Традиционные курсы повышения квалификации имеют некоторые недостатки. В частности, они не учитывают специфику деятельности фирмы, внутреннюю позицию работников, их личный опыт и так далее. Это послужило толчком к развитию такого вида обучения, как москва тренинги. Они совершенствуют поведение всех сотрудников в важных для бизнеса рабочих процессах.

Достоинства

Тренинги, как корпоративные, так и индивидуальные, имеют достаточно весомые преимущества перед иными формами обучения персонала. В первую очередь их отличает то, что внимание участников сконцентрировано на какой-то определенной ситуации. Ее разбирают во всех подробностях, коуч (тренер) анализирует поведение того или иного сотрудника и дает свои наставления.

Таким образом, обучение на подобном тренинге более эффективно, чем на курсах повышения квалификации. Все участники рассматривают каждую отдельную ситуацию, делают выводы по поводу своего поведения в ней. Они усваивают намного больше полезной информации. Так, уже доказано учеными, что на семинарах и лекциях всего лишь пятнадцать минут наблюдается активность и концентрация слушателей. Затем появляется отстраненность, и, соответственно, материал не усваивается.

Кроме того, на тренинге можно получить навыки практической работы, он усиливает мотивацию всех сотрудников организации, позволяет им обменяться собственным опытом с другими участниками. В легкой, непринужденной обстановке они получают много полезных знаний, которые сразу же можно применять в своей деятельности. И последний, неоспоримый плюс тренингов – приобретение навыков коллективной работы.

Особенностью нового 3D-принтера UP! Plus 2 является то, что он оснащен полностью автоматизированной технологией калибровки платформы, которая способна регулировать наклон, высоту и даже расстояние между платформой и соплом, что обеспечивает более легкую работу с принтером и хорошо подходит новичкам в 3D-печати.

Чтобы избежать деформацию модели, нельзя трогать руками модель, сопло, платформу или другие части принтера во время печати. Обязательно использование защитных очков при работе с поддержками. Запрещено прикасаться к экструдеру во время печати.  Во избежание ожогов, при выполнении определённых технических работ следует надевать защитные перчатки. Во избежание травмирования, следует одеть защитные очки.

Нельзя выключайте программное обеспечение UP! и вытаскивать USB кабель во время передачи данных о модели, иначе они могут быть утеряны. •

Для начало работы с принтером необходимо запустить программное обеспечение UP! и нажать кнопку «Extrude». После этого необходимо дождаться пока сопло принтера прогреется до 260 ° C, когда принтер будет готов, он подаст звуковой сигнал. После этого нить вставляется в отверстие, в верхней части головки экструдера и удерживайте там, пока двигатель экструдера не начнет тянуть его через экструзионную головку.

Для запуска принтера открывается меню «3D print > Initialize» или нажимается кнопка «Initialize» на передней панели принтера. Принтер издаст 3 звуковых сигнала, а платформы опустится вниз. Затем платформа переместится вертикально, а печатающая головка горизонтально. Когда все движения закончатся, принтер издаст еще один сигнал. Принтер готов к работе. Перед тем как выполнить калибровку высоты печтающего сопла, необходимо выполнить калибровку платформы по 9 точкам с помощью специального калибрующего устройства. От правильной настройки принтера зависит качество печати. После проведения инициализации (Initialize) принтера, необходимо выполнить кали бровку платформы. В принтере UP! Plus 2 калибровка платформы происходит автоматически. Для этого калибрующее устройство ставиться под печатающую головку. Далее нужно зайти в меню 3D Print > Auto Level и  подождать пока принтер откалибрует платформу, обычно это занимает не более 1-ой минуты.

После нажатия на кнопку Extrude происходит выдавливание пластика. Нажмите на эту кнопку, температура начнет подниматься. Когда температура превысит 190°С(PLA)/260°С(АBS), принтер издаст сигнал и начнет равномерно выпускать материал. Withdraw: выпускание пластика. При температуре выше 190°С(PLA)/260°С(АBS) материал выпускается из печатающей головки. После этого принтер опять издает сигнал. New Spool: здесь вы можете выбрать материал для печати, ABS или PLA пластик. Они требуют разную температуру печати: PLA — 200°С, АBS — 270°С. При выборе материала принтер автоматически отрегулирует температуру. Также можно внести количество пластика на катушке.

Загрузка 3D-модели В верхнем меню выберете «File / Open» (CTRL + O) или нажмите на панеле инструментов иконку и загрузите модель , которую вы хотите открыть . Внимание: UP! поддерживает только файлы формата STL (стандартный формат входных файлов для 3D печати), и UP3 формат (фирменный).

