Рабочая программа утверждена в составе учеб. плана (-ов): 18/5078/1 Заместитель начальника Управления образовательных программ Л.Е.Гордюкова Санкт-Петербургский государственный университет РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «Разработка систем виртуальной реальности» (Development of systems of virtual reality) Язык (и) обучения - русский Трудоемкость ______3_______ зачетные единицы Регистрационный номер рабочей программы учебной дисциплины: 054037 Санкт-Петербург 2018 Раздел 1. Характеристики учебных занятий 1.1. Цели и задачи учебных занятий Подготовка по данной рабочей программе учебной дисциплины является составной частью основной образовательной программы (ООП) по направлению 09.03.03 «Прикладная информатика» с присвоением квалификации (степени) – бакалавр по профилю «Прикладная информатика в области искусств и гуманитарных наук». Данная рабочая программа реализуется на основе требований компетентностноориентированного учебного плана и ориентирована на приобретение студентами ряда общекультурных и профессиональных компетенций в той мере, в таком ракурсе и объеме, который задается основными методами и тенденциями развития прикладных сфер в области виртуальной реальности. Компетенции, на которых сфокусирована данная рабочая программа учебной дисциплины, могут наполняться также комплексом знаний, умений, навыков, предоставляемых другими дисциплинами, реализуемыми в рамках ООП подготовки бакалавра в области прикладной информатики. Исходя из этого, в данной программе сформулированы следующие цели и задачи (миссия данной учебной дисциплины) Цель курса: - дать слушателям представление о современных технологиях создания интерактивных, программируемых двумерных и трехмерных объектов и сцен с возможностью их публикации в интернет; - подготовить высококвалифицированного широко образованного и профессионально компетентного специалиста в области применения современных информационных технологий в искусстве, способного широко и образно мыслить; - развить у будущих специалистов творческого подхода к профессии, а также умения использовать теоретические знания, полученные в результате освоения дисциплины, для решения конкретных творческих задач. Задача курса: - обеспечить владение базовыми навыками создания двух и трехмерных объектов и сцен использованием современных программных средств на уровне достаточном для их использования в практической деятельности; - выработать у студентов навык работы с литературой, а также умение найти свой индивидуальный взгляд на проблему; - выявить способность к логическим умозаключениям, умению выделять главное и второстепенное, анализировать и сравнивать явления художественной культуры, формулировать и отстаивать свою позицию. В результате освоения данного курса студент должен - свободно оперировать базовыми навыками создания двух и трехмерных объектов и сцен использованием современных программных средств и уметь их использовать при изучении дисциплин профессионального цикла и в повседневной практической деятельности. 1.2. Требования к подготовленности обучающегося к освоению содержания учебных занятий (пререквизиты) Студент, обучающийся по данной дисциплине, должен обладать знаниями, умениями и навыками, соответствующими полному среднему образованию, а также полученными при изучении дисциплин «Основы программирования». Место курса в учебном плане: курс формирует представление о базовых понятиях виртуальной реальности, необходимых для изучения профессиональных дисциплин "Моделирование персонажей", «Технологии виртуальной реальности». Курс «Разработка систем виртуальной реальности» является дисциплиной по выбору вариативной части 4 семестра компетентностно-ориентированного учебного плана основной образовательной 2 программы подготовки бакалавров «Прикладная информатика в области искусств и гуманитарных наук». Параллельно с данной дисциплиной изучаются: «Технологии программирования», «Художественное моделирование», что необходимо для успешного освоения курса. 