«Blender-де 3D өлшемді

модельдерді жасаудың тиімді әдістері»

Авторлық оқу әдістемелік құралы

8-9 сынып оқушыларына арналған

Ғалым Аяжан Ғалымқызы

информатика мұғалiмi

«Б.Соқпақбаев атындағы мектеп-гимназия» КММ

Алматы облысы ,Қарасай ауданы, Қаскелең қаласы

Түсініктеме хат

Blender – 3D модельдеу, анимация және рендерлеу саласында кеңінен қолданылатын тегін және ашық коды бар бағдарлама. 3D модельдер негізінде физикалық объектілерді құру процесі. Оның өзектілігі бірнеше факторлармен түсіндіріледі:

Кең қолдану мүмкіндіктері:

• 3D модельдеу: Нысандарды жасау, редакциялау және детализациялау құралдары. ∙

• Анимация: Күрделі анимацияларды жасауға мүмкіндік беретін қуатты құралдар.

• Рендерлеу: Жоғары сапалы суреттер мен бейнелерді жасауға арналған Cycles және Eevee рендер қозғалтқыштары.

• Визуалды эффектілер: VFX жұмыстарын орындау үшін кеңейтілген құралдар жиынтығы. ∙

• Видео редакциялау:Кірістірілген видео редакторы арқылы видеомонтаж жасау мүмкіндігі.

3D модельдеудің қазіргі таңда көптеген салаларда қолданылады:

Архитектура және құрылыс:

• Ғимараттардың және инфрақұрылымның визуализациясы.

• Жоба жоспарларын жасау және көрсету.

Медицина және биотехнология:

• Протездер мен импланттарды жасау.

• Анатомиялық модельдерді 3D басып шығару.

• Хирургиялық процедураларды жоспарлау.

Өндіріс және инженерия:

• Прототиптер жасау.

• Құрал-саймандар және құрылғыларды өндіру.

• Көлік құралдарының бөлшектерін өндіру.

Оқу және білім беру:

• Оқу құралдары мен көрнекі материалдарды жасау.

• Тарихи артефактілерді қайта құру.

Кино және ойын индустриясы:

• Анимациялық кейіпкерлер мен көріністерді жасау.

• Виртуалды әлемдер мен арнайы эффектілер.

Мода және дизайн:

• Киім және аксессуарлар дизайнын жасау.

• Жеке тапсырыспен жасалған өнімдер.

Өнер және сәулет:

• Мүсіндер және көркем инсталляциялар жасау.

• Тарихи және мәдени артефактілерді қалпына келтіру.

Ғылым және зерттеу:

• Ғылыми модельдер және симуляциялар.

• Археологиялық олжаларды қайта құру.

Білім беру: Оқушыларға түрлі жобаларды визуализациялау және жасау мүмкіндігін береді. Blender прогаммасында жұмыс жасау оқушыларға көптеген пайдалар әкеледі: 1. Креативтілік пен идеяларды жүзеге асыру: Оқушылар өздерінің шығармашылық

идеяларын нақты физикалық объектілерге айналдыра алады. Бұл олардың инновациялық ойлау қабілетін дамытады.

2. STEM білімін арттыру: Blender-де 3D модельдеу ғылым, технология, инженерия және математика (STEM) салаларын оқытуда қолдануға өте ыңғайлы. Олар оқушыларға теорияны практикамен байланыстыруға мүмкіндік береді.

3. Жобалау және прототиптеу дағдылары: Оқушылар өздерінің жобаларын модельдеу және прототиптеу арқылы инженерлік және дизайнерлік дағдыларын дамыта алады. 4. Проблемаларды шешу қабілеті: 3D модельдерді қолдану арқылы оқушылар нақты өмірлік мәселелерді шешуге үйренеді. Бұл олардың аналитикалық және логикалық ойлау қабілетін күшейтеді.

5. Командалық жұмыс: Blender –де 3D модельдеу, жобалау және жасау процесі командалық жұмысты талап етеді. Бұл оқушылардың бірлесе жұмыс істеу дағдыларын жетілдіреді.