Когда принтер завершит печать и издаст звуковой сигнал, печатающая головка и платформа перестанут нагреваться. Аккуратно с помощью лопатки снимите с платформы готовую модель. Платформа и модель медленно остывают. Настоятельно рекомендуем не снимать деталь с прикрепленной к принтеру платформы! Модель легче снять с платформы, когда она еще теплая. Если вы хотите нагреть платформу перед снятием детали, нажмите «3D Print > Preheat». Напечатанная модель состоит из 2 частей. Одна часть — это сама деталь, вторая — это опорные элементы, на которые опираются выступающие части модели. Опорные элементы состоят из того же материала, что и сама модель, только имеют меньшую плотность. Их сразу можно отличить от основной детали и отделить.

. [1]UP! Plus способен работать с ABS- или PLA-пластиком. Оба являются нетоксичными и термопластичными пластмассами. Характерная особенность первого — ударопрочность, а второго — биоразлагаемость. Оба пластика могут быть разного цвета. PLA к тому же может быть прозрачным или полупрозрачным. По умолчанию печать идёт с использованием только одного вида пластика, а готовую модель после завершения процесса можно слегка отшлифовать и покрыть, например, акриловыми красками.

Температура плавления PLA равна примерно 170-180 градусам по Цельсию, а ABS — в районе 270. Так что на разогрев печатающей головки требуется некоторое время. Фирменный софт поддерживает импорт 3D-моделей в формате STL (стандартный формат сохранения для программ трехмерного моделирования) или UP (сжатый STL). Главное требование: исходная модель должна представлять собой полностью закрытую поверхность (лучше без щелей, впадин, отверстий и бугров). В случае чего можно включить автокоррекцию в настройках печати. В процессе подготовки можно подогнать размеры и расположение детали на платформе. Одновременно можно печатать сразу несколько деталей. Полное (Solid), как ясно из названия, позволяет получить полностью монолитный объект с максимальной прочностью, но и более тяжёлый. Остальные три подразумевают создание внешних стенок толщиной 1,5 мм с внутренним заполнением в виде сетки различной частоты. Непосредственно перед печатью можно выбрать её качество (чем выше, тем лучше, но и дольше по времени), задать время подогрева платформы после печати для более лёгкого отделения модели.

Когда все подготовительные операции сделаны, можно отправлять модель на печать. Потребуется некоторое время для заливки информации о слоях во внутреннюю память принтера. После этого программа сообщит, сколько времени осталось до завершения работы и сколько будет потрачено пластика. С этого момента принтер выполнит печать автоматически — можно даже отключить его от ПК.

[1] Руководство пользователя принтера Up! plus 2[Электронный ресурс] — Режим доступа: http://www.slideshare.net/3dphome/up-plus-2, свободный. — (Дата обращения — 21.01.2014)

соединяет в себе достоинства хорошего учебника с возможностями компьютера, что обеспечивается возможностью хранения больших объемов информации, наглядностью, сочетанием текстовой, графической, аудио- и видео информацией.

К основным достоинствам выполнения лабораторных заданий в условиях виртуальной лаборатории можно отнести:

наглядную иллюстрацию;

возможность самостоятельной;

возможность индивидуального выполнения опытов, что не может не сказаться на развитии самостоятельности учащихся, их конструкторских способностей и технической смекалки;

выполнение виртуальных лабораторных работ во время урока устраняет временной барьер между теоретическими и практическими занятиями, что способствует повышению эффективности и качества обучения, активизации самостоятельной познавательной деятельности школьников;

виртуальная информационно-образовательная лаборатория предоставляет широкие возможности при проведении экспериментов исследовательского характера, которые позволяют использовать их как дополнение к реальным лабораторным установкам в определенных, методически обоснованных ситуациях;

лаборатория на компьютере обеспечивает субъективный опыт учащихся в решении нестандартных и проблемных ситуаций.

1.1      Методика работы с трехмерными принтерами и сканером

Новые модели 3D принтеров становятся доступными для широкого круга потребителей.

К принтерам пригодным для обучения школьников относится компактная модель принтера с трехмерной печатью – 3D принтер UP Plus.

К достоинствам этого принтера относится компактность, портативность устройства, экологическая безопасность, простота в эксплуатации. При этом принтер может печатать разнообразные модели, как простые, так и сильно детализированные. Управлять “UP!Plus” сможет каждый желающий без особой предварительной подготовки, опять же в отличие от промышленного варианта принтера для трехмерной печати, для обслуживания которого требуется высококвалифицированный специалист. Вес принтера — пять килограммов. 3D принтер UP Plus используется в учебных целях в лабораториях, как школьных, так и более высокого уровня. Данная модель 3Д принтера особенно полюбилась дизайнерам и архитекторам.

