Учебно-методический комплекс «Физические основы развития зрительной


с. 1
Учебно-методический комплекс

«Физические основы развития зрительной системы и интуиции»



Разработчик: Ведущий научный сотрудник, доцент кафедры физической географии и

геоэкологии факультета географии и экологии КГУ - Антипов В.Н.


Практика. Часть 1.

глава 3. Построение топографических карт в обобщенных

стереоскопических проекциях.

Практические занятия для студентов по предмету «Физические основы изучения в геоэкологии». Факультет географии и экологии, кафедра физической географии и геоэкологии.

С 2007-08 учебного года предмет «Физические основы изучения в геоэкологии» входит в программу подготовки по специальности «Геоэкология».

Электронный вариант методического пособия состоит из:



  • текстового материала на 12 стр., иллюстрированного 23 рисунками;

  • папки обучающего комплекса имеющего 28 файлов в формате Jpeg;

  • анимационного холста в формате PSD, построенного по тем же файлам;

  • обучающего комплекса в формате AVI видео фильма;

  • презентации в PowerPoint.

«Размер» электронного варианта методического пособия- 401 Мб.
Цели и задачи практических занятий.

Дать пример зрительной системе студента возможности объемного восприятия топографических карт.

Обучить навыкам построения стереоскопических проекций изолиний высоты на топографических картах в программах Adobe Photoshop и PowerPoint.

Развить способность внимания к деталям в трехмерном восприятии топографических карт.


Работа выполняется в программе Adobe Photoshop и проводится по следующим этапам:

3.1. Выбор участка топокарты с водотоком, монтирование фрагментов топокарт на рабочем холсте, нанесение фоновых стереоскопических проекций фамилий студентов.

3.2. Построение стереоскопических проекций топографических карт и обучение зрительной системы новым принципам обработки информации.

3.3. Монтирование элементов различных этапов построения стереоскопических карт и фоновых проекций фамилий студентов. Изготовление сопутствующих подписей.

3.4. Монтирование обучающего анимационного комплекса.

3.5. Обучающий комплекс в программе PowerPoint.

3.6. Тестирование и контроль качества обучения.

Выводы
Для проведения практических занятий студентам не требуется ранее полученного навыка работы в программе Adobe Photoshop. Занятия ориентированы на «нулевой» начальный опыт работы по программе Adobe Photoshop.


Открыть программу Adobe Photoshop

Набор необходимых инструментов и операций с ними.



На экран выводятся - «Инструменты», «Навигатор», «История», «Слои». Для этого на верхней панели активируется надпись - «ОКНО» и далее указанные информационные окна (рис.3.1) (Подробное описание выполняемых функций – любая книга PHOTOSHOP).
Используемые «Инструменты».

  • Клавиша «М» - прямоугольное выделение;

  • Клавиша «L» -многоугольное лассо;

  • Клавиша «V» - перемещение;

  • Клавиша «H» - рука;

  • Клавиша «T» - текст.

  • Клавиша «I» - пипетка

(Далее обозначение только латинских букв, т.е. без слова «Клавиша»)
3.1. Выбор участка топокарты с водотоком, монтирование

фрагментов топокарт на рабочем холсте, нанесение фоновых

стереоскопических проекций фамилий студентов.
Необходимые требования к выбору фрагмента топокарты (выбор производится с рис.3.2):

- На фрагменте должен быть водоток. Течение малой реки в направлении север- юг с отклонением не более ± 30о;

- Не менее трех изолиний высоты по правому и левому берегу, отделенных друг от друга на расстояние 2- 3 мм (или 200-300 м). (Показать один- три фрагмента топографических карт, в том числе и в электронном виде)
Выбор участка топокарты.

Ctrl +O – открыть папки «Раздел 3», «Рисунки к разделу 3» - «Рис.3.2»:


  • высвечивается информационное окно по которому находится и открывается топокарта в JPEG формате.

Дважды нажатие «рука» - производится наилучшее масштабирование всего листа карты на экране монитора.
Масштабирование

Информационное окно - Навигатор



  • стрелкой в нижней части выбирается оптимальный масштаб фрагмента топокарты для поиска требуемого участка реки (рис.3.3).

Убрать все информационные окна на экране монитора.

Клавиша «Tab» Остается только холст с фрагментом листа топокарты.