Blender –де 3D модельдеу барысынында STEM – әртүрлі мәселелер мен идеяларды шешу немесе іске асыру үшін математика, физика, геометрия, робототехника, химия және т.б. сияқты көптеген нақты ғылымдарды біріктіру. Бұл тәсілді қолдану ғылымдардың, пәндердің арасындағы өзара байланысын көруге мүмкіндік береді және әр саладағы білімді нығайтады. STEM-ді пайдалану арқылы жобаларды іске асыру кезінде әртүрлі ғылымдардың интеграциясы ғана емес, сонымен қатар инженерлік бағыттардың интеграциясы да орыналады. Мысалы, 3D модельдеу, схема техника, тақталарды жобалау және т. б. жиі қолданылады.

3D объектіні модельдеуді үйренуге арналған Blender платформасына негізделген 3D модельдеу. Оның негізінде көптеген жобалар жүзеге асырылады, өйткені бұл платформаның мүмкіндіктері күн сайын кеңейе түсуде. Бұл Blender-де әр түрлі 3D объектілерін құрумен айналысатын дүниежүзілік қауымдастықты құрайды, олар идеялармен және туындаған проблемаларды шешу жолдарымен өзара алмасады, элективті курс бағдарламасында кеңінен ұсынылған рефлексивті тапсырмалар жүйесі ұсынылды. Blender үшін тым әртүрлі тапсырмалар үшін барлық құралдармен қосымша модульдердің кең таңдауы жасалды.

Қорытындылай келе, Blender-де 3D модельдеу технологиясы болашақта өндіріс процесін түбегейлі өзгертуге қабілетті екенін атап өткен жөн. Оның ықпалы біздің күнделікті өмірімізде және экономиканың түрлі салаларында айқын сезілетін болады. Рефлексияны меңгеру оқушылардың жасаған өнңмдермен бірге, Blender бағдарламасының құрал

саймандарын меңгеріп жұмыс жасауға бағытталған. Келтіретін пайдасы олардың білімін тереңдетіп, болашақтағы мансаптарына үлкен ықпал етеді.

Әдістемелік құралдың мақсаты:

Мақсаты оқушылардың Blender-де 3D моделін құру арқылы STEM жобаларын жүзеге асыруда 3D модельдеумен объектілерді құрып үйренуге және қолдануға үйрету.

Әдістемелік құралдың міндеттері:

• Blender бағдарламасының негіздерін үйрену;

• Blender- де 3 D модельдеу негіздерімен таныстыру;

• Осы платформаны пайдалана отырып, 3D жобаларын жасау;

• Интеграцияланған жобаларды құру үшін 3D модельдеудің әртүрлі ғылымдармен байланыс жасау;

Күтілетін нәтижелер:

«Blender-де 3D өлшемді модельдерді жасау» оқу курсы аясында оқушылар келесі білімдерді, дағдыларды және іс-әрекет тәсілдерін меңгереді:

• 3D технологиясының негіздерін және оны практикада қалай қолдану керектігін біледі;

• 3D технологиясы бойынша жобаларды іске асыру кезеңдерін біледі; • 3D жобасымен жұмыс барысында алынған деректерге сүйене отырып, жобаны

әзірлеуді және оны жақсартуды біледі;

• Дерек көздермен жұмыс, топтық жұмыс, жоспарлау сияқты 3D жобаларды іске асыру үшін қажетті дағдыларға ие;

I. Мазмұндық бөлімі

8-9 сынып

1.1 тақырып. 3D модельдеуге түсінік кіріспе.

Оқушылар білуі / түсінуі керек:

• 3D модельдеудің негізгі ұғымы;

• 3 D модельдеудің түрлері;

• 3 D модельмен жұмыс жасау қағидаттары;

Оқушылар білуі керек:

• 3D редакторда құралдары арқылы жасайтын тәсілдері;

• Blender-дің жұмыс аймағы, құралдар тақтасы;

• 3D примитивтерi;

• 3D Blender программасының интерфейсі бөліктері;

• Blender бағдарламасын тиімді пайдалануды, 3D модельдеу, анимация және визуалды эффектілерді жасауды;

• Blender-дің жұмыс аймағы, құралдар тақтасы;

• 3D редактор құралдардан тұратынын;

• 3D-моделдің құрама бөліктері;

Графикалық примитив дегеніміз -векторлық суреттерді құрайтын ең кіші графикалық объектер.