Рабочим материалом для принтера служит ABS-пластик. Деталь создается послойно. Сперва в CAD создается трехмерная цифровая модель будущего объекта. Затем она «раскладывается» на слои – данному процессу мы обязаны уже “UP!” – сопутствующему принтеру программному обеспечению. Поддержки готовы – экструдер (печатная головка принтера) начинает распределять расплавленный в специальной камере ABS пластик по рабочей платформе, согласно контуров печатаемого объекта.  Разогретая ABS-масса поступает тоненькими слоями на рабочую платформу устройства. Принтер работает аккуратно, не торопясь. Слои, охлаждаясь и затвердевая на платформе, формируют необходимый 3D-объект.

Печать завершена – сейчас нужно отделить от нее все поддержки, помогавшие нам правильно сформировать модель. Делается это просто, без помощи каких-либо вспомогательных устройств, вручную.

Профессиональных навыков для работы с этим принтером не требуется.

Рис. 15.

Технология печати на рассматриваемой модели принтера состоит из следующих этапов:

Выравнивание платформы

калибровка принтера

Включение предварительного подогрева платформы перед печатью

Опускание рычажка на воздушном фильтре печатающего блока

Принтер предназначен для работы при температурах 15-20 градусов и 20-30% влажности. При других условиях возможно снижение качества печати. Обязательным условием работы принтера является исключение сквозняка (вентилятор, кондиционер не должны работать, температура в комнате должна быть не меньше 20 градусов)

Заполнение должно быть максимально полным. Печатать лучше на быстром режиме Fast. Расстояние между печатающей головкой и платформой должно быть не более 2 мм (линия должна ровно ложится, вдавливаясь в платформу).

Элементы истории материальной культуры на уроке и реконструкция на основе их исторической обстановки всегда вызывают интерес учащихся и позволяют создавать у них более правильные, реалистические представления о прошлом, об изучаемой эпохе.

Причем для реконструкции колорита эпохи иногда не требуется подробного описания быта и жизни людей того времени. Часто бывает достаточно небольшого, но яркого примера, краткого сообщения о результатах археологических исследований и т. п.

заставляет учащихся более целеустремленно работать на уроках истории, ориентирует их мышление на отбор и более твердое запоминание важных фактов. При этом надо отметить, что если история и особенности современного производства изучаются учащимися в ряде предметов, им посвящена наибольшая часть времени школьного обучения, то история древнего производства изучается лишь на первых уроках истории.

Историческая реконструкция не может ограничиться вопросами быта той или иной эпохи. Важно реконструировать и способ производства. Большую роль в этом играет реконструкция орудий труда, средств производства , исследование которых составляет одну из главных задач археологии . Экономические эпохи различаются не тем, что производится ,а тем, как производится , какими средствами труда

Вот почему главное внимание при проведении уроков мы уделяем орудиям труда, первобытной технике из производства и использования. Учитывая это иллюстрировать археологические материалы этнографическими примерами. Орудия труда хорошо сохранились во времени и удобны для использования на уроке.

учащиеся становятся не только слушателями, но и активными участниками ( то есть восприятие знаний учащимися происходит в активной деятельности с их стороны) . Среди них можно отметить эксперимент, моделирования, описания археологических материалов , их зарисовки , составление учащимися карт и чертежей ( планов стоянок Каменного века , археологических карт и т. д.) . Словесное описание менее эффективно , чем эксперимент:

Моделирование – это один из методов познания физических объектов, новый шаг по пути подготовки детей к жизни. Творческому труду, сознательному выбору профессии. Моделирование и конструирование способствует расширению кругозора детей, воспитанию интереса к технике, техническому творчеству.[1]

Во-вторых, изготовление моделей активизирует мышление ребенка. Ведь при постройке моделей необходимо решать ряд практических, а это требует сообразительности и смекалки.

В-третьих, удачное решение сложных для ребят технических задач, вызывает у них чувство радости, добавляет уверенности в своих силах. Первые успехи в техническом моделировании вызывают желание выполнить новые, более сложные модели, способствует воспитанию трудолюбия.

Занятия по техническому моделированию и конструированию удачно сочетают в себе теорию и практику. Теоретическая работа с детьми строится на основе кратких бесед и пояснений по ходу процесса обучения. Чтобы интерес к теоретическим знаниям был устойчивым и глубоким, необходимо развивать его постепенно, излагая теорию по мере необходимости применения ее на практике.

В процессе изготовления моделей, воспитанники приобретают разнообразные технологические навыки, знакомятся с конструкцией различных моделей.

в обучении вносят элементы творчества в мыслительную деятельность ученика, а также элементы репродукции и поиска, проявляющиеся в познавательной деятельности. Благодаря интеграции в сознании детей формируется более активная и всесторонняя картина мира, ребята начинают активно применять на практике уже имеющиеся у них навыки, полученные на занятиях по техническому моделированию, потому что знания легче обнаруживают свой прикладной характер.