1.3. Перечень результатов обучения Дисциплина участвует в формировании компетенций обучающихся по образовательной программе, установленных учебным планом для данной дисциплины: П-03.1 - обладает навыками использования современных технологий создания мультимедийной информации в печатном виде, в форме ЗD-графики, анимации, видео- и аудио- контента для размещения ее в информационных системах ПКП-03.3 - умеет разрабатывать программное обеспечение автоматической обработки численной, текстовой и мультимедийной информации в локальных и распределенных системах В результате освоения курса студенты должны: - Знать на уровне представлений: о виртуальной и дополненной реальности, как части современного мира, сферах и технологиях их применения и использования на уровне воспроизведения: архитектура построения систем виртуальной реальности иллюстративной, образовательной, исследовательской, информационной направленности на уровне понимания: основных концепций в области использования систем виртуальной реальности, возможностях применения определения основных понятий современных технологиях создания интерактивных, программируемых двумерных и трехмерных объектов и сцен: объект сцены, свойства объекта, поведение объекта, анимация, текстуры и материалы, камеры, события и их обработка. Уметь - теоретические - свободно владеть методологией анализа возможности использования и разработки систем виртуальной реальности в различных сферах деятельности -искусстве, образовании, развлечений и др.; - практические - умение использования современных программных средств для создания систем виртуальной реальности; - применять знания для анализа и создания информационных мультимедийных информационных систем и публикации информационных ресурсов глобальных компьютерных сетях. Уметь ориентироваться в технической документации и при необходимости самостоятельно изучать новые информационные технологии. Владеть навыками - создания интерактивных, программируемых двумерных и трехмерных объектов и сцен; - методического и технологического обеспечения процесса создания систем виртуальной реальности; - ориентироваться в литературе и информационных ресурсах и при необходимости самостоятельно изучить дополнительные разделы и темы 1.4. Перечень активных и интерактивных форм учебных занятий В процессе преподавания данной дисциплины используются как классические методы обучения в виде лекций и практических занятий, так и различные виды 3 самостоятельной работы студентов по заданию преподавателя, которые направлены на развитие творческих инициатив (см. в системе Blackboard). Активные формы обучения: - Коллективные обсуждения результатов работы во время практических занятий. - Выбор индивидуальной предметной области для проекта и реализация в нем изученного материала Интерактивные формы обучения: - Участие каждого обучающегося в практических занятиях. Раздел 2. Организация, структура и содержание учебных занятий 2.1. Организация учебных занятий 2.1.1. Основной курс .Трудоёмкость, объёмы учебной работы и наполняемость групп обучающихся 13 14 15 16 15 2-10 47 трудоемкость (в зач.ед.) 22 2-10 12 Объем занятий в активных и интерактивных формах 23 1 объем активных и интерактивных форм 22 210 промежуточная аттестация 23 210 в т.ч. текущий контроль С4 5 6 7 8 9 10 11 Очная форма обучения в т.ч. с использованием метод. материалов 4 в присутствии препод-ля 3 Самостоятельная работапа под рук-вом препод-ля консультации практ. занятия 2 промежуточная аттест. семинары 1 Код модуля в составе дисциплины, практики и т.п. лаб.работы контр. работы коллоквиумы в т.ч. текущий контроль лекции Аудиторная учебная работа учащихся 17 22 3 2-10 22 зачет ИТОГО: 1 15 47 22 22 3 Максимальное количество студентов обусловлено количеством рабочих мест в компьютерном классе – 10 человек, минимальное количество студентов – 2 человека, обусловлено необходимостью приобретения студентами соответствующих компетенций для выполнения выпускной квалификационной работы и для дальнейшей профессиональной деятельности, к которой готовится выпускник, а также в случае необходимости формирования неполной подгруппы после формирования одной или более подгрупп по 10 человек. Формы текущего контроля успеваемости, виды промежуточной и итоговой аттестации Период обучения (модуль) Формы текущего контроля успеваемости. Виды промежуточной аттестации. Виды итоговой аттестации Основная траектория Очная форма обучения 4 - Контроль посещаемости занятий - Контроль за выполнением заданий Модуль 1. Семестр 4 ЗАЧЕТ осуществляется на основе проверки всех выданных заданий в течение семестра, реализации выбранной индивидуальной предметной области для проекта и правильности использования в нем изученного материала и устного собеседования по темам дисциплины 2.2.