Мысалға: түзулер және бағыттауыш тілшелер; тіктөртбұрыштар; шеңберлер, эллипстар, доғалар, сегменттер және секторлар; кисықтар; біріктіруші түзулер және т.б. 3D-моделдің құрама бөліктері

Қандай 3D примитивтерді білесіз және оларды атаңыз?

Төбе - бұл үшөлшемді жүйедегі X, Y, Z координатасы бар нүкте

Қыр, немесе қабырға – дегеніміз екі төбені қосатын кесінді. Үшөлшемді графикада қырды полигондардың шектеуші деп атайды.

Текстура – дегенімізүшөлшемді фигураның бетін қаптайтын сурет.

Полигон – дегеніміз үшөлшемді фигураны құрайтын жазық көпбұрыштардың жиыны.

Практикалық сабақ: Оқушылардан Blender бағдарламасының жұмыс кеңістігін орнатуды сұрау: 1)жұмыс кеңістігінде тақырыпты өзгерту 2) жұмыс үстелінің бастапқы параметрлері 3) панельдердің орналасуы мен өлшемдерін өзгерту 4) әртүрлі тапсырмалар үшін жұмыс кеңістігін орнату мысалдары: модельдеу, анимация, текстуралау және көрсету. Фигуралардың модельдерін 3D-редакторына Blender бағдарламасында құрастыру

1.2 тақырып. Модельдеу.

Оқушылар білуі / түсінуі керек:

• ∙ Өлшем шарттарын жасау;

• ∙ «Array»модификаторы.«Баған» жұмысау принциптері;

• ∙ «Bevel»Модификаторы.«Логотип» жұмыс жасау принциптері;

• ∙ Boolean» Модификаторы.«Шыны стакан» пирнциптері;

• ∙ Әртүрлі көлемдегі үш сферадан тұратын негізі;

• ∙ Материал қосу. Blender-дегі текстуралық материалдың қасиеттері;

• ∙ «Subdivision surface» модификаторы арқылы модельдеу түсінігі;

• ∙ «Mirror» модификаторы;

• ∙ Blenderдегі бөлім (subdivide) жұмыс жасау қағидаты.

• ∙ «Screw» модификаторы арқылы жұмыс жасау қағидаты;

• ∙ «Solidify» модификаторы арқылы жұмыс жасау қағидаты;

• ∙ Аддон Extra. Mesh. Дөңгелекті басып шығару принциптерін түсіну;

• ∙ Blender –де мәтінмен жұмыс істеудің негізгі әдістері;

Оқушылар білуі керек:

• ∙ Өлшем шарттарын анықтау;

• ∙ Оқушылар үстел мен орындықтарды модельдеуді ;

• ∙ Дизайн ыңғайлылығы ;

• ∙ Тор объектісін қосады;

• ∙ Көрсетілген өлшем-шарт бойынша өңдейді;

• ∙ Дайын модельді импорттайды;

• ∙ Stl форматында экспорттау;

• ∙ 3D принтерінде басып шығару;

• ∙ Модификатордың баптауынан айналы бейненің Z осі бойынша көрінуін орнатамыз;

• ∙ Логотипті модельдеу bevel модификаторын қолдану;

• ∙ Boolean модификаторын қолдану;

• ∙ «Цилиндр» қарабайырын қолдану;

• ∙ «Radius» (Радиус) мәнін 1 және «Depth» (биіктік) мәніне орнату;

• ∙ Extrude (Экструзия);

• ∙ Жоғарғы панельден Add — Mesh — UV Sphere модификаторын қолдану;

• ∙ Edit Mode мәзірімен жұмыс жасау;

• ∙ Түстер қосу нысандарға;

• ∙ Ұшақтың детализация формасы (E,Bevel,Loop Cut) қодану;

• ∙ Bevel, Loop Cut құралдарын қолдану;

• ∙ Декор бөлшектері, материалдар, терезелер мен есіктерді қолдану;

• ∙ Material buttons панелінен Shading (F5) батырмасын қолданамыз;

