Конструктивна геометрія в реалізації сучасної 3D графіки
Електронна бібліотека НАПН України
View Archive Info| Field | Value | |
| Relation |
http://lib.iitta.gov.ua/740564/
https://journal.iitta.gov.ua/index.php/itlt/article/view/5157 10.33407/itlt.v94i2.5157 |
|
| Title |
Конструктивна геометрія в реалізації сучасної 3D графіки
Constructive geometry in implementations of modern 3D graphics |
|
| Creator |
Lenchuk, Ivan G.
Mosiiuk, O.O. |
|
| Subject |
004.02 Problem-solving methods
004.92 Computer graphics 51 Mathematics |
|
| Description |
3D графіка є одним з найважливіших трендів розвитку сучасних цифрових технологій. Інженерія та виробництво, архітектура, дизайн, кінематограф, освіта та ігрова індустрія – це неповний перелік галузей, у яких вона активно використовується. Фахівці ж з 3D-графіки надто затребувані на ринку праці. Їх належна підготовка передбачає якісне знання геометричних освітніх компонент, зокрема – з конструктивної геометрії. Зауважимо, що конструктивна геометрія є невід’ємною частиною сучасної шкільної математичної освіти. Саме тому ще в школі потрібно вміло застосовувати демонстраційні можливості тривимірної графіки та заохочувати учнів до практичного застосування знань з конструктивної геометрії у сфері 3D моделювання. Такий підхід дасть змогу наочно продемонструвати важливість і взаємопов’язаність знань з геометрії та інформатики. Тому у статті розкривається важливість міждисциплінарних зв’язків між зазначеними дисциплінами в контексті дослідницького, демонстраційного та прикладного аспектів. Зокрема на основі задач зі шкільного курсу стереометрії розкриваються нюанси застосування комплексу динамічної геометрії GeoGebra для проведення обчислювальних експериментів і створення просторових моделей. Адже сучасні можливості програмних засобів дають змогу в режимі реального часу продемонструвати всі перетворення, які відбувались під час рисункового моделювання на картинній площині. Важливість прикладного значення конструктивної геометрії для 3D моделювання розкривається на прикладах твердотільного та полігонального моделювання віртуальних просторових об’єктів. Зокрема на основі розрахунків і побудов, які виконуються з використанням прийомів конструктивної геометрії, ілюструються етапи створення твердотільної моделі піраміди, що утворена шляхом її відсікання площиною від правильної чотирикутної піраміди. Усі етапи описані й виконані за допомогою інструментів онлайн-сервісу моделювання TinkerCAD. Наведено приклад використання програми Blender для створення полігональних 3D моделей. Зокрема суттєві аспекти процесу моделювання деталі представлено на прикладі завдання з підручника креслення. Також підкреслено важливість планіметричних побудов під час виконання високоточного полігонального моделювання. Стаття супроводжується значною кількістю рисунків, які ілюструють важливі етапи моделювання. Представлені матеріали можуть бути використані для підготовки окремих уроків з математики та інформатики і проведення інтегрованих уроків на основі цих предметів. Також подаються можливі перспективи подальших досліджень з даної тематики.
3D graphics are one of the crucial development trends of modern digital technologies. Engineering and manufacturing, architecture, design, cinematography, education, and the game industry are an incomplete list of industries where it is actively used. Specialists in 3D graphics are in high demand in the labor market. Their proper training presupposes high-quality knowledge of geometrical sciences, in particular – constructive geometry. Note that constructive geometry is an integral part of modern school mathematics education. That is why, even in the conditions of the school, the teacher should skillfully apply the demonstration capabilities of three-dimensional graphics. It will also encourage students of a comprehensive school to apply knowledge of constructive geometry in practice in the area of 3D modeling. This approach will make it possible to demonstrate the importance and interconnectedness of knowledge in geometry and computer science. Therefore, the article reveals the importance of interdisciplinary connections between the specified disciplines in the context of research, demonstration, and application aspects. In particular, the nuances of using the GeoGebra dynamic geometry complex for conducting computational experiments and creating spatial models based on tasks from a school spatial geometry course are described. After all, modern capabilities of software tools make it possible to demonstrate in real time all the transformations that took place during drawing modeling on the picture plane. The importance of the applied value of constructive geometry for 3D modeling reveals based on examples of solid and polygonal modeling of virtual spatial objects. In particular, the steps of creating a solid model of a pyramid, which is formed by cutting it off with a plane from a regular quadrangular pyramid, are illustrated by the basis of calculations and constructions, which are performed using techniques of constructive geometry. All stages are described and done using the TinkerCAD online modeling service tools. An example of using the Blender program for creating polygonal 3D models is also provided. In particular, the significant aspects of the part modeling process are presented in the example of a task from a drawing textbook. The importance of planimetric constructions in the process of performing high-precision polygonal modeling is also emphasized. The article contains many figures that illustrate the essential stages of modeling. The materials presented can be used to prepare lessons in either mathematics or computer science and can be used to conduct integrated classes that draw on both subjects. Possible prospects for further research on this topic are also presented. |
|
| Publisher |
Інститут цифровізації освіти НАПН України
|
|
| Date |
2023
|
|
| Type |
Article
PeerReviewed |
|
| Format |
text
|
|
| Language |
en
|
|
| Identifier |
http://lib.iitta.gov.ua/740564/1/%D0%86%D0%B2%D0%B0%D0%BD%20%D0%93%D1%80%D0%B8%D0%B3%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B8%D1%87%20%D0%9B%D0%B5%D0%BD%D1%87%D1%83%D0%BA.pdf
- Lenchuk, Ivan G. (orcid.org/0000-0003-1923-9540 <http://orcid.org/0000-0003-1923-9540>) and Mosiiuk, O.O. (orcid.org/0000-0003-3530-1359 <http://orcid.org/0000-0003-3530-1359>) (2023) Constructive geometry in implementations of modern 3D graphics Information Technologies and Learning Tools, 2 (94). pp. 19-37. ISSN 2076-8184 10.33407/itlt.v94i2.5157 |
|
| ##plugins.schemas.dc.fields.doi.name## |
10.33407/itlt.v94i2.5157
|
|