Проект необходим для воспитания духовно-нравственных, гражданских и мировоззренческих качеств личности, для сохранения исторического наследия для потомков, для вовлечения в активную поисковую (исследовательскую) деятельность учащихся, необходим для развития творческих начал личности, для нового осмысления исторического.

повышать ИКТ-компетентность участников проекта посредством использования информационных технологий.[2]Современные тенденции развития образовательной системы предполагают внедрение компьютерных технологий в учебный процесс, стимулируют появление виртуального обучения, виртуальных школ, которые способствуют формированию самостоятельной, творчески развитой личности, активно участвующей во всех сферах общественной жизни общества.

Первым результатом такой интеграции стало появление большого количества трехмерных реконструкций архитектурных объектов, ар-хеологических артефактов, реконструкций оружия, предметов быта, транспорта и т.д. Очевидно, что продолжающийся процесс оцифровки музейных коллекций рано или поздно будет использовать возможности создания и сохранения трехмерных образов экспонатов

[3]

используется как эффективный инструмент обучения, не заменяя при этом преподавателя в учебном процессе, обеспечивая для обучаемого свободу выбора темпа и траектории получения знаний с элементами самообучения и самоконтроля;

[1] Максимова О.В. Использование навыков начального технического моделирования у школьников в учебной деятельности. МБОУ ДОД СЮТ [Электронный ресурс] — Режим доступа: svetlanaholina2012.narod.ru , свободный. — (Дата обращения — 10.01.2014)

[2] Педагогический проект «История моей школы». (Виртуальный музей) 2012 г.

[3] Материалы Первой международной конференции виртуальная археология – 2012 4.06.2012–6.06.2012

в Санкт-Петербурге

Археология обладает огромным образовательным потенциалом, изучая не историю человека в узком смысле, но исследуя самые разнообразные области его эволюции, материальную и духовную культуру. Археология является благодатной почвой для применения научно-исследовательского метода, потому что ее специфика состоит в том, что археологию невозможно изучить только по книгам, так как археолог имеет дело с остатками материальной культуры, часть которых хранится в коллекциях, а другая часть представлена фрагментами, находящимися еще в земле артефактов.  Изучение археологии не относится к сфере школьного образования, что объясняется сложностью изучаемого материала. Отечественная практика образования имеет давние традиции использования археологии в образовании и воспитании школьников. Первые школьные археологические кружки России появляются уже в 20-х годах ХХ века в городах Сибири. Преподают в этих кружках школьные учителя и профессионалы — археологи. В 30-е годы, сложные для исторической науки, интерес к школьной археологии напротив возрос. Это связано с ростом интереса к местной истории, краеведению. В 70 — 80-х годах прошлого века проведение летних археологических лагерей с участием школьников становиться нормой в отечественных экспедициях.

В 90-х годах происходит распад советской системы воспитания, прекращает свое существование пионерская организация, закрываются школьные музеи и детские центры, на базе которых и существовали археологические кружки. Сегодня школьное археологическое движение вновь возрождается как часть туристическо — краеведческого направления дополнительного образования.  Сегодня детские археологические лагеря работают по всей России. Более того, в течение учебного года дети проходят теоретическую подготовку в кружках, клубах юных археологов и краеведов под руководством учителей и специалистов-археологов.

Целью археологических кружков, помимо поддержки естественного интереса школьников к тайнам древней истории и формирования у них уважительного отношения к научному историческому прошлому, стало стремление привить им навыки поисково-исследовательской деятельности посредством приобщения к археологии.

На территории Российской Федерации в большинстве случаев занятия экспериментальной археологией со школьниками проводятся в рамках археологических экспедиций или в рамках посещений ими краеведческих, исторических и др. музеев. Количество школьных кружков, клубов, занимающихся конкретно экспериментальной археологией, а также специализированных заповедников или центров, одной из задач которых было бы занятие со школьниками древними технологиями, немного. Основными направлениями в работе со школьниками является воспроизводство таких древних технологий, как изготовление каменных орудий, гончарное, кожевенное дело. В редких случаях проходят занятия по обработке металла или изготовлению бронзовых изделий. Районный лагерь юных археологов в Россошанском районе существует с 1996 года.

«историк» и смежными с ней профессиями археолога, реставратора, архивариуса, музейного работника и др.

Основная цель   программы состоит в том, чтобы через организацию теоретической и практической деятельности познакомить учащихся с особенностями профессий археолога, историка, педагога, искусствоведа, реставратора, экскурсовода, архивариуса, журналиста, фотографа и других смежных профессий.  проверить свои способности, возможности  в данных профессиях и сделать осознанный выбор.  Школьный курс истории недостаточно формирует представление о профессии.[1]

В рамках археологии в ХХ веке выделилось направление, именуемое экспериментальной археологией. Экспериментальная археология – одно из немногих направлений гуманитарных исследований, позволяющих на практике осуществить заманчивый для любого специалиста «прыжок в прошлое».

