МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОНИКИ И МАТЕМАТИКИ
Технический университет
Кафедра Электронно-вычислительной аппаратуры
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к дипломной работе
На тему: Разработка электронного мультимедиа пособия по курсу «Создание виртуальных трехмерных моделей на базе программно-инструментальной среды 3D Studio MAX»
Студент: Петров Александр Сергеевич
Руководитель проекта: Кондрашов Сергей Владимирович
Допущен к защите: “ ” 2007 г.
Специальная часть: С. В. Кондрашов
Консультанты проекта: С. В. Кондрашов
Охрана труда: А. Ф. Завальнюк
Зав. Кафедрой: проф. д.т.н. В. Н. Азаров
Москва 2007 г.
Техническое задание
Аннотация
Произведен анализ рынка электронного обучения. Рассмотрена технология создания учебно-методических пособий для электронно-образовательных систем. На основе технологии создано электронное учебно-методическое пособие по курсу «Создание виртуальных трехмерных моделей на базе программно-инструментальной среды 3D Studio Max». Рассмотрен весь спектр вопросов, связанных с выбором технологий разработки контента курса и их применением.
Оглавление
Техническое задание 2
Аннотация 3
Произведен анализ рынка электронного обучения. Рассмотрена технология создания учебно-методических пособий для электронно-образовательных систем. На основе технологии создано электронное учебно-методическое пособие по курсу «Создание виртуальных трехмерных моделей на базе программно-инструментальной среды 3D Studio Max». Рассмотрен весь спектр вопросов, связанных с выбором технологий разработки контента курса и их применением. 3
Оглавление 4
Введение 8
1. Исследование 9
2.1.Анализ задания 9
2.1.1. Критерии выбора технологии разработки приложения 9
2.1.2. Анализ спецификаций 9
2.2.Анализ рынка 10
2.2.1. Преимущества электронного вида обучения 11
2.2.2. Недостатки электронного вида обучения 13
Недостатки дистанционного обучения: 13
2.2.3. Качество электронного обучения 14
2.2.4. Внутривузовские системы электронного обучения 16
2.2.5. Выводы 17
2.3.Анализ платформ дистанционного обучения 19
2.3.1. Learning Space 5.0 (Lotus/IBM) 19
Возможности системы: 19
Организация работы с курсами: 20
Базовый модуль 21
Модуль "Совместная работа" 22
Стоимость продукта 22
2.3.2. WebCT 23
Содержание курса и относящиеся к нему инструменты 23
Инструменты связи 24
Инструменты оценки знаний 25
Инструменты обучения 26
2.3.3. MOODLE 27
Возможности Moodle, интересные для администраторов: 27
Возможности Moodle для преподавателей: 27
Другие возможности MOODLE 28
2.3.4. Выводы 28
2.4.Анализ технологий для создания контента 30
2.4.1. Adobe Flash 30
2.4.1.1. Программирование 31
2.4.1.2. Возможности 31
2.4.2. Adobe Director 33
2.4.2.1. Программирование 33
Macromedia Director имеет собственный встроенный язык программирования. Lingo – язык программирования на стороне и сервера и клиента. Язык похож на С. В языке очень хорошо развит язык обработки изображений (Imaging Lingo) можно самому писать фильтры для изображений а-ля Photoshop. Присутствует механизм работы XML(xmlparser), векторными изображениями (свой векторный редатор и возможность при помощи дополнительного модуля импортировать изображения из Illustrator'а). Lingo работает с альфа-каналом, а также имеет возможность импортировать напрямую файлы PSD с альфа-каналом либо без него. Листы (Lists) в Lingo выполняют роль массивов, есть линейные (Linear), именованные (Property), вложенные (Nested), гибрид именованых и вложеных листов по своей структуре очень напоминает XML. 34
2.4.2.2. Структура 34
Такая структура дает возможность выпускать новые релизы Macromedia Director с минимальными усилиями, достаточно написать новую или переписать старую Xtra, которая добавляет какую-либо функциональность и новый релиз готов. 35
Эта структура также позволяет использовать ядро для решения трех задач: отладки проекта, создания исполняемых проекторов и проигрывания Shockwave файлов (Shockwave Плеер) опять же одними и теми же файлами, которые даже не нужно перекомпилировать. Кроме того, существует возможность для разрабатываемых в среде Macromedia Director проектов использовать XTRAs сторонних разработчиков. 35
