Содержание
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
Глава 1. Теоретические основы компьютерной графики и 3D визуализации 7
1.1. Основные понятия компьютерной графики 7
1.2. 3D-графика и визуализация 13
1.3. 3D-конфигуратор и его роль в образовании 16
Глава 2. 3D конфигуратор – понятие, назначение, использование в сфере образования 19
2.1. Постановка задачи для разработки 3D- конфигуратора вертикального мультимедийного образовательного мини-портала 19
2.2. Выбор программной и аппаратной платформы разработки конфигуратора 21
2.3. Выбор средств визуальной разработки конфигуратора 23
2.4. Выбор средств создания мини-портала 26
Глава 3. Разработка 3D конфигуратора вертикального мультимедийного образовательного мини-портала 29
3.1. Разработка интерактивного образовательного мини-портала 29
3.2. Разработка 3D-конфигуратора 35
3.3. Тестирование готового приложения 49
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 57
Список использованной литературы 62
ПРИЛОЖЕНИЯ 65
Выдержка из текста
ВВЕДЕНИЕ
Развитие информационных систем не стоит на месте. Буквально каждый месяц создается несколько десятков новых программных продуктов и технических средств. Некоторым из них суждено развиться до огромных масштабов, охватывая выполнение множества функций, однако некоторые из таких систем или технических средств так же быстро исчезают, как и появились. Одним из подобных разработок стала 3D графика и её принципы воплощения в жизнь. На сегодняшний день насчитывается большое число различных программных средств, позволяющих не только создать такую графику, но и оживить её. Более того, все большую популярность набирают 3D принтеры, которые сегодня стали уже обыденностью. Очевидно, что подобная отрасль развивается и включает в себя все больше сфер общественной жизни – медицину, производство, промышленность, в том числе и оборонную. Однако, большее внимание заслуживает сфера образования и применение 3D технологий в процессе обучения.
Актуальность темы дипломного проекта обуславливается тем, что 3D технологии в образовании способны не только наглядно продемонстрировать материал при минимальных затратах, но и заменить целый учебник. Если в эффективности подобного подхода никто не сомневается, то важным является создание всевозможных конфигураторов, которые позволят не только визуально наблюдать за происходящим, но и лично принимать в этом процессе участие. Так, информация будет более продуктивно усваиваться.
Еще одним открытым вопросом остаются средства, с помощью которых подобные технологии будут применяться. Но и здесь все очевидно – современные образовательные центры достаточно хорошо оснащены компьютерной техникой, следовательно, именно под них необходимо подстраиваться при разработке 3D конфигураторов.
Научная новизна работы заключается в доступности разрабатываемого конфигуратора для обучаемого, так как их расположение будет производиться на образовательном мини портале, который после размещения на домене будет находиться в свободном доступе. Кроме этого, каждый 3D конфигуратор отражает определенную тему образовательного предмета, то есть в перспективе развитие подобных конфигураторов.
Теоретическая значимость работы заключается в получении знаний по проектированию и разработке 3D конфигуратора и мини-портала. В последующем теоретическая составляющая работы может послужить основой для разработки подобных моделей или мини-порталов для других учебных заведений.
Практическая значимость исследования представляет собой реальное использование образовательного мини-портала с внедренным 3D конфигуратором в образовательном учреждении – Физико-математическом лицее №239 г. Санкт-Петербурга, а также возможности дальнейшего развития и разработки моделей, которые могут быть использованы в образовании для демонстрации сложных объектов и как замена устаревшего способа подачи информации.
Объектом исследования настоящего дипломного проекта является компьютерная графика, а именно 3D графика и её использование в образовательной среде.
Предметом исследования является процесс разработки 3D конфигуратора мультимедийного вертикального образовательного мини-портала.
Цель исследования дипломного проекта на тему «3D конфигуратор мультимедийного образовательного вертикального мини-портала» заключается в создании мини-портала для образовательного учреждения, который включал бы в себя возможность использования 3D-конфигураторов в процессе обучения.
Однако, для достижения поставленной цели необходимо однозначно определиться, что такое 3D конфигуратор, с помощью каких средств провести разработку и в каком виде предоставить конечному пользователю – ученикам. По этой и другим причинам необходимо поставить задачи:
1. Сформулировать общее понятие компьютерной графики, её разновидностей;
2. Выделить из общей классификации компьютерной графики 3D графику и охарактеризовать её с точки зрения применимости в образовательной сфере;
3. Разработать поставку задач на последующую разработку 3D конфигуратора мультимедийного вертикального образовательного мини-портала;
4. Провести выбор технических и программных средств для разработки и последующей эксплуатации системы;
5. Провести выбор средств разработки – языка программирования, средств визуализации;
6. Спроектировать схему мультимедийного образовательного мини-портала;
7. Провести разработку мини-портала;
8. Провести разработку 3D-конфигуратора;
9. Объединить мини-портал с 3D-конфигуратором;
10. Описать производительность готовой системы, протестировать систему.
В процессе исследования темы работы и разработки были задействованы труды таких авторов, как Григорьевой А. Б., Молочкова В. П., Дегтярева В. М., Рипинской А. В., Ломова А. Ю., Пауэлла Т., Кузнецова М. В., которые описали не только теоретические основы компьютерной графики, но и общие алгоритмы создания графических проектов, создания сайтов.
Структура работы представлена тремя главами. Первая глава – теоретическая и носит вводный характер в теорию компьютерной графики, 3D моделирования и их адаптации в образование.
Вторая глава является проектом разрабатываемой системы и определяет задачи, которые будет решать готовая система, средства, с помощью которых будет достигаться эта цель.
Третья глава представлена непосредственным описанием разработки и применяемых алгоритмов готовой системы.
В приложении к диплому представлены некоторые листинги кода, являющиеся основой разработки.