Структура и содержание учебных занятий 2.2.1 Разделы (темы) курса и распределение объемов учебной работы Наименование разделов Темы Объемы выделяемого времени (час) Темы 1-4 лекции 23 Практические 22 Модуль 1 (4 семестр обучения) С4 Тема 1. Системы виртуальной и дополненной реальности Тема 2. Создание окружающей виртуальной среды и объектов Тема 3. Взаимодействие и поведение объектов виртуальной сцены Тема 4. Создание сложных проектов. занятия Сам.раб. в 15 присутствии преподавателя Сам. Раб. с 47 методическими материалами ЗАЧЕТ 1 Итого 108 2.2.2. Наименование тем, их краткое содержание 1. Тема 1. Системы виртуальной и дополненной реальности. 1.1. Понятия виртуальная реальность, дополненная реальность и дополненная виртуальность: основные определения, место в современном мире, сфера использования . 1.2. Средства разработки систем виртуальной реальности. 2. Тема 2. Создание окружающей виртуальной среды и объектов. 2.1. Виртуальная сцена - объекты и окружение . 2.2. Окружающая среда - природная и урбанистическая. 5 2.3. Элементы окружающей среды: ландшафт, растительность, вода, звуковое окружение, освещение . 2.4. Объекты виртуального мира - характеристики, модели, материалы, ресурсы, игровые объекты и компоненты, префабы - шаблоны игровых объектов . 2.5. Визуализация, использование физических законов, взаимодействие . 2.6. Место пользователя в виртуальном пространстве. Персонаж - управление и навигация. Персонаж от первого и третьего лиц. 3. Тема 3. Взаимодействие и поведение объектов виртуальной сцены. 3.1. Взаимодействие объектов: коллайдеры и триггеры, регистрация взаимодействия . 3.2. Обработка событий, управляющие воздействия . 3.3. Поведение объекта: алгоритмы поведения, скрипты. 3.4. Особенности использования скриптов: при загрузке сцены, обновлении экрана, "замораживание" сцены . 4. Тема 4. Создание сложных проектов. 4.1. Архитектура проекта: сцены, переходы между сценами, передача данных между сценами, предзагрузка. . 4.2. Настройки параметров объектов сцены 4.3. 2D-объекты, меню. 4.4. Компиляция проектов. Целевая платформа . Раздел 3. Обеспечение учебных занятий 3.1. Методическое обеспечение 3.1.1. Методические указания по освоению дисциплины Приступая к занятиям, студенту полезно ознакомиться с тематическим планом и содержанием данной программы, перечнем литературы для изучения. Наличие у студента представления о структуре курса и умения пользоваться источниками литературы является необходимым условием успешной освоения дисциплины. Лекционные занятия в рамках данной дисциплины проводятся на основе информации, содержащейся в следующих основных типах источников: - Статьи в научных и научно-публицистических изданиях, монографии, сборники и т.д. - Отдельные главы и параграфы учебников и учебных пособий. Кроме того, по усмотрению лектора при изложении части тем используются мультимедийные презентации. Учебные материалы могут быть представлены как в печатном виде, так и в электронном виде. 3.1.2. Методическое обеспечение самостоятельной работы Самостоятельная работа студентов в рамках дисциплины «Разработка систем виртуальной реальности» является важным компонентом обучения, приобретения общекультурных и профессиональных компетенций, предусмотренных основной образовательной программой «Прикладная информатика в области искусств и гуманитарных наук» и рабочей программой учебной дисциплины. Данной программой предусмотрена самостоятельная работа студентов в присутствии преподавателя в объеме 15 часов и самостоятельная работа студентов с использованием 