Учеба  ->  Науки  | Автор: | Добавлено: 2015-05-28

Развлечение или обучение

Первые годы жизни в обучении

С первых лет жизни и до окончания обучения в школе всем нам постоянно приходится изучать геометрию. И постоянно мы сталкиваемся с объемными геометрическими фигурами. В раннем детстве мы знакомимся с ними как с мячами, кубиками с буквами, игрушками-пирамидками. В детском саду эти же предметы мы видим уже на рисунках ,например, при изучении алфавита: Ш – это "шарик", К – это "кольцо". В начальной школе нас знакомят уже с правильными названиями этих предметов как геометрических фигур: шар, куб, пирамида.

В средней школе уже изучаем точные, научные определения таких фигур. Учимся вычислять площади, объемы этих фигур. И узнаем, что различных объемных геометрических фигур очень много. А уже в старших классах мы знакомимся со стереометрией. Там решается настолько сложные задачи, которые мне пока совсем не понятны.

Но я, посмотрев учебник старших классов возраста, поняла, что не всегда просто представить в пространстве несколько контурных объемных геометрических фигур. Когда мы видим "живьем" куб - это одно. Когда нарисовано 12 линий, изображающих куб, - совсем другое! Да и на фотографиях мы додумываем, какая фигура как выглядит и где находится. Это и есть пространственное воображение! – на плоской фотографии или рисунке увидеть объемные фигуры. А если у ребенка слабо развито пространственное воображение и мышление? Можно ли помочь такому ребенку?

Да. Если понимать и использовать геометрию взгляда на фигуры!

Вот и попробуем узнать, как понимание геометрии взгляда может помочь в создании учебников и проведения уроков по изучению геометрии. "Тавтология!" – скажете Вы? Давайте разбираться

МОЕ ЗНАКОМСТВО СО СТЕРЕОИЗОБРАЖЕНИЯМИ

У меня с детства осталось неизгладимое впечатление от стереофильма "Волшебная лампа Алладина", который я смотрела в кинотеатре "Родина". И сегодня ни я, ни мои родители не можем точно вспомнить, сколько мне было лет: 5 или 6. Но я и сегодня помню, как натурально качались в мою сторону ветви цветущих фруктовых южных деревьев. Мои руки инстинктивно тянулись к лицу, чтобы защитить глаза от этих веток. Такие же движения делали руки многих зрителей, сидящих в кинозале! И никто не вспомнил, что на глазах у всех были надеты специальные очки, без которых фильм не был бы объемным

Позже мы купили общеобразовательный стерео DVD-фильм про динозавров, который можно смотреть дома. Этот фильм состоял из фрагмента рассказов профессора и стерео-фрагментов, которые тоже надо смотреть в специальных очках, входящих в комплект. Но есть отличия в этих очках. Во-первых, для стерео фильма "Волшебная лампа Алладина" оба "стекла" очков были одинаково прозрачны, а в очках для этого фильма одно "стекло" было темным. А во-вторых, фильм про Алладина без очков двоился, а фильм про динозавров без очков смотрелся как обычный фильм.

Когда мне было 8 лет, я увидела книги серии "Волшебные очки". В эту серию вошли книги-альбомы с фотографиями и текстовыми комментариями на различные темы: о подводном мире, про чудовищ, насекомых и динозавров, про самолеты, о мумиях и т. д. Но картинки надо рассматривать обязательно в идущих в комплекте очках, у которых одно "стекло" красного цвета, а второе – сине-зеленое.

И в прошлом году я посмотрела через эти очки мультфильм "Шрек-3D". Это не третья часть всеми любимого мультика, а стерео-мультфильм, что часто обозначают символикой "3D".

Также в прошлом году я увидела странные фотографии, на которых было ничего не понятно, только в глаза бросались то красные, то зеленые или синие контуры фигур. Но опять, надев те же очки, я увидела объемное изображение на листе размером 10 на 15 сантиметров! Настолько реальное, что хотелось протянуть руку, и взять ближние предметы с этих фотографий!!

Вот тогда моя семья так сильно заинтересовалась объемными изображениями, что мы все решили узнать больше о том, как это получается. И узнали, что очки с красными и сине-зелеными "стеклами" называются анаглифическими очками, и что такие фотографии и изображения можно достаточно легко делать самому.

ГЕОМЕТРИЯ ВЗГЛЯДА

Чтобы перейти к процессу создания таких изображений, необходимо понять, как мы видим простые объекты двумя глазами и отдельно левым и правым глазом. Нам и здесь поможет геометрия, которая позволит разобраться, в этом.