Дети в этом смысле идеальная среда. Яркость их ощущений, повышенная любознательность и стремление все попробовать на практике, являются составляющими успеха занятий с ними.

В 1991 году при лаборатории археологических исследований кафедры отечественной истории ЧГПИ (ЧГПУ) был создан школьный учебный археологический музей. В 2009 году было принято решение на базе ЛАИ ЧГПУ сформировать учебный центр древних технологий, включающий в себя экспериментальную составляющую.  В рамках работы учебного школьного центра древних технологий при ЛАИ ЧГПУ было решено имеющееся пространство разделить на две площадки. Первая: «Как работают археологи» должна отображать все этапы работы археологов: от разведки до камеральной обработки коллекции. Данные стенды должны показывать, насколько кропотлива, сложна и интересна работа археолога. Также данная площадка показывает связь археологии с другими науками, такими как геология, химия, физика, палеология. Дети получат возможность принять участие в «раскопках», собственноручно собрать «древний» сосуд, а также попробовать самостоятельно определить культурную принадлежность «древней» вещи.

Е.И. Литвинова

[1] Овчаренко М.В. МКОУ Подгоренская средняя общеобразовательная школа россошанского муниципального района. Методические рекомендации для работы с одарёнными детьми в рамках археологического кружка «Возвращение к истокам» (рекомендация для педагогов дополнительного образования, учителей общеобразовательных школ) Для учащихся 7-11 классов, Россошь, 2012 г.

М.В. Румянцев, А.А. Смолин (СФУ, г. Красноярск) представили опыт ВР памятников историко-культурного наследия города Енисейска. создание виртуальной реконструкции, адресованной широкой аудитории (от специалистов до обыкновенных пользователей). За последние 15 лет коллективом лаборатории СФУ, г. Красноярск выполнен ряд проектов по тематике, связанной с трехмерными историческими реконструкциями. реконструированы частично утраченные православные памятники XVIII-XIX вв.: Спасский мужской монастырь, Богоявленский собор, Успенская и Троицкая церковь.

Рис. 14. Модель глиняного свистка, полученная при помощи SD-сканера. Автор В.Б. Панкратов

На сайте Археология 3D представлено более 150 трехмерных археологических реконструкций разных эпох человеческого развития. [1][2]

Трехмерные модели археологических объектов создают в Томске в центре «Артефакт» ТГУ. Специалисты центра в Томске создают 3D-модели артефактов и археологических объектов как для профессиональных исследователей, так и для любителей.

[3][4][5]

Археологи центра «Артефакт» ТГУ переводят в трехмерный вид археологическое наследие крупных музеев. На территории Томской области лишь один музей имеет безусловное право на хранение археологических коллекций — Краеведческий. Это значит, что ни один из томских филиалов, расположенных в районах области, даже если рядом с этим музеем проводились раскопки, ни формальных, ни реальных прав на эти коллекции не имеет. Поэтому для них 3D-моделирование — самый хороший вариант. Он позволяет включать в экспозиции уникальные вещи, которые они на самом деле хранить не могут.

Сканирования погребений производится специалистами Иркутского государственного технического университета. Компания Artec вместе с РАН занимаются сканированием коллективного захоронения в Бородино.[6]

Под руководством Федюнин И.В. была произведена трехмерная реконструкция культурного слоя памятников мезолита Среднего Дона.[7]

Тысячи лет назад на территории Горного Алтая обитали носители пазырыкской культуры, известной археологам всего мира. Благодаря особым природным условиям в погребальных камерах курганов, заполненных линзами мерзлоты и льда, сохранились мумии и уникальные предметы. Изучением этих находок занялись около 30 исследовательских организаций как в России, так и за рубежом (Швейцария, Великобритания, Германия). Ученые разработали целый комплекс взаимодополняющих аналитических методов различных наук: рентгенофлуоресцентная спектроскопия, методы химического фазового анализа, хромато-масс-спектроскопия, методы оптической и электронной микроскопии и многие другие. [8]Виртуальная выставка, разработанная музеем Института археологии и этнографии Сибирского отделения РАН (ИАЭТ СО РАН) и Мультимедиа центром Новосибирского государственного университета при поддержке фонда «Династия», использует материалы этих исследований.[9]

2.2      Обоснование актуальности использование 3D-технологий в обучении археологии школьников

На основе трехмерных реконструкций создаются научно-популярные фильмы и виртуальные музеи археологии, что способствует повышение интереса общества к вопросам истории и археологии. Вследствие высокой ценности и большой вероятности порчи археологические артефакты недоступны для общественности. Даже в музеях не ко всем экспонатам открыт доступ. Трехмерные технологии позволят на основе исходного артефакта создать электронным аналог, который может быть передан с использованием современных средств коммуникации и распечатан на месте с использованием трехмерного принтера. До изобретения трехмерного моделирования при обучении исторических и археологических дисциплин использовали фотографии и рисунки. Но простое текстовое описание не может дать учащемуся наиболее полного представления об изучаемом объекте.