6 методических материалов в объеме 47 часов для изучения по заданию преподавателя: статей в научных и научно-публицистических изданиях, учебников, учебных пособий и монографий по проблемам разработки систем виртуальной реальности и выполнения самостоятельного индивидуального проекта. В рамках изучения, освоения и закрепления материала тем 2, 3 и 4 студентам предлагается выполнение самостоятельного индивидуального проекта в форме UNITY3D проектов (по выбору). Примерный перечень предлагаемых тем представлен в п. 3.1.4. Студенту предлагается ряд требований к создаваемому проекту, которые должны быть использованы при создании сцены, возможностей персонажа и разработке сюжета Методическим обеспечением самостоятельной работы студентов являются информационные материалы из п. 3.4. , в печатном виде и в виде электронных ресурсов. 3.1.3. Методика проведения текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации и критерии оценивания Основными документами, регламентирующими порядок организации и проведения текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации студентов, обучающихся на факультете искусств, являются: Устав СПбГУ, Правила обучения по основным образовательным программам высшего образования в Санкт-Петербургском государственном университете. На первом занятии преподаватель доводит до сведения студентов сроки текущего контроля их самостоятельной работы и критерии оценки знаний при текущем контроле успеваемости, а также сроки и условия заключительной (промежуточной) аттестации. Показателями, характеризующими текущую учебную работу слушателей, являются: - активность работы на занятиях - выполнение практических заданий (Unity3D - проектов). По дисциплине «Разработка систем виртуальной реальности» предусмотрен зачет в конце 4-го семестра, который проводится в форме, указанной в разделе 2.1. настоящей программы. Критерии выставления зачета следующие: Оценка «зачтено» выставляется студенту, обнаружившему полное знание учебного материала, успешно выполнивший предусмотренные в программе задания и индивидуальный проект, усвоивший основную литературу, рекомендованную в программе. Как правило, оценка «зачтено» выставляется учащимся, показавшим систематический характер знаний по дисциплине и способным к их самостоятельному пополнению и обновлению в ходе дальнейшей учебной работы и профессиональной деятельности. Представленный проект в целом соответствует предложенным домашним заданиям. Оценка «не зачтено» выставляется студенту, обнаружившему существенные пробелы в знаниях основного учебного материала, допустившему принципиальные ошибки в выполнении предусмотренных программой заданий, индивидуальный проект не соответствует заданию. 3.1.4. Методические материалы для проведения текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации (контрольно-измерительные материалы, оценочные средства) Методика проведения зачета (4 семестр обучения): Зачет по дисциплине проводится в виде устного собеседования с целью проверки знания теоретического материала. 7 Студент демонстрирует реализацию заданий, выполненных в течение семестра и созданный проект по теме, включенной в курс дисциплины. Примерный перечень текущих заданий по курсу: 1. Создание природного и урбанистического ландшафта 2. Создание освещения, неба, водных объектов в сцене 3. Импортирование и согласование 3d-моделей и сцены 4. Использование аудио ресурсов в сцене 5. Выбор типа персонажа и встраивание его в проект 6. Механизмы обеспечения взаимодействия персонажа и объектов сцены 7. Особенности текстурирования объектов 8. Обработка событий и управляющих воздействий 9. Задание поведения объектов, скрипты и алгоритмы 10. Особенности использования скриптов для управления персонажем, объектами, сценой, сюжетом и проектом. 