2.4.3. Выводы 35
2.5.Обзор пакетов трехмерного моделирования 36
2.5.1. TrueSpace 36
2.5.2. Lightwave 3d 37
2.5.3. Maya 37
2.5.4. 3DStudioMax 38
2.5.5. Выводы 42
2.6.Спецификация SCORM 42
Цели SCORM: 44
Компоненты SCORM 45
2.7.Формирование пользовательского интерфейса мультимедиа курса 46
3. Реализация 48
3.1.Структура курса 48
3.2.Структура данных 49
3.3.Применение технологии Adobe Flash для создания мультимедия контента 53
3.3.1. Набор средств Adobe Flash для разработки интерфейса контента 53
3.3.1.1. Компоненты 53
3.3.2. Набор средств Adobe Flash для создания динамической смены данных контента 56
3.3.3. Разработка контента 57
3.3.3.1. Создание видео контента. 57
3.3.3.2. Создание текстового контента 58
3.4.Создание пользовательского интерфейса приложения 61
3.4.1. Набор компонент eXelearning для разработки интерфейса 61
3.4.2. Макет интерфейса 62
3.4.3. Элементы навигации 63
3.4.4. Блок статей 64
3.4.5. Флеш-видео 65
3.4.6. Лупа 65
3.5.Результаты 66
3.6.Разделы 3DstudioMax изложенные в курсе 68
3.6.1. Обзор элементов интерфейса 68
3.6.2. Основные методы моделирования 69
3.6.2.1. Моделирование на основе сплайнов 70
При данном методе моделирования основу конструкции трехмерных объектов составляют отрезки прямых и кривых линий, называемые сплайнами. Хотя в основном сплайны применяются для создания геометрических моделей, они могут также использоваться в качестве траекторий движения объектов или камер. Как и все объекты MAX сплайн состоит из более мелких частей (вершин и сегментов). Если при создании сплайна соединить последнюю из нарисованных вершин с первой, то будет создана замкнутая форма, которая требуется для многих команд редактирования сплайнов при создании на их основе трехмерных объектов. 70
3.6.2.2. Трехмерные примитивы 70
Трехмерные примитивы составляют основу многих программных пакетов компьютерной графики и обеспечивают возможность создания разнообразных объектов простой формы. 70
MAX предоставляет два набора примитивов: стандартные (Standart Primitives) и улучшенные (Extended Primitives). 70
Работая с примитивами почти всегда придется прибегать к их преобразованию и модификации для создания нужных объектов. 70
3.6.2.3. Моделирование на основе сеток 70
При моделировании на основе сеток (называемом также моделированием на основе многоугольников) трехмерные объекты формируются из множества трех- или четырехмерных многоугольников, объединенных вместе и образующих в итоге оболочку объекта. 71
3.6.3. Методы редактирования 71
3.6.4. Работа с материалами 71
3.6.5. Работа с камерами 72
3.6.6. Работа со светом 72
3.7.Этапы работы и жизненный цикл приложения 72
73
Спиральная модель позволяет начинать работу над следующим этапом, не дожидаясь завершения предыдущего. 74
Разработку данного учебного курса можно связать с каскадной моделью жизненного цикла. Присутствуют такие ступени как: разработка требований, проектирование и реализация. Более того, структура курса и данные в нем легко редактируемы, что позволяет продлить жизненный цикл продукции, оставляя информацию полезной и актуальной на в течении большого промежутка времени. 74
3.8.Экономические показатели использования данного курса 74
4. Охрана труда 75
4.1.Исследование возможных опасных и вредных факторов при эксплуатации ЭВМ и их влияния на пользователей 75
4.2.Введение 75
4.2.1. Выводы 77
4.3.Анализ влияния опасных и вредных факторов на пользователя 79
4.3.1. Влияние электрического тока 79
4.3.2. Влияние электромагнитных излучений 81
4.3.3. Влияние ультрафиолетового излучения 81
4.3.4. Влияние статического электричества 82
4.3.5. Выводы 82
4.4.Методы и средства защиты пользователей от воздействия на них опасных и вредных факторов 82
4.4.1. Методы и средства защиты от поражения электрическим током 82
4.4.1.1. Вывод. 84