Помимо чисто научных целей очень важную роль играет еще музейная составляющая – сохранение археологических артефактов. Необходимость применения трехмерных моделей вызвана слабой сохранностью и хрупкостью ценного артефакта. Археологические артефакты разрушаются со временем. А 3D-сканирование сохраняет объект в изначальной форме. Археологические предметы, обнаруженные в культурном слое или в погребении, начинают разрушаться с того момента как их обнаружили, наиболее точная их фиксация производится в поле — она позволяет сохранить все.

[1] Археология 3D [Электронный ресурс] — Режим доступа: http://3darchaeology.3dn.ru/, свободный. — (Дата обращения — 10.01.2014)

[2] Федюнин И.В. Отчет о раскопках стоянки Назаровка в нижнем течении р. Черная Калитва в 2006 г. // Архив ИА РАН

[3] Жеребятьев Д.И. Виртуальная реконструкция монастырского комплекса: учёт историко-социального контекста // Вестник  Московского университета. Серия: История. 2012. №6. С. 49 – 64

[4] Простов В.А., Жеребятьев Д.И. Формирование источникового комплекса для построения виртуальной интерактивной реконструкции Скорбященского монастыря // Историография и источниковедение отечественной истории: Сб.  науч. статей (Вып. 6) / Под ред. С.Г. Кащенко. СПб., 2011. С. 192 – 215.

[5] Жеребятьев Д.И. Методы исторической реконструкции памятников истории и культуры россии  средствами трёхмерного компьютерного моделирования. // Автореферат диссертации на соискание ученой степени  кандидата исторических наук. Москва 2013

[6] Жеребятьев, Д.И. Применение технологий интерактивного 3-хмерного моделирования для восстановления утраченных памятников истории и архитектуры (на примере Тамбовской крепости) / Д.И. Жеребятьев // Круг идей: междисциплинарные подходы в исторической информатике: труды X конф. Ассоциации «История и компьютер». — М., 2008. — С. 321-342.

[7] Постнов А.В., Ружелович В.М., Горбунова Т.А., Черников И.С. Создание трехмерных моделей расположения археологических находок в раскопе для проведения планиграфического анализа // www.archaeology.nsc.ru/3dmodel/script.htm. , свободный. — (Дата обращения -15.01.2014)

[8] Журбин, И.В. Трехмерное моделирование формы археологических объектов по материалам раскопок и геофизических исследований / И.В. Журбин, А.В. Смурыгин // Археология и геоинформатика. — 2009. — № 5. АГИС, ИА РАН (CD-ROM).

[9] Естественные науки и археологический источник: виртуальная выставка музея Института археологии и этнографии СО РАН[Электронный ресурс] — Режим доступа:  http://museum.nsu.ru/iaet, свободный. — (Дата обращения — 20.01.2014)

Созданы трехмерные компьютерные реконструкции интерьеров, орудий труда, оружия и предметов быта, макета крепости, часть из которых представлена на рис. 9-11.

Рис. 10. Трехмерная компьютерная реконструкция предмета быта VI в. до н.э. — III в.

Рис. 11. Трехмерная компьютерная реконструкция интерьера здания крепости Илурат[1]

Петр Сорокин (ИИМК РАН, Россия) Памятники Охтинского мыса.

Рис.12. Памятный знак «Крепость Ниеншанц», 2000 год Авторы Владимир Реппо, Петр Сорокин[2]

В результате проведенных на Охтинском мысу поисковых работ получена новая научная информация по истории Приневского региона, собрана ценная коллекция артефактов, относящихся к IV тыс. до н.э. – XVII в., позволяющая ставить вопрос о создании археологического музея Петербурга. А наилучшим вариантом сохранения обнаруженных здесь крепостных сооружений была бы организация ландшафтного археологического музея-заповедника.

Виртуальной реконструкцией памятников культуры занимается также Лаборатория социальной истории Тамбовского государственного университета им. Г.Р. Державина. На протяжении нескольких лет лаборатория занимается трехмерной реконструкцией и визуализацией исторических памятников и музейных предметов, изучением перспектив использования информационных технологий в исторических и археологических исследованиях. реконструкции провинциального г. Тамбова кон. XVIII — нач. XIX вв. для анализа пространства, восстановления облика строений посредством программ трёхмерного моделирования и ГИСов (рис. 6).