11. Создание интерфейса пользователя, 2D-объекты, меню 12. Сцены, переходы, предзагрузка, передача параметров между сценами Примерный перечень тем для индивидуальных проектов по курсу: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Создание ограниченного виртуального пространства типа "Остров" Создание ограниченного виртуального пространства типа "Лабиринт" Создание ограниченного виртуального пространства типа "Пещера" Создание ограниченного виртуального пространства типа "Здание" Создание ограниченного виртуального пространства типа "Космическая станция" Создание ограниченного виртуального пространства типа "Замок" 3.1.5 Методические материалы для оценки обучающимися содержания и качества учебного процесса Для оценки обучающимися содержания и качества учебного процесса применяется анкетирование в соответствии с методикой и графиком, утвержденными Ректором в установленном порядке. 3.2. Кадровое обеспечение 3.2.1. Требование к образованию и (или) квалификации штатных преподавателей и иных лиц, допущенных к преподаванию дисциплины: В соответствии с требованиями Образовательного стандарта СПбГУ по уровню образования «бакалавриат». 3.2.2. Требования к обеспеченности учебно-вспомогательным и (или) иным персоналом. Для технического обеспечения учебного процесса необходима возможность прибегать к помощи специалистов, ответственных за надлежащее функционирование компьютеров и программного обеспечения, а также за своевременное поддержание в рабочем состоянии другой используемой техники. 3.3. Материально-техническое обеспечение 3.3.1. Характеристики аудиторий (помещений, мест) для проведения занятий 8 Учебные аудитории для проведения учебных занятий, оснащенные стандартным оборудованием, используемым для обучения в СПбГУ в соответствии с требованиями материально-технического обеспечения. 3.3.2. Характеристики аудиторного оборудования, в том числе неспециализированного компьютерного оборудования и программного обеспечению общего пользования. Стандартное оборудование, используемое для обучения в СПбГУ. MS Windows, MS Office, Mozilla FireFox, Google Chrome, Acrobat Reader DC, WinZip, Антивирус Касперского. 3.3.3. Характеристики специализированного оборудования. Для реализации курса специализированное оборудование не требуется. 3.3.4. Характеристики специализированного программного обеспечения Установленная на всех учебных компьютерах текущая актуальная версия программного обеспечения для редактирования и создания сцен виртуальной реальности (UNITY 3D, открытая лицензия). 3.3.5. Перечень и объёмы расходных материалов: Стандартные требования к перечню и объему расходных материалов. 3.3 Информационное обеспечение 3.4.1. Список обязательной литературы: 1. Хокинг Дж. Unity в действии. Мультиплатформенная разработка на C#. - СанктПетербург : Питер, 2016. - 336 с. - ISBN 978-5-496-01960-6. - URL: https://proxy.library.spbu.ru/login?url=http://ibooks.ru/bookshelf/350787/reading - Текст: электронный 2. Линовес Джонатан. Виртуальная реальность в Unity. - Москва : ДМК Пресс, 2016. 316 с. - ISBN 978-5-97060-234-8. - URL: https://proxy.library.spbu.ru/login?url=http://ibooks.ru/bookshelf/364307/reading - Текст: электронный 3.4.2. Список дополнительной литературы: 1. Торн А. Основы анимации в Unity / А. Торн. - Москва : ДМК Пресс, 2016. - 176 с. ISBN 978-5-97060-377-2. - URL: https://proxy.library.spbu.ru/login?url=http://ibooks.ru/bookshelf/364353/reading - Текст: электронный. 2. Торн А. Искусство создания сценариев в Unity / А. Торн. - Москва : ДМК Пресс, 2016. - 360 с. - ISBN 978-5-97060-381-9. - URL: https://proxy.library.spbu.ru/login?url=http://ibooks.ru/bookshelf/364356/reading - Текст: электронный 3.4.3. Перечень иных информационных источников • Сайт Научной библиотеки им. М. Горького СПбГУ: http://www.library.spbu.ru/ • Электронный каталог Научной библиотеки им. М. Горького СПбГУ: 9 http://www.library.spbu.ru/cgibin/irbis64r/cgiirbis_64.exe?C21COM=F&I21DBN=IBIS&P21DBN=IBIS • Перечень электронных ресурсов, находящихся в доступе СПбГУ: http://cufts.library.spbu.ru/CRDB/SPBGU/ • Перечень ЭБС, на платформах которых представлены российские учебники, находящиеся в доступе СПбГУ: http://cufts.library.spbu.ru/CRDB/SPBGU/browse?name=rures&resource_type=8 Разработчик рабочей программы учебной дисциплины. Ученая Ученое ФИО Должность степень звание Щербаков Павел Петрович к.ф-м.н Ст.н.с Доцент Контакты p.shcherbakov@spbu.ru 8 921 648 5862 10
