Трехмерная графика и её роль в освоении медико-биологических дисциплин

ТРЕХМЕРНАЯ ГРАФИКА И ЕЁ РОЛЬ В ОСВОЕНИИ МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН Ратова М.Р. Мягкова Е.Г. Кичигина Е.И. ГОУ ВПО "Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф.Войно-Ясенецкого Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации" Компьютерная графика – одна из наиболее распространенных и впечатляющих современных компьютерных технологий. Трёхмерная графика (3D) является одним из разделов компьютерной графики. 3D-графика оперирует с объектами в трёхмерном пространстве. Она предназначена для имитации фотографирования или видеосъемки трехмерных образов объектов, которые должны быть предварительно подготовлены в памяти компьютера. Построение объемных моделей объектов в виртуальном пространстве осуществляется с помощью специализированных программ. Как правило, в трехмерной графике сочетаются векторный и растровый способы формирования изображений. Обычно результаты представляют собой плоскую картинку, проекцию или анимацию. Программы для работы с трехмерной графикой называются 3D-редакторами. Работу в трехмерном редакторе можно сравнить со съемкой настоящего фильма, в котором человек – режиссер. «Съемочная площадка» – это рабочее пространство 3D-редактора, обычно представленное одним или несколькими окнами проекций. Каждый проект, над которым проводится работа, называется трехмерной сценой. Ее создание обычно происходит в несколько этапов: предварительная подготовка создание геометрической модели сцены настройка освещения и съемочных камер подготовка и назначение материалов визуализация сцены Существует довольно большое количество программ для 3D- моделирования. 3D Studio MAX (от компании Autodesk) – это самый популярный на сегодняшний день 3D-редактор. Программа позволяет реалистично визуализировать объекты самой разной сложности. Кроме того, «3D Studio MAX» дает возможность создавать полноценное видео с участием трехмерных моделей. Хотя такая работа требует у специалиста серьезных навыков, а также больших компьютерных ресурсов, в первую очередь объемов памяти и быстродействие процессора. Также популярными программами в этой области являются: Autodesk Maya (от компании Autodesk), Newtek Lightwave (фирмы NewTek), SoftImage XSI (от компании Softimage), Rhinoceros 3D (от компании McNeal & Associates), Cinema 4D (фирмы MAXON). За короткое время своего существования 3D-графика нашла свое применение в самых разных областях: кино- и видеоиндустрия, разработка компьютерных игр, медицина, проектирование, дизайн и многие другие сферы. Удачные 3D-проекты очень трудно отличить от фотографий. Одним из направлений использования 3D-графики в медицине является создание 3D-моделей органов и суставов. В Интернет-магазинах можно приобрести готовые и уже анимированные 3D-модели органов или суставов с высококачественными текстурами на основе цифровых фотографий, которые можно с успехом использовать в медицине для различных демонстраций. Трехмерное моделирование позволяет также создавать видеоролики на медицинскую тематику. На рисунке 1 представлена 3D-модель сердца (www.3DScience.com). Рисунок 1. – 3D модель сердца. Трехмерную графику можно активно использовать в обучении студентов медиков. Последнее время создаются различные мультимедийные атласы. На рисунке 2 представлена трехмерная модель тела человека (www.virtualworldlets.net). Рисунок 2. – Трехмерная модель тела человека. Трехмерная графика нашла применение еще в одной области медицины. В ведущих медицинских клиниках мира в последние годы появилось правило демонстрировать принцип проведения операций. Современные технологии 3D-графики и анимации способны наглядно и условно (без изображения крови и других моментов, вызывающих у большинства людей неприязнь) показать пациенту процесс лечения. Подобные видеоролики используют для обучения стажеров и студентов медицинских вузов. Преподаватели медицинских учебных заведений могут использовать трехмерную графику в наглядных методах обучения для демонстрации приборов, технических установок, а также всевозможных физиологических процессов, таких как движение крови по сосудам, формирование холестериновых бляшек, размножение вирусов, процесс рождения ребенка и т.д. Все это позволяет создавать красочные, интересные и наиболее запоминающиеся занятия. Таким образом, обучающиеся могут в динамике увидеть многие процессы, которые раньше могли усваивать по статическим изображениям в учебниках. Очевидно, для осуществления подобных методов обучения необходимо наличие технических средств обучения – персональных компьютеров, мультимедийных проекторов. На кафедре медицинской информатики КрасГМУ проводятся занятия по трехмерной графике в рамках дополнительных занятий. Основной контингент обучающихся – студенты младших курсов. Обучение проходит в форме практических занятий, на которых студенты под руководством преподавателя занимаются созданием учебно-демонстрационных трехмерных изображений и видеороликов. Обучающая функция занятий направлена на формирование знаний, умений и навыков в работе, опыта творческой деятельности. Развивающая функция заключается в развитии творческого и пространственного мышления. Воспитательная функция формирует упорство в достижении цели, умение работать в команде. Таким образом, занимаясь 3D-моделированием, студент не только осваивает сложную компьютерную программу, но и углубляет и закрепляет свои знания в области медико-биологических дисциплин (анатомия, биология, микробиология), а также подготавливает иллюстративный материал для соответствующих кафедр.

Похожие:

	Министерство здравоохранения и социального развития российской федерации Целью изучения биохимии является формирование у студентов системных знаний о молекулярных механизмах функционирования биологических...		Программа дисциплины «Трехмерная графика и анимация» для направления 072500. 62 «Дизайн» Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки для...
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Урок Технологии построения анимационных изображений, трехмерная графика. Растровая и векторная графика. Модели цветообразования		Биологическая химия Целью изучения биохимии является формирование у студентов системных знаний о молекулярных механизмах функционирования биологических...
	Российской федерации Заведующий кафедрой медико-биологических дисциплин и безопасности жизнедеятельности		Биологическая химия,- биохимия полости рта Целью изучения биохимии является формирование у студентов системных знаний о молекулярных механизмах функционирования биологических...
	Учебно-методический комплекс направлен на формирование необходимых... Рассмотрено на заседании кафедры медико-биологических дисциплин и безопасности жизнедеятельности мая 2011г., протокол №		1 Краткая характеристика дисциплины, ее место в учебном процессе Это подготовит студента к дальнейшему изучению комплекса медико-биологических, профилактических и клинических учебных дисциплин по...
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... ...		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Учебно-методическое пособие предназначено для студентов биологических и медико-биологических специальностей университетов
	1. Цели и задачи изучения дисциплины Дать знания по цитологии, эмбриологии, общей и частной гистологии и умения их практического использования, необходимые для успешного...		1. Цели и задачи изучения дисциплины Дать знания по цитологии, эмбриологии, общей и частной гистологии и умения их практического использования, необходимые для успешного...
	Гистология, эмбриология, цитология гистология полости рта Дать знания по цитологии, эмбриологии, общей и частной гистологии и умения их практического использования, необходимые для успешного...		Министерство образования и науки российской федерации министерство... Дисциплина «Микробиология, вирусология» относится к циклу математических, естественнонаучных и медико-биологических дисциплин по...
	Учебно-методический комплекс дисциплины Биохимия является базовой, фундаментальной дисциплиной, создающей необходимые предпосылки для последующего освоения других медико-биологических...		Учебно-методическое пособие к самостоятельной работе Специальность 020208. 65 Биохимия Учебно-методическое пособие предназначено для студентов биологических и медико-биологических специальностей университетов