Используя «бегунки» по горизонтали и вертикали просматривается вся топокарта и выбирается 3 - 4 участка с необходимыми *Требованиями.


Выбор и сохранение УЧАСТКА топокарты.

Клавиша «Tab».

После того как найден необходимый фрагмент, вновь активируются все информационные окна.

М - активируется «Прямоугольное выделение»

Выделяется выбранный прямоугольный фрагмент топокарты

Ctrl +С – копирование фрагмента



Ctrl +N (высвечивается информационное окно размера –рис.3.4)

+ Enter + Ctrl V - построение нового холста c выбранным фрагментом топокарты.



Alt + Ctrl + S – сохранение фрагмента в формате Jpeg (один из нихрис.3.5.).

Холст сохраняется в папке под своим именем. (Правая кнопка мышки - надпись «Создать» выбирается «Папка», которая обозначается своей фамилией, направляется в необходимую часть диска.)

Все 3-4 выбранных фрагмента топокарты сохраняются в Папке под разной индексацией.
Выбирается один из фрагментов.

Определяется его размер.



Курсор устанавливается на горизонтальной верхней Синей части холста – правая кнопка Мышки - Размер (рис.3.6).
Построение нового рабочего Холста.

Определенный горизонтальный размер холста (3,43 см и 1,97 см – рис.3.7) с фрагментом карты умножается на число ~ 3,5.

Вертикальный размер. Число горизонтального размера умножается на коэффициент ~ 0,7.

Ctrl +N

На мониторе высвечивается окно. В нем устанавливаются определенные горизонтальные и вертикальные размеры холста (Разрешение нового холста должно совпадать с разрешением фрагмента топокарты)

Enter

Основа рабочего холста создана.



Сохранение

Ctrl +S


Холст сохраняется в формате *PSD, *PDD под именем «Фамилия студента -Иванов» W 00
Активируется холст с выбранным участком топокарты (рис.3.8).

Активирование производится нажатием курсора на любой участок холста.

Ctrl + А – выделение всей площади холста (штриховые линии по границам)

Ctrl + С – его копирование

Активирование холста W 00

Ctrl + V 3 раза – вставка трех участков топокарты. Образуется три слоя в информационном окне «СЛОИ»


Установка трех участков топокарты в требуемое положение:

Активация разметочной сетки

Ctrl + “

По сетке все три участка топокарты выравниваются по горизонтали и устанавливаются на одинаковых расстояниях, но так чтобы крайние копии не они выходили за площадь холста. Их местоположение - верхняя часть холста (рис.3.9).
Построение опорных (фоновых) надписей из фамилий.

Т - Активируется инструментарий ТЕКСТ и его информационная часть (рис.3.10).


Выбирается размер шрифта и промежуток между буквами так, чтобы фамилия размещалась вертикально.

Выполняется надпись.

Перевод текстовой надписи в отдельный слой.

Ctrl + активация фамилии в окне «Слои»

Контур фамилии выделяется штрихованными линиями.

Ctrl + С –копирование надписи

Ctrl + V – вставка надписи на первоначальную

Установка копии надписи в окне «Слои» ниже текстовой.

Ctrl + Е – сшивание текстовой надписи с надписью как слой и преобразование сшивки в структуру «слой»(рис.3.11).
На холсте выполняется 2-4 вертикальные надписи фамилий.

Расположение фамилий как стереоскопические проекции.

Определение расстояний между надписями.

Активируется слой «Фон» и прямоугольное выделение

Строится прямоугольник между началом среднего и любого другого фрагмента топокарты.

Ctrl + С копирование участка

Ctrl + N на экран выводится иконка с его размерами. По ней определяется горизонтальное расстояние – около 300 пик. Оно базовое.

Первая фамилия располагается на расстоянии меньшим, например,290 пик.

Активирование в окне слои первой фамилии. На ней по контуру появляются штрихованные линии.

Ctrl + С – копирование слоя 4 - фамилия Петров

Ctrl + V - вставка нового слоя 7 той же фамилии поверх первой.

Ctrl + Т - операция трансформирование. В верхней части экрана появляются параметры трансформации.

Стрелкой курсора на координате «Х» сначала устанавливается значение «0» и далее 290

Копия переносится на выбранное расстояние.

Enter - 2 раза – выход с операции трансформация.

Ctrl + Активирование слоя 7 в окне Слои.

