электронно-библиотечная система IPR BOOKS : [сайт]. — URL: http://www.iprbookshop.ru/61891.html (дата обращения: 06.02.2023). — Режим доступа: для авторизир. пользователей

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/593720-master-klass-modelirovanie-animacii-sredstvam