Создание 3D-модели ископаемого бизона как основы для виртуального учебного пособия

Верхоянский район находится на Северо-Востоке Якутии, в зоне вечной мерзлоты. В последние годы происходит оттайка мерзлотных слоев, что приводит к массовой эрозии почв и разрушению верхнего слоя грунтов всей Арктики. Наглядным примером здесь является самый большой в мире термокарстовый разлом в местности «Провал», находящийся на ручье Батагайка. По данным ученых, с 2000 годов кратер Батагайка активно тает, расширяясь на 5–10 метров в год. Развитие впадины спровоцировали изменение климата, активная вырубка лесов и добыча полезных ископаемых.

По некоторым прогнозам, через 20–30 лет на месте Провала образуется бесплодная песчаная пустыня.

В нашей школе в 2022 г. работала Летняя научная школа. Одним из направлений было «Палеонтология и животный мир». Под руководством Новгородова Гаврила Петровича мы занялись изучением ископаемых животных, для этого мы участвовали в экспедиции в Провал. Там мы нашли 9 костных остатков, самой целой из которых была лопаточная кость бизона.

По материалам этой экспедиции проведена исследовательская работа «Исследование костных остатков ископаемых животных мамонтовой фауны. По материалам экспедиции Летней научной школы – 2022». В этом году мы разделились на 4 проекта.

Я работаю над третьим проектом «Создание 3D-модели ископаемого бизона как основы для виртуального учебного пособия».

В ходе работы над проектом «Бизоны» выявилась проблема – оказалось, что дети, посещавшие занятия по палеонтологии, не знают, как выглядел мир ледникового периода. Путем анкетирования мы выяснили, что именно вызывает затруднения в визуализации палеоэкосистемы.

Исходя из проблем было решено создать 3D-модель мамонтовой флоры и фауны в VR, чтобы каждый смог увидеть животный и растительный мир Верхоянья 10 000 лет назад.

Объект исследования: ископаемые бизоны.

Предмет исследования: процесс создания 3D-модели и его программное обеспечение.

Чтобы узнать, как жил древний бизон, мы хотим реализовать проект: в течение 5 лет создать 3D-модель мамонтовой флоры и фауны данной местности. Это наша основная цель.

А цель этого учебного года – создать 3D-модель ископаемого бизона как основу для виртуального учебного пособия.

Задачи:

• изучить ископаемого бизона, строение его скелета, экстерьер;
• подобрать инструментарий (программное обеспечение) для визуализации объекта в 3D пространстве;
• разработать пошагово процесс создания 3D-модели;
• создать прототип продукта «Ископаемый бизон» в форме 3D-модели.

Гипотеза: вовлечение в реализацию нашего проекта как можно большего количества учащихся, а именно к разработке 3D-моделей животных, растений, ландшафтов, будет способствовать углублению знаний детей по зоологии, ботанике, географии, информатике и другим предметам. Также продукт станет основой для учебного пособия по изучению палеонтологии российской Арктики.

Дорожная карта нашего проекта

Далее идет смета расходов

Реализация проекта:

1. Для создания 3D-модели бизона я выбрал программу Blender, так как это доступный, бесплатный инструмент, который быстро выполняет обновление изображения.
2. Пошаговая разработка 3D-модели бизона:

I шаг. Как выглядел бизон, мы выяснили в прошлом году в научно-исследовательской работе. Тогда же мы создали 3D-модель скелета ископаемого бизона.

II шаг – создание 3D-модели самого животного. Затруднение: описание остатков ископаемых животных не дает полного представления о самом животном. Тогда мы обратились к облику современных бизонов и, сделав поправки на имеющиеся скелеты, сделали пластилиновую модель.

III шаг – сфотографировали пластилиновую модель со всех сторон и с помощью готовых овалов создали простую объемную фигуру и потом скорректировали, чтобы уточнить форму и добавить больше деталей. Так появилась 3D-модель бизона, которую можно разглядеть со всех сторон и использовать для дальнейшей работы над нашим проектом.

Для создания модели виртуальной реальности обитания нашего бизона нужно обратить внимание на луговые и тундровые экосистемы, на ландшафт, в том числе горы, реки. Согласно нашей гипотезе, в проекте на сегодняшний день участвуют 4 группы детей, всего 8 учащихся. В следующем учебном году мы планируем привлечь еще несколько групп проектантов, всего около 48 учащихся.

В перспективе это будет компьютерная модель на основе карты, где будет показана древняя палеоэкосистема.

Последующее создание 3D-моделей ископаемых животных будет способствовать популяризации знаний о родной земле, и мотивирует детей и взрослых к изучению естественных наук, повысит интерес к сохранению природного богатства родной страны.

Продукт данного проекта может использоваться как учебное пособие, что повысит интерес общества к изучению проблем всей арктической зоны Российской Федерации. Идея в том, что это приложение для смартфона будет доступно каждому, а для погружения можно использовать очки для смартфона, например VR SHINECON G PRO.