Ctrl + С копирование фамилии

Ctrl + V вставка копии фамилии поверх слоя 7 и образование слоя 8

Shift + Ctrl + Т - перенос слоя 8 на расстояние 290 пик.

Ctrl + Активирование слоя 8 в окне Слои.

Ctrl + С копирование фамилии

Ctrl + V вставка копии фамилии поверх слоя 8 и образование слоя 9

Shift + Ctrl + Т - перенос слоя 9 на расстояние 290 пик.

Ctrl + Е - три раза, сшивка четырех слоев фамилии Петров, начиная со слоя 9


При концентрации взгляда на предмет между экраном монитора и глазами, фамилия Петров располагается на дальнем плане по сравнению с фрагментами топокарт.

Расположение следующей фамилии Иванов (слой 5) на расстоянии 300 пик.

Ctrl + Активирование слоя 5 в окне Слои. Слой выделяется по контуру штрихованными линиями.

Ctrl + С копирование фамилии Иванов

Ctrl + V вставка копии фамилии Иванов поверх слоя 5 и образование вновь слоя 7

Ctrl + Т - операция трансформирование слоя 7.

Установка в окне координаты «Х» значения 300 пик. Слой 7 переместился.

Enter - 2 раза – выход с операции трансформация.

Ctrl + Активирование слоя 7 в окне Слои.

Ctrl + С копирование фамилии Иванов

Ctrl + V вставка копии фамилии Иванов поверх слоя 7 и образование вновь слоя 8

Shift + Ctrl + Т - перенос слоя 8 на расстояние 300 пик.

Ctrl + Е 2 раза – сшивка слоя 8,7,5, начиная с верхнего слоя 8.
Повтор процедуры копирования фамилии Сидоров и расположение ее на расстояние 310 пик и образование слоя.
Второй вариант определения величины смещения:

Определяется размер одной копии фрагмента топокарты.

В окне СЛОИ активируется слой с любой копией топокарты

Ctrl + курсор на синей фоне окна СЛОИ. Слой выделяется штрихованными линиями по контуру.

Ctrl + С копирование слоя

Ctrl + N - высвечивание окна с его размерами и определение по нему размера ширины слоя- «А»

После операции сшивки трех копий фрагментов карт

Ctrl + курсор на синей фоне окна СЛОИ. Слой с тремя копиями топокарт выделяется штрихованными линиями по контуру.

Ctrl + С копирование слоя

Ctrl + N - высвечивание окна с его размерами и определение по нему размера ширины сшитых копий - «В».

Далее определение расстояния «F» между копиями производится по выражению:

«F» = «А» + («В» -3«А»)/ 2.

Расстояние между копиями подписей фамилий не могут выходить за

интервал ± 0,1 «F»


Сшивание трех копий топокарт.

Активируется самый верхний слой в окне СЛОИ (нажатие курсором на иконке и приведение его к синему цвету).

Ctrl + Е - 2 раза. Все три участка топокарты сшиты вместе.
Проверка процедуры сшивки

Ctrl + активация слоя в окне СЛОИ

Все три фрагмента должны выделяться штрихованными линиями.

В информационном окне четыре слоя.

Слой 1 – три копии топокарт

Слой 6 - три копии фамилии Сидоров

Слой 5 - три копии фамилии Иванов

Слой 4 - четыре копии фамилии Петров.


Заливка фамилий и фона различными цветами.

Выбирается слой, обозначающий фамилию.

Ctrl + активация слоя фамилии в окне СЛОИ (выделение по контуру штрихованными линиями)

Shift +F6 – размытие. В окне устанавливается число, например 2 пк (рис.3.12)

Shift +F5 – заливка. Информационное окно с предложениями заливки (рис.3.13)
Заливка фона.

Активация фона в информационном окне СЛОИ

Shift +F5 – заливка. Информационное окно с предложениями заливки. Выбор цвета и его заливка.

На рис.3.14 показан холст со всеми выполненными процедурами.

В режиме наложения, когда взгляд концентрируется между экраном монитора и глазами по глубине фамилии расположены так Сидоров – Иванов – Петров, где первая фамилия на самом переднем плане. При этом фон холста расположен на самом дальнем плане.



3.2. Построение стереоскопических проекций топографических

карт и обучение зрительной системы новым принципам

обработки информации.