Список использованной литературы
Список использованной литературы
1) Амгайзер В. М. MacroMedia Director. Шаг за шагом. М.: Прима, 2012 г. – 312 с.
2) Бердюговский В. С. 3D моделирование современными средствами. М.: Феникс, 2014 г. – 336 с.
3) Герман А. С. Информационные технологии в образовании. М.: Либроком, 2013 г. – 117 с.
4) Григорьева И. В. Компьютерная графика. Учебное пособие. М.: московский педагогический государственный университет, 2012 г. – 298 с.
5) Дубовик А. В. Построение моделей и создание чертежей деталей в системе Shockwave3D. Учебное пособие. М. Пресс, 2011 г – 506 с.
6) Жариков В. Н. Компьютерное моделирование. М.: КноРус, 2010 г. – 356 с.
7) Жилякова П.Н. Информационные технологии в образовании. М.: Либроком, 2011 г. – 291 с.
8) Жук Ю. А. Мультимедийные технологии. Учебное пособие. Сыктывкар: СЛИ, 2012 г. – 271 с.
9) Завойко Е. Н. Моделирование физических процессов. Спб.: Питер, 2011 г. – 342 с.
10) Затолокин Л.О. Сайтостроение. Актуальные методы программирования. Спб.: Питер, 2012 г. – 317 с.
11) Зольников Д. С, РНР. / Д. С Зольников — изд. НТ Пресс, Москва, 2007 год, 256 с.
12) Иванова И. Т. 3D конфигурирование сложных технических систем. М.: Феникс, 2014 г. – 572 с.
13) Иглина О. Д Самоучитель Adobe Flash. .М.:Асроприм, 2013 г. – 617 с.
14) Колисниченко, Д.Н. Самоучитель PHP5 [Текст] / Д.Н. Колисниченко. – 3-е изд. – СПб. : Наука и Техника, 2006. – 576 с.
15) Коростелев И. Д. Принципы разработки виртуальных моделей. Практика. М.: Юрайт, 2014 г. – 446 с.
16) Кубрак Н. А. Программное обеспечение моделирования процессов. М.: Бином-ПРЕСС, 2012г. – 210 с.
17) Кузнецов, М.В. РНР 5. Практика разработки Web-сайтов [Текст] / М.В. Кузнецов, И.В. Симдянов, С.В. Голышев. – СПб. : БХВ-Петербург, 2005. – 960 с.
18) Кушнер В. Л. Интеграция Flash c сайтом на примерах. М.:Фуникс, 2014 г. – 344 с.
19) Ларионов С. А. Фазовые переходы и методы компьютерного моделирования: учебное пособие. М.: ФизМатЛит, 2009 г. – 432 с.
20) Лаукс Л. В. Имитационное моделирование физико-математических процессов. М.: Флинта, 2011 г. – 492 с.
21) Лященко И. Ю. Алгоритмы создания физических моделей. М.: Проспект, 2012 г. – 723 с.
22) Марков В. С. Shockwave3D. Методы, алгоритмы, приемы. М.: Альянс, 2014 г. – 213 с.
23) Метлашовская Т. Е. Компьютерное моделирование в физике. М.: Олимп, 2014 г. – 312 с.
24) Молочков В. П. Компьютерная графика. Учебник. Спб.: Питер, 2011 г. – 812 с.
25) Овчинникова Н. П. Shockwave3D. Пошаговое руководство на примерах. М.: Диалог-МИФИ, 2013 г. – 356 с.
26) Орлов, Л.В. Web-сайт без секретов [Текст] / Л.В. Орлов. – 2-е изд. – М. : Бук-пресс, 2006. – 512 с.
27) Параонова С. С. Основы визуального проектирования. М.: КноРус, 2013 г. – 344 с.
28) Приступа А. В. Компьютерная графика. Алгоритмические основы и базовые технологии. Томск, НТЛ, 2012 г. – 260 с.
29) Рева О. Н. НТМL. Просто как дважды два. / О. Н Рева. — изд. Эксмо, Москва, 2006 год, 256 с.
30) Редкол. Тихонов А. Н. Интернет-порталы: сборник научных статей, выпуск 2, / А. Н. Тихонов — изд. Просвещение, Москва, 2004 год, 499 с.
31) Репинская А. В. Компьютерная графика. М.: Инфра-М, 2010 г. – 88 с.
32) Рыхва И. Н. Теория и практика эволюционного моделирования. М. ФизМатЛит, 2011 г. – 424 с.
33) Солусенко А. В. Компьютерные технологии вычислений в математическом моделировании. М.: Литера, 2013 г. – 356 с.
34) Стариков Ю. В. Самоучитель Shockwave3D. От простого к сложному. М.: Статут, 2013 г. – 427 с.
35) Томсон Л. Разработка Web-приложений на РНР и MySQL [Текст] /Л. Томсон, Л. Веллинг. – 2-е изд., испр. – СПб: ООО «ДиаСофт», 2003. – 672 с.
36) Филатов В. Д. Оживляем изображение. Adobe Flash. М.: Символ-Плюс, 2013 г. – 321 с.
37) Форсайт Д. Компьютерное зрение. Современный подход. М.: книга по требованию, 2013 г. – 416 с.
38) Шикин Т. В. Компьютерная графика: динамика и реалистичность изображений. М.: Диалог-МИФИ, 2010 г. – 456 с.
39) Шкляев Д. В. Алгоритмы и программы проектирования автоматических систем. М.: Юрайт, 2014 г. – 309 с.
40) Яргина Н. В. Универсальное программирование. Том 3. Разработка сайтов. М.: Система, 2012 г. – 553 с.
41) Официальный сайт компании Adobe. [Электронный ресурс]. URL: www.adobe.com