В Тамбове проводилась виртуальная реконструкции на примере деревянного фортификационного сооружения Крепости Тамбов и более 250 погребений.[3] На рисунке 13

представлена виртуальная реконструкция дома тамбовского губернатора.

Рис. 13. Виртуальная реконструкция дома тамбовского губернатора

Новая методика виртуальной археологической реконструкции представлена специалистами ХГТУСА, г. Харьков в. В основе методики реконструкции лежит построение в специализированном графическом пакете ArchiCad объемной параметрической модели, соответствующей реальному архитектурно-археологическому объекту.

С 2009 г. на историческом факультете МГУ (кафедра исторической информатики) под руководством Д.И. Жеребятьева была создана виртуальная модель монастырского комплекса «Всех скорбящих радости» (конца XIX — начала XX вв.). Реконструкция монастыря дает полное и точное представление о монастырском комплексе осуществляется проект виртуальной реконструкции монастыря «Всех скорбящих радости». Для создания этой модели использовались описательные и изобразительные источники, материалы археологических раскопок.

[1] Горончаровский В.А.,. Швембергер С.В, Щербаков П.П. Виртуальная реконструкция археологических памятников на примере боспорской крепости Илурат. // Институт истории материальной культуры РАН, Санкт-Петербургский государственный университет Санкт-Петербург

[2]  Сорокин П.Е. Археологические памятники Охтинского мыса //Наука в России. – 2011. – № 3. – С. 19–25.

[3] Кончаков Р.Б., Жеребятьев Д.И. Применение методики трёхмерного пространственного анализа для изучения формирования городской застройки и восстановления культурного наследия на примере реконструкции городской застройки г. Тамбова кон. 18 – нач. 19 вв. // Круг идей: Методы и технологии исторических реконструкций. Под ред. Л.И. Бородкина, В.Н. Владимирова, Г.В. Можаевой. М.: Изд-во МГУ, 2010. С. 218 – 237.

Рис. 8. Виртуальная модель Форума Траяна. Вид на фасад базилики Ульпиа

На сегодняшний день от форума сохранилась лишь 38-метровая колонна Траяна. Остатки построек форума сегодня скрыты под улицей Виа деи Фори Империали.

Образцом виртуальной археологической модели является виртуальная реконструкция Колизея, которая позволяет видеть памятник архитектуры таким, каким он был 2000 лет назад.

Специалистами Института Гетти (Getty Conservation Institute) была создана виртуальная реконструкция гробницы Нефертити. Гробница была обнаружена в 1904 году и закрыта в 1950-м во избежание разрушения фресок. После реставрации, проводившейся в 1986-1992 годах, гробница была частично открыта для посещения.

Аржан-2Вольфганг НОЙБАУЭР, Эрих НАУ, Иммо ТРИНКС (LBI ArchPro, Австрия),

Группа австрийских архитекторов по данным археологических исследований произвели виртуальную реконструкцию школы гладиаторов в Карнунте.

Специалисты Национального музея истории Трансильвании и Центра римских исследований создали трехмерную реконструкцию Фортов в провинции Дакия Румынии. Презентация уникального проекта “Etruscanning” состоялась в Музее Ватикана. Отныне здесь будет представлена известная этрусская Гробница Реголини-Галасси, выполненная в технологии 3D.[1]

Трёхмерные реконструкции памятников римского времени в Баварии  на основе геофизических данных

В России имеются только единичные примеры проведения трехмерных реконструкций археологических артефактов. Значительное влияние на распространение внедрения технологий трёхмерного моделирования в сферу исторических исследований оказала деятельность Российской ассоциации «История и компьютер» (АИК).

В России 3D-моделированием памятников археологии занимается Отдел истории античной культуры Института истории материальной культуры РАН (ИИМК РАН, г. Санкт-Петербург) совместно с факультетом искусств СПбГУ. Специалистами отдела была произведена реконструкция архитектурных памятников античного Боспорского царства (VI в. до н.э. — III в.).

Ученые с помощью 3D-моделирования воссоздали внешний вид и интерьера моделируемых объектов. Научно обоснованные 3D-реконструкции архитектурных комплексов ИИМК РАН, г. Санкт-Петербург могут использоваться как полноценный исторический источник с высоким уровнем эстетической и исторической достоверности, позволяющий создавать основу для проектирования археологических заповедников под открытым небом, могут использоваться в обучении студентов и школьников, популяризировать археологическое наследие античности, адаптируя научные материалы для представления их в доступном виде.