Для того, чтобы в применяемом режиме наложения изолинии высоты воспринимались над уровнем реки расстояние между ними на проекциях должно быть больше. Поэтому для правой копии выделяемые изолинии следует смещать вправо, а для левой влево. Изолинии на средней копия остаются без изменения.

Все последующие операции будут использоваться как элементы обучающего комплекса и каждый этап должны сохраняться отдельным компонентом в формате JPEG, например «Петров 2000»- это холст на котором нанесены фамилии и три сшитые копии топокарт.

L - активизация многоугольного лассо.

СЛОИ - Активизация слоя с копиями топокарт.

Навигатор – установка масштаба так, чтобы правая проекция занимала около 50%

процентов окна холста.

Выбирается любая сторона реки, допустим левый берег. Выделение необходимо выполнить по ломаной линии между рекой и первой изолинией высоты. В выделяемом участке карты находится все, что расположено правее.

Shift +F6 – размытие выделенного участка правой копии. В окне устанавливается

число, например 2.

Ctrl + С копирование выделенного участка

Ctrl + V вставка копии и образование нового слоя.

V и совмещение выделенного участка с аналогичным участком правой копии.

Ctrl + V вставка копии и образование нового слоя.


На рис.3.15 показано семь изолиний высоты правого берега реки.

Они копируются два раза. Одна копия устанавливается на правую проекцию топокарты , вторая на левую. Размещение выделенных изолиний высоты начинается с самой близкой к водотоку.


Переход в окне навигатора на левую копию и совмещение выделенного

фрагмента с аналогичным участком карты.

H – вывод на экран всей площади холста.

Tab - на экране только один холст

Концентрация взгляда, наложение и получение четырех изображений копий

топокарт.

Клавиша « » - сдвиг слоя 8 влево – один-два шага. Выделенный фрагмент

на втором слева изображении должен отделиться и восприниматься над

общим фоном карты.

Alt + Ctrl + S – сохранение в формате Jpeg под номером «Петров 2001».

Tab - вывод на экран монитора информационных окон

СЛОИ – активизация слоя 7

Tab - на экране только один холст

Клавиша « » - сдвиг слоя 7 вправо – один-два шага. Выделенный фрагмент

на втором справа изображении должен отделиться и восприниматься над

общим фоном карты.

Alt + Ctrl + S – сохранение в формате Jpeg под номером «Петров 2002».

Сшивка слоев.

Слои переход на верхний слой – 8

Ctrl + Е – два раза. Осталось четыре слоя, из них самый верхний - слой копий

топокарт с одной смещенной изолинией.
Процедура выделения, смещения и сохранения повторяется требуемое число раз, пока все изолинии высоты не отделятся от уровня реки.
«Зачистка» смещенных участков.

Те участки топокарты, которые за счет смещения имеют двойные изображения, должны быть закрыты.

L - активируется многоугольное лассо.

Окно СЛОИ – выбирается базовый слой копий топокарт.

Рядом с двойным изображением выделяется фоновый участок карты, не имеющий никакой надписи.

Shift +F6 – размытие выделенного участка. В окне устанавливается

число, например 2.

Ctrl + С – его копирование

Ctrl + V вставка копии и образование нового слоя.

Ctrl + курсорами клавиатуры он сдвигается на двойное изображение.

Ctrl + Е –сшивка вставки с основным слоем.

Процедура повторяется требуемое число раз.

При такой манипуляции вставками необходимо постоянно осуществлять режим наложения, чтобы они не выходили по глубине за фоновый слой.
На рис.3.16 показан холст со стереоскопическим смещением изолиний высоты и надписями фамилий. Если осуществить режим наложения на предмет, расположенный между глазами и рисунком, то все изолинии высоты на фрагментах топокарт приобретают зрительной ощущение глубины.
3.3. Монтирование элементов различных этапов построения

стереоскопических карт и фоновых проекций фамилий

студентов.
Обучение зрительной системы студентов происходит в режиме наложения при изготовлении идентично-подобных структур надписей фамилий и обобщенных стереоскопических проекций фрагментов топокарт. Это самый основной и наиболее эффективный этап. Однако, после того как процесс построения завершен необходимо все его этапы смонтировать в единый комплекс. При этом обеспечить сопутствующей информацией, по типу титров. Для этого вновь выполняется процесс изготовления надписей, как идентично-подобных структур. Он аналогичен процедуре, представленной ранее и используется том же первичный холст. Как правило, сначала наносится текст самого общего типа. Например «Казань», КГУ и год обучения. Затем следует название факультета, специальности, группы, предмета, в рамках которого выполнена практика. Все это последовательно монтируется и размещается перед этапом построения обобщенных стереоскопических проекций топографических карт.