4.4.1.2. Общие рекомендации при работе с вычислительной техникой 85
4.4.1.3. Требования к помещениям и организации рабочих мест 85
4.4.1.4. Требования к организации работы 88
4.4.2. Методы и средства защиты от ультрафиолетового излучения 89
4.4.3. Методы и средства защиты от электромагнитных полей низкой частоты. 90
4.4.4. Методы и средства защиты от статического электричества 90
4.5.Выводы. 91
5. Выводы и результаты работы 92
Терминологический словарь 93
6. Список литературы 94
Введение
Актуальность работы. В настоящее время проблема организации дистанционного обучения становится все более актуальной. То, что в скором времени такое обучение займет прочное место в образовательной системе, не вызывает сомнения. Пока остается вопросом, будет ли она выделена в отдельную форму обучения либо же будет являться одной из разновидностей заочной формы. Следовательно актуальность создания учебных курсов для данных образовательных систем тоже велика. Современная тенденция развития продуктов электронного обучения предполагает делать ставки как на технологии, так и на качество обучения.
Цель работы: создать учебно-методический курс с мультимедиа контентом на основе систем дистанционного обучения.
Задачи. Результатом данной дипломной работы должны стать:
Описание технологии создания учебно-методических курсов с мультимедиа контентом на основе систем дистанционного обучения
Электронный учебный курс на тему «Создание виртуальных трехмерных моделей на базе программно-инструментальной среды 3D Studio Max».
Практическая значимость проделанной работы заключается в создании учебно-методического курса на тему «Создание виртуальных трехмерных моделей на базе программно-инструментальной среды 3D Studio Max», и размещением его на ЕИС кафедры ЭВА для использования абитуриентами и студентами.
Содержание работы. Дипломная работа состоит из введения, двух глав, заключения и приложений.
Исследование
Для создания учебно-методического пособия с мультимедиа контентом для систем дистанционного образования проведем исследование существующих технологий и стандартов в данной области и оценим рыночную востребованность данных продуктов.
Анализ задания
Критерии выбора технологии разработки приложения
Спектр технологий для разработки учебно-методического пособия весьма велик, но далеко не все из них, способны предоставить нужный функционал и возможности для реализации данного дипломного проекта. Выделим необходимые критерии, позволяющие реализовать необходимые функциональные возможности, а именно:
Открытый код системы;
Развитые мультимедиа средства, для создания контента;
Кросплатформенность.
Анализ спецификаций
Критерии выбора спецификации для создания приложения:
Адаптивность;
Эффективность;
Интероперабельность;
Кросплатформенность.
Среди всех появившихся в последнее время продуктов стандартизации электронного обучения SCORM получил самое широкое признание. Эта модель используется при создании систем обучения, опирающихся на ресурсы Интернета.
Анализ рынка
Электронное образование и традиционный вид обучения развиваются бок о бок уже давно. Создавались тренинговые курсы, которые впоследствии преобразовались в широко доступные программы самой разной направленности.
Дистанционное и электронное образование набирает обороты особенно в области менеджмента. Однако качество программ по-прежнему сильно разнится.
Дистанционное образование все активнее входит в практику профессиональной подготовки персонала компаний. Вложения в область электронного обучения по продуманному заранее направлению оказывают экономический эффект и позволяют на порядок снизить расходы. В последние 1-2 года системы электронного обучения персонала активно внедряются российскими корпорациями. Каждая из них осуществляет это по-своему, используя самые разные технические и организационные решения. К настоящему моменту системы электронного обучения используют такие компании, как «Сибнефть», «Русский Алюминий Менеджмент», «ЮКОС», «Татнефть», «Вимм-Билль-Данн», «Северсталь» и т.д.