Историческими 3D-реконструкциями занимается лаборатория мультимедиа факультета искусств СПбГУ. Специалистами лаборатории были созданы 3D-реконструкции Илурата, Старой Ладоги, храма на Нередице, святилищ и склепов Причерноморья.  Специалисты создали большую коллекцию 3D-моделей археологических находок, воссоздающих исторические процессы. Для создания моделей использовался пакет 3Ds Max (9 версия) и программа AutoCAD 2011, позволяющие создавать точные виртуальные модели реальных объектов. Прежде всего, это Илурат — наиболее полно исследованный боспорский город-крепость I-III вв. н.э.[2]

При проведении проекта «Виртуальная трехмерная реконструкция Илурата — боспорского города-крепости IIII в.в. н. э.», наиболее детальная проработка проведена в отношении наиболее значимых строительных комплексов. В ходе проведения виртуальной реконструкции были проанализированы материалы по раскопанным участкам Илурата, и на их основе воссоздано около трех четвертей планировки крепости, сделан прогноз относительно возможной застройки неисследованной части памятника.

,

Рис. 9. Виртуальной реконструкция крепости Илурат

Проведена работа по всесторонней, детальной фотофиксации в цифровом формате сохранившихся на городище Илурат архитектурных объектов, а также их фотосьемка на фоне окрестностей (более 200 цифровых фотографий высокого разрешения). Созданы трехмерные компьютерные реконструкции интерьеров, орудий труда, оружия и предметов быта, макета крепости, часть из которых представлена на рис. 9-11.

[1] Уникальный 3D-проект в Музее Ватикана [Электронный ресурс] — Режим доступа: http://world-archaeology-news.blogspot.ru/2013/11/3d_12.html, свободный. — (Дата обращения — 17.01.2014)

[2] Горончаровский, В.А. Археологическое изучение Илурата / В.А. Горончаровский // Дюбрюкс, П. Собр. соч.: в 2 т. — Т. I. — СПб., 2010.

Археология тесно связана с естественными и общественными науками. Археологическое исследование включает изучение внешних форм вещей, их структуры, датировки, типологии, форм и конструкций жилищ, могил, иных сооружений и материальной культуры в целом. Археологические исследования включают в себя как кабинетную или теоретическую часть (работа с документами и артефактами), так и полевую археологию, то есть практические исследования.

Конечный результатом исследования в археологии является реконструкция исторических процессов, объектов и фактов.

Реконструкция — это метод изучения прошлого, когда на основе собранных данных восстанавливаются памятники культуры, а также факты, явления или процессы истории. В археологии существуют два уровня реконструкций: непосредственный и опосредованный.

Непосредственные реконструкции заключаются в восстановлении формы целого по его части. Вторичную реконструкцию называют реконструкцией образа жизни. Реконструкция позволяет создавать исторические модели, которые являются основой для решения проблем истории общества вообще.

В современной археологии становится популярным проведение виртуальной         реконструкции. Преимуществом этого вида реконструкции является то, что 3D-модель, позволяет обнаруживать любые ошибки и погрешности «ручного» реконструирования. Кроме того, трехмерные модели могут отображать как архитектурные сооружения, так и иные археологические объекты, доступ к которым ограничен во избежание их порчи или разрушения. Набор артефактов можно объединить в виртуальную модель, которая может использоваться для обучения и изучения пользователями, находящихся в любой точке мира. С появлением 3D-технологий появилась возможность передавать объемное изображение любого артефакта в форме материального объекта для обучения или изучения.

Виртуальная реконструкция трехмерных объектов осуществляется c помощью лазерных сканеров.  Съемка выполняется намного быстрее, чем любыми другими способами. Современные лазерные сканеры способны измерять со скоростью от нескольких тысяч до 50000 и даже 500000 измерений в секунду.

Трехмерные сканеры незаменимы в тех случаях, когда необходимо зафиксировать форму объекта с высокой точностью и за короткий промежуток времени. Полученный в ходе сканирования материал отвечает важнейшим требованиям архитектурных съемок: детализированность, точность и скорость. После процесса сканирования все необходимые данные о строении и форме изучаемого объекта поступают в компьютер, где уже происходит анализ полученных данных и построение точной компьютерной модели объекта. Для вывода реконструированной модели артефакта используется 3D принтер.

Применяются две технологии формирования слоёв лазерная и струйная. 3D-печать может осуществляться разными способами и с использованием различных материалов, но в основе любого из них лежит принцип послойного создания (выращивания) твёрдого объекта.

Таким образом, исследование показало, что любой артефакт можно перевести в цифровой формат с помощью лазерного сканера, а затем распечатать на 3D-принтере в любой точке земного шара и использовать полученную модель для обучения.

Глава 2             Перспективы использования археологической реконструкции на основе 3д-технологий в обучении школьников

2.1      Практика применения 3Д технологий в археологической реконструкции

В настоящее время наряду с физической реконструкцией археологических артефактов все большее применение находят виртуальные реконструкции.

Основателем направления «виртуальная археология» стал археолог П. Рейлли на рубеже