Просмотр изготовленных холстов, как пассивный процесс обучения зрительной системы, можно выполнить непосредственно как показ слайдов в программе просмотра изображений и факсов обеспечения в системе WINDOWS или в программе типа XnView.

3.4. Монтирование обучающего анимационного комплекса.
Программа Adobe Photoshop c Image Ready позволяет смонтировать обучающий комплекс как анимационный фильм. Для этого все холсты в формате JPEG, начиная с самого первого, последовательно собираются как слои на одном холсте. На рис.3.17 (и в Приложении- «Обучающий комплекс 255- 2008») представлен выпускной обучающийся комплекс, состоящий из 32 слоев, полученный тремя студентами группы 255 (специальность «Геоэкология») факультета географии и экологии Казанского государственного университета по предмету «Физические основы изучения в геоэкологии».

При активировании в окне «Инструменты» нижних функций полученный холст переводится (рис.3.18) в пакет Image Ready. В окне «Windows» активируется функция

«Animation» (рис.3.19). В окно «Animation» последовательно переносятся все слои холста «Обучающий комплекс 255- 2008» (рис.3.20). Для этого активируется иконка, указанная черной стрелкой. После того как все слои перенесены в «Animation» устанавливается время высвечивания каждого слоя (см. рис.3.21).

Пассивный режим обучения проводится при активации функции «Пуск».


3.5. Обучающий комплекс в программе PowerPoint.
В приложении к электронному варианту методического пособия имеется презентация, которая получена по холстам, взятым из папки обучающего комплекса. Предполагается, что студенты знакомы с принципами построения презентации в программе PowerPoint.

Для получения стереоскопического эффекта наблюдения глубины и проведения пассивного обучения необходимо сконцентрировать взгляд на предмет расположенный между экраном монитора и глазами, сначала получить двоение, а затем наложение проекций. При этом число надписей по горизонтальному направлению в режиме наложения должно быть на одно больше.


3.6. Тестирование и контроль качества обучения.
При выполнении работы студенты получают опыт работы в программе Adobe Photoshop и пример для зрительной системы возможности объемного восприятия изолиний высоты на топографических картах. Для проведения контроля зрительной системы студентов на способность стереоскопического восприятия изолиний высоты используются тесты, представленные на рис.3.22 рис. 3.23.

На рис.3.22 построено три горизонтальных ряда проекций топокарт. Один ряд сформирован идентичными проекциями. Следовательно, в режиме наложения он должен восприниматься как обычная двумерная карта. Другой ряд построен со стереоскопическим смещением всех изолиний высоты. Поэтому, в режиме наложения данный ряд должен восприниматься с реальным расположением высоты изолиний высоты. И третий ряд имеет участки со стереоскопическим и плоским восприятием изолиний высоты.

На рис.3.23 построено четыре горизонтальных ряда. В режимах наложения проекций один ряд не имеет никакой глубины, на одном нарушена монотонность увеличения глубины расположения изолиний высоты. Два оставшиеся ряда имеют стереоскопическое восприятие изолиний высоты. Но на одном из них исправлены дефекты построения для надписей или элементов рельефа, которые располагаются на нескольких изолиниях высоты. Задача студента определить ряд без стереоскопического смещения изолиний высоты; ряд с нарушением зрительного восприятия монотонности изменения изолиний высоты; ряд со стереоскопическим смещением изолиний высоты, но с дефектами некоторых элементов фрагмента топокарты.

Студенту предлагается определить, где располагаются, какие ряды. В том случае, если за время обучения студенты научились выполнять и устойчиво удерживать режим наложения проекций, то определить местоположение рядов им не составит особой проблемы.

В том случае, если зрительная система студента уже способна формировать креативную глубину образов, то, возможно, ожидать формирование стереоскопического восприятия изолиний высоты рельефа только на одной проекции топокарты.

Практические навыки работы в программе Adobe Photoshop проверяются самостоятельным построением всех этапов получения сопутствующих надписей и изолиний высоты.








с. 1

скачать файл