• ∙ Mirror Transp пане- ліндегі Ray Transp батырмасы арқылы немесе Links and Pipeline панелінен ZTransp құралын пайдалану арқылы орындау;

• ∙ Subdivision surface негізіндегі модельдеу қағидаттары;

• ∙ Subdivide polygons тілқатысу терезесінде пайдаланушы ретінде орнатылатын "Type" опциясын пайдалану;

• ∙ Solidify модификаторы тордың бетін алып, тереңдік пен қалыңдықты қосады crew модификаторының көмегімен қандай фигураны модельдеу;

• ∙ Bolt, Extra, Mesh қосымшаларымен жұмыс;

• ∙ Субстрат қосады (add-mesh пл жазықтық) және оны мәтіннің астына реттейді;

• ∙ Объектілерді енгізу үшін Меню Add - Mesh - Monkey қолдану;

Сахнадағы нысандар:текше,шам,камера. Жұмыс терезесінен қиылысқан Х,Ү осьтерін,байқауға болады. Текше-терезедегі көрініп тұрған нысан.Егер ол сізге керек жоқ болса ,оны алып тастауғада болады. Шам-жарық көзі қызметін атқарады.

Камера-кескіннің соңғы көрінісін көруге керек.Камера арқылы кескіннің әр түрлі бұрыштарын көре аламыз. 3D әлемінде бір ғана камера болсада болуы тиіс, өйткені Blender сақтауы керек. Мысалы суретке түсіру үшін пренетақтадағы функционалдық перне F12 басса жеткілікті. Объектерді өңдеуге мүмкіндік беретін виджет орналастыруға(перемещать), вращать(айналдыруға), масштабировать (масштабатауға). Объектілерді енгізу SHIFT+A батырмалы арқылы жүзеге асады.Алдын ала белгіленген объектілер 3D бағдарламаларда примитивтер деп аталады,себебі бұл нысандарды өзгерту арқылы басқа нысандар жасауға болады. Ал кейбірлері қарапайым геометриялық объектер болып келеді.Нысандардың

қабырғаларын,биіктігін,бұрыштарын өзгеру үшін G,S,R батырмаларын пайдаланамыз.Көбейту үшін SHIFT+D.

Практикалық сабақ: Объектілерді енгізу үшін Меню Add - Mesh - Monkey.Сюзаннаның басын тегістеу.Түсін өзгерту.Камерадан қарау.

1.3 тақырып. Әртүрлі салаларда 3D өлшемді қолдану.

Оқушылар білуі / түсінуі керек:

• ∙ Биологиядағы 3D өлшемді қолдану салалары;

• ∙ «ДНҚ моделі» жұмыс жасау қағидаты;

• ∙ Анатомияда 3D өлшемді қолдану салалары;

Оқушылар білуі керек:

• ∙ Оқушылар биологияда 3D өлшемді қолдану салаларын;

• ∙ Медицинада 3D өлшемді қолдану;

• ∙ 3D модельдеуде қолданылатын материалдарды (бұйымды басып шығару үшін қолданылатын , олардың неден тұратынын және қалай өндірілетінін зерделеу; ∙ Молекулалар мен ақуыздарды модельдеу;

• ∙ ДНҚ жіптерін жасау;

• ∙ Спиральдарды модельдеу;

• ∙ Химиялық модельдерді құру;

• ∙ Subdivision surface (subdivision surface) қолдану;

Blender бағдарламасында ДНҚ моделін жасау! 3D өлшемді жасау технологиялары әртүрлі қосымшаларды табады және олардың бірі орналасу саласы. Бұл сала дәрігерлер мен дизайнерлерге жақынырақ болып көрінуі мүмкін. 3D-да объектілердің макеттерін білім мен медицинаға пайдасы зор болуы әбден мүмкін. Практикалық сабақ: Оқушылар ДНҚ-ны модельдей бастайды: 1)Суретті жүктейді ДНҚ құрылымы 2)ДНҚ жіптерін жасайды

3)Спиральдарды модельдейді 4) Жіптерді қайталайды және біріктіреді 5) Безендіру 6)Көрсету және визуализациялау .