Один из крупнейших поставщиков продуктов электронного обучения, WebCT, сообщает о значительном росте числа предприятий, решивших обратиться к такому виду образовательных решений. По словам Исполнительного Вице-президента компании Питера Сегала (Peter Segall) доход компании от реализации продуктов электронного обучения вырос на 20% в 2003-2004 гг.
На диаграмме можно увидеть, что по сведениям аналитической компании IDC объем электронных методов в 2004 году на рынках США и Западной Европы занимал 63% от общего объема обучения по сравнению с 38% в 1999 году.
Рис. 1.
Американский и европейский рынки электронного образования переживают настоящий бум. Россия в сфере электронного образования отстают от них примерно на пару-тройку лет.
Однако, компании значительно чаще привлекают сторонние образовательные учреждения именно к общей подготовке своих сотрудников. Здесь имеются в виду, к примеру, такие курсы, как техника продаж или основы маркетинга для не финансистов. При этом компании вряд ли станут перекладывать обучение своих топ-менеджеров стратегическому планированию и кадровому управлению на чужие плечи.
Исследование показало, что в ближайшие три года, современные технологии в бизнес-образовании будут уверенно выходить на первый план. Однако все инвестиции в новейшие технологии могут оказаться потраченными впустую, если технологии начнут превалировать над обучением.
Преимущества электронного вида обучения
Электронный вид обучения имеет ряд многочисленных преимуществ. По статистике можно утверждать, что самые продуктивные дискуссии происходят именно в сети. Учащиеся имеют возможность обдумать свой ответ и при необходимости снабдить его дополнительной информацией.
Технологичность - обучение с использованием современных программных и технических средств делает электронное образование более эффективным. Новые технологии позволяют сделать визуальную информацию яркой и динамичной, построить сам процесс образования с учетом активного взаимодействия студента с обучающей системой.
Доступность и открытость обучения - возможность учиться удалено от места обучения, не покидая свой дом или офис. Это позволяет современному специалисту учиться практически всю жизнь, без специальных командировок, отпусков, совмещая с основной деятельностью. При этом делая упор на обучение вечером и в выходные дни.
Свобода и гибкость, доступ к качественному образованию - появляются новые возможности для выбора курса обучения. Очень легко выбрать несколько курсов из разных университетов, из разных стран. Можно одновременно учиться в разных местах, сравнивая курсы между собой. Со временем в сети появятся самые лучшие курсы дистанционного обучения по различным специальностям. Появляются возможность обучения в лучших учебных заведениях, по наиболее эффективным технологиям, у наиболее квалифицированных преподавателей.
Индивидуальность систем дистанционного обучения. Дистанционное обучение носит более индивидуальный характер обучения, более гибкое, обучающийся сам определяет темп обучения, может возвращаться по несколько раз к отдельным урокам, может пропускать отдельные разделы и т.д. Слушатель изучает учебный материал в процессе всего времени учебы, а не только в период сессии, что гарантирует более глубокие остаточные знания. Такая система обучения заставляет студента заниматься самостоятельно и получать им навыки самообразования.
Такая форма обучения резко контрастирует с традиционным обучением в классе, где слушателям постоянно приходится бороться за внимание со стороны преподавателя, а обсуждения бывают так скоротечны, что ту или иную тему удается затронуть лишь поверхностно. Роль учителя в сети приобретает еще большую значимость. Более того, у преподавателя есть время, чтобы подготовить всю необходимую информацию и дать исчерпывающий ответ на вопрос слушателя. К тому же, такой формат обучения способствует более эффективной оценке успеваемости: преподаватель может оценивать не только текущую работу учащегося, но и следить за динамикой его профессионального развития, опираясь на прошлые работы. Что касается студентов, то, несмотря на расстояние, ощущение общности во время электронного обучения у них вырабатывается очень быстро.
Недостатки электронного вида обучения
Наблюдая сильные различия в качестве предлагаемых на рынке услуг электронного образования, а также развитие корпоративных университетов, потребитель порой склоняется в сторону традиционного обучения.
|