Давайте предположим, что мы строго горизонтально смотрим на куб, который повернут к нам одним из ребер. Рассматривать эту ситуацию будем сверху и со стороны смотрящего человека.

Вид сверхуВид со стороны смотрящего

Прекрасно видно, что если смотреть на рисунок, то смотрящий человек видит просто 2 прямоугольника. Наверняка в "жизни" он все же видит объемную фигуру. Что этому помогает? Во-первых, важен фон. Куб не может висеть в воздухе. Мы соизмеряем куб с фигурами, которые дальше или ближе его. Во-вторых, мы видим его грани неодинаково разными глазами. Давайте подробнее разберемся. Закроем левый глаз:

Вид сверхуВид со стороны смотрящего

На схеме "Вид сверху" видно, как геометрически проходят "лучи" взгляда, и видно, что для правого глаза правая сторона куба выглядит больше, чем левая (это хорошо показано на схеме "Вид со стороны смотрящего"). Теперь посмотрим на куб только левым глазом:

Вид сверхуВид со стороны смотрящего

Аналогично видим, что, если смотреть только левым глазом, левая сторона куба будет казаться больше. Подведем итог геометрического анализа вида куба спереди для разных глаз:

Вид сверхуВид со стороны смотрящего

На схеме "Вид со стороны смотрящего" показано: какие линии видит правый, а какие линии – левый глаз. Правый глаз видит зеленые линии, левый – красные, а черные линии видят оба глаза. Но на этой схеме куб как-то "распух". Как же это исправить? Необходимо сделать так, чтобы каждый глаз видел "свои" линии. Вот в этом и помогут анаглифические очки. Если у вас один глаз будет закрыт красным стеклом (для этого примера – левый), то вы не увидите красные линии, а зеленые линии видятся в темном цвете. А если другой глаз будет закрыт зеленым стеклом – этим глазом не увидите зеленые линии, а красные линии видятся в темном цвете. При этом среднюю черную линию будут видеть оба глаза. Оба глаза видят на плоской схеме то, что видят в пространстве, в результате – объем восстанавливается.

АНАГЛИФИЧЕСКИЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ: ИСТОРИЯ

АНАГЛИФИЧЕСКИЙ (или АНАГЛИФНЫЙ) – эти слова произошли от греческого слова ANAGLYPHOS, что означает РЕЛЬЕФНЫЙ, в современном понимании - ОБЪЕМНЫЙ.

Суть метода анаглифического представления на плоской поверхности изображений (с контурами, смещенными в разные стороны в красном или сине-зеленом цвете), которые смотрятся объемными, мы уже описали.

Меня очень поразило, что анаглифическому методу почти полтора века: этот способ представления изображения первыми описали французские инженеры Д'Альмейда и Дюко дю Орон в 1858 г..

Тогда только зарождалась цветная фотография, и фото, изготовленные по этому методу, получили очень большое распространение. Долгое время печатали простые анаглифические картинки для развлечения.

В 1912 году в Париже был опубликован учебник "Анаглифическая геометрия" , в котором опубликованы анаглифические рисунки стереометрических (говоря современным языком) фигур. Данная книга дошла до нас в очень ветхом состоянии. Единственный экземпляр хранится в Парижском музее.

В мае 1914 года компания "Кока-кола" использовала анаглифические очки в своей рекламе.

В 1928 году "Новый Амстердамский театр" использовал метод анаглифической печати для своих афиш.

В 1936 году француз Луи Люмьер улучшил характеристики светофильтров в анаглифических очках и применил их для показа первого анаглифного стереофильма. На следующий год американская компания Paramount приобрела эту технологию.

Можно и далее перечислять даты, когда анаглифический метод использовался в том или ином ракурсе. Но, я думаю, что вы поняли основное – когда этот метод появился и как быстро он внедрялся в самые различные области науки и в сферу развлечений.

АНАГЛИФИЧЕСКИЙ СПОСОБ ИЗУЧЕНИЯ ГЕОМЕТРИИ

Я буду комментировать только отдельные фотографии и рисунки,. так как чаще всего достаточно просто сравнить обыкновенное изображение с анаглифическим, чтобы сразу понять, какое из них более объемное и более понятное для нас.

Знакомство с объемными фигурами через фотографии.

Сравните простое фото большого каменного шара с его анаглифическим аналогом

Знакомство с объемными фигурами через контурные рисунки в учебниках куб

Знакомство со стереометрией – пересекающиеся в пространстве окружности

Я думаю, что комментарии излишни, так как прекрасно видно, что анаглифическое изображение более объемно.

ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБЪЕМНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ

Существуют и другие методы представления стереоизображений. Так как в цель моего реферата не входит сравнительный анализ стереометодов, я просто назову некоторые из них, указав плюсы и минусы в сравнении с анаглифическим методом.

Поляризоционный метод. Используется в "классическом" стереокино. При сохранении среднего качества передачи цветов передаваемого изображения используется при проецировании изображения с двух камер. Без поляризоцинных очков изображение двоится.

Метод инерции восприятия изображения при его движении. Очки состоят из светлого и очень темного стекол. Плохо, что изображение кажется объемным только при его движении. Но без очков, в отличии от других методов, изображение смотрится как обычное.

Затворные электронные очки. Изображение передается на экран телевизора или монитора 100 раз в секунду (50 раз передается изображение для одного глаза, 50 раз – чередуясь с предыдущим изображением – для другого). При использование такого метода качество изображения наилучшее. Но это самый дорогой метод: необходимы дорогие электронные затворные очки и хороший монитор или телевизор, который может воспроизводить смену изображения 100 раз в секунду.

4. Анаглифический метод. Необходимо признать, что при таком методе есть потери в передачи цвета изображений, так как красные и сине-зеленые стекла анаглифических очков "съедают" красные и сине-зеленые цвета. Но есть и преимущества. Во-первых, этот метод из перечисленных выше позволяет работать с фотографией. Во-вторых, это самый дешевый метод.

АНАГЛИФИЧЕСКИЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ

Чтобы самим сделать анаглифическое изображение, можно использовать существующих 2 способа.

Во-первых, осознав анаглифический принцип, описанный в разделе "Геометрия взгляда", можно самим рисовать геометрические фигуры красным и сине-зеленым фломастерами на темной бумаге.

Во-вторых, можно использовать фотографии одного объекта, которые сделаны с 2-х точек (на расстоянии примерном как расстояние между глазами). Либо сделать одновременно 2 снимка двумя фотоаппаратами, жестко закрепленных на одной конструкции. Либо одним фотоаппаратом, сместив его по горизонтали на расстояние между глазами (но таким способом не получить фото движущихся объектов). Полученные фотографии легко совмещаются на компьютере в специальных программах для создания анаглифических изображений. Процесс занимает несколько минут.

Чтобы посмотреть анаглифичесеские изображения необходимо иметь анаглифические очки.

Их можно купить отдельно, совместно с книгами из серии "волшебные очки" или бесплатно получить при просмотре 3D-фильма в кинотеатре.

А можно сделать и самим. Достаточно подобрать пластиковую пленку соответствующих оттенков и закрепить ее в картонной оправе.

ИЗОБРАЖЕНЙ В ДРУГИХ ОБЛАСТЯХ НАУКИ

Как отмечают авторы статей научных журналов, специалисты из видеоиндустрии и просто все люди, которые хотя бы раз видели стереофотографии, выполненные по любой из перечисленных технологий: за стерео – будущее! Но зачем заглядывать далеко, посмотрите – и сейчас стереоизображения используются вокруг нас!!

Конечно, меня, как любого ребенка сильно интересуют развлечения. Как уже было написано, есть уже анаглифические мультфильмы. И фильмы! Не все дети знают, что фильм "Приключение Шарбоя и Лавы" изначально снят именно для анаглифических очков.

При видео наблюдении объектов (например, в охранной деятельности), если снимать двумя камерами и совместить изображение согласно анаглифическим правилам, то сотрудникам охраны легче осознавать в пространстве изображение на охранных мониторах.

Для тех, кто часто бывает в Интернете – интересная новость: уже существуют экспериментальные программы, которые "на лету" делают изображение на экране монитора объемным. Только представьте себе, как близок стал трехмерный Интернет.

А вот еще один интересный пример использования анаглифа! Все мы знаем, что строительство любого дома начинается с чертежей. И специалист должен воспринять чертеж со всех 3-х сторон. Но сегодня этого мало для строительства домов в системе города. Архитекторы создают проекты целых микрорайонов! И в этом очень помогает анаглифический метод представления изображений. Посмотрите, как будет выглядеть микрорайон, - понятно даже для ребенка. Так выглядит анаглифический проект застройки микрорайона.

В век современных технологий, когда технические средства позволяют использовать в учебном процессе самые новаторские средства, в том числе голографическое изображение, все равно есть место для простых, доступных средств, принципиально меняющих подход к процессу и мировоззрению.

Но меня, как ученицу начальной школы, заинтересовало больше всего того, что возможно превратить изучение любой самой "сухой" (скучной) темы по геометрии в увлекательный процесс.

Комментарии


Войти или Зарегистрироваться (чтобы оставлять отзывы)