Оқушылар ДНҚ модельдеумен таныстырады:

1) ДНҚ -ны модельдеу аңыздылығы оны зерделеудің маңыздылығында 2)Көрсету мен визуализацияны қосады 3D принтерді басып шығаруға жібереді.

1.4. тақырып. Анимациямен практикалық жұмыс

Оқушылар білуі / түсінуі керек:

• ∙ Анимация анықтамасы;

• ∙ Анимацияны сақтауды түсіну ұғымы;

• ∙ Кадрлар, кадрлар бойынша операциялар;

Оқушылар білуі керек:

• ∙ Қозғалыс, уақыт, антиципация, артық, арка, созылу, баяулау және үдеу қағидаты;

• ∙ Объектінің бастапқы және соңғы қалпын орнату үшін негізгі кадрларды құру;

• ∙ Анимацияның ұзақтығы мен жылдамдығын реттеу үшін уақыт шәкілін өңдеу (Timeline) жұмыс жасау;

Оқушылар анимациямен танысады және Blender бағдарламасында тәжірибеден өтеді: Кадр жиілігін 40 мс (25 кадр / с) етіп өзгертіңіз. Файл-> экспорттау -> атау тармағын таңдаңыз. gif, содан кейін «Анимация ретінде сақтауды» таңдаңыз. 1) қозғалыс, уақыт, антиципация, артық, арка, созылу, баяулау және үдеу қағидаты. 2) Объектінің бастапқы және соңғы қалпын орнату үшін негізгі кадрларды құру. 3) Анимацияның ұзақтығы мен жылдамдығын реттеу үшін уақыт шәкілін өңдеу (Timeline) 4) Анимацияны сақтау Оқушылар қайталайды істеу айналмалы куб анимациясы:

1) Анимация қойындысындағы объектіні анимациялау

2) Негізгі кадрларды енгізеді

3) Екі объектіні анимациялау

4) Камера мен жарықтандыруды

реттейді

5) Анимацияларды сақтау

Практикалық сабақ: Планетаның өз осінің айналасында айналу анимациясын және сол планетаның айналасындағы камераның қозғалысын жасаңыз. Планетаның 3D моделін жасаңыз (мысалы, жер) және оны көріністің ортасына қойыңыз.

1.Камераны планетаға біраз қашықтықтан қарайтын бастапқы күйге қойыңыз.

2.Планетаның өз осінің айналасында айналу анимациясын орнату. Планета белгілі бір уақыт ішінде (мысалы, 10 секунд) осьтің айналасында толық айналым жасауы керек.

3.Планетаның айналасындағы камера қозғалысының анимациясын орнату. Планетаны әртүрлі бұрыштардан көрсету үшін Камера планетаның айналасында тегіс қозғалуы керек.

4. Планетаның айналасында саяхаттау әсерін беру үшін Анимация тегіс және үздіксіз болуы керек.

5. Планетарлық көздің әсерін жасау үшін планетаны мөлдір сферамен атмосфераға салыңыз..

Күнтізбелік –тақырыптық жоспар

ІII.Ақпараттық-әдістемелік бөлім

Курстың негізгі әдістемелік негізі – оқушыларды жеке жұмыс дағдыларын дамыту. Оқушылардың өз бетінше жұмыс жасауына арналған негізгі әдістер интерактивті электронды оқулықтағы жаттығулар мен алгоритмдік нұсқаулар негізінде іске асырылады. Оқыту әдістерін таңдау оқушылардың ақпараттық құзыреттілігін қалыптастыру қажеттілігімен байланысты. Бұл мәселені шешу бағдарламаның құрамында көрсетілген құзыреттердің әртүрлі элементтерінің бар болуы арқылы жүзеге асырылады.

• ∙ құзыреттіліктің әлеуметтік-практикалық маңыздылығы (ол үшін обьектілер мен модельдерді құру және өңдей білу қажет);

• ∙ құзыреттіліктің жеке маңыздылығы (неліктен оқушы үш өлшемді модельдеу саласында құзыретті болуы керек);

• ∙ осы құзыреттерге жататын нақты шындық объектілерінің тізімі (үш өлшемді модель, компьютер, компьютерлік қосымша, 3D бағдарламалары және т. б.);

• ∙ объектілерге байланысты қызмет көрсету әдістері;

• ∙ зерттелетін объектілерге қатысты білім, дағдылар мен қабілеттер;

• ∙ Blender-де 3D модельдеу саласындағы оқушының қызметіне қажетті минималды тәжірибе;

• ∙ 3D модельдердің құзыреттілігін бағалау үшін оқу және бақылау тапсырмаларының индикаторлары.

Оқу сабақтарын ұйымдастыру формалары.

Сабақтың басты форматы - практикум. Курстың көптеген тапсырмалары дербес компьютерлер мен қажетті бағдарламалық құралдарды қолдана отырып орындалады. Әр тақырып тапсырманың анықтамасынан басталады, онда оқушылар білім беру өнімінің сипаттамасын құруы қажет. Одан кейін жоспарланған оқу нәтижесінің ең төменгі деңгейінде техникалық тапсырмаларды орындауға қажетті дағдыларды дамытуға бағытталған әр түрлі деңгейдегі тапсырмалар беріледі. Бақылау өлшемдері білім алушылар мен студенттерге өз жұмыстарын түзету үшін тиімді кері байланыс алуға мүмкіндік береді. Жеке оқу қызметі сызбалар мен модельдерді құруға арналған жобалық формалармен үйлеседі.

Оқушылардың жетістіктерін бағалау әдістері.

«Blender-де 3D өлшемді модельдерді жасау» курсында диагностика және бақылау пәні оқушылардың сыртқы білім беру өнімдері (жасалған объектілер, модельдер, презентациялар, жобалар және т.б.), сондай-ақ курстың мақсаттары мен міндеттеріне қатысты олардың ішкі жеке қасиеттері (іс-әрекеттің, білімнің, дағдылардың игерілген әдістері) болып табылады.

Сыртқы білім беру өнімдерінің сапасын келесі параметрлер бойынша бағалаған жөн:

• модель жасау кезінде қолданылатын әдістердің салыстырмалы жаңалығы бойынша;

• жасалған өнімнің сыйымдылығы мен қысқалығы бойынша;

• жобаның практикалық пайдасы және оны пайдалану ыңғайлылығы бойынша.

Ішкі Білім беру өнімін бағалау оқушының санасының өз іс-әрекетіне, жүзеге асырылатын әрекеттерді абстракциялауға және жалпылауға бағытталуымен байланысты, басқаша айтқанда: бұл жерде рефлексивті өзін-өзі реттеу болуы керек.

Оқушылардың қол жеткізген нәтижелерін тексеру мынадай нысандарда жүргізіледі:

• оқушылардың орындалатын тапсырмаларды ағымдағы рефлексивті интроспекциясы, бақылауы және өзін-өзі бағалауы;

• "үш өлшемді модель жасау және редакциялау";

• "үш өлшемді модельдерді құру және редакциялау"тақырыптары бойынша бақылау жұмысы түріндегі оқушылардың іс-әрекетін мұғалімнің ағымдағы диагностикасы және бағалауы.

Курстың соңында қорытынды бақылау өткізіледі. Бұл емтихан форматында ұйымдастырылып, қорытынды жобаны қорғауды қамтиды.

IV. Қосымша

Blender-де сферамен жұмыс. Blender ашу. Blender интерфейсінде 3D көрінісіне кіріңіз.

1. Жұмыс алаңын тазалау. Delete басу және жоюды растау

2. Аққаланы бірнеше қарапайым бөліктерден жасауға болады. Әртүрлі көлемдегі үш сферадан тұратын негізінен (основа) бастаймыз. Жаңа сахна нысанын екі әдіспен қосуға болады. 1) Жоғарғы панельден Add — Mesh — UV Sphere таңдау, 2) либо сочетанием клавиш SHIFT+A пернелерінің комбинацияларын басып, одан сфераны таңдау. Бұл операцияны үш рет қайталау.

3. Үш сфера дайын болғаннан кейін, аққаланы жинай бастау керек. Маустың оң жақ пернесін басып тұрып, сфераның бірін таңдап алып, S пернесінің көмегімен сфераның көлемін өзгертеміз. Осылай әртүрлі өлшемдегі үш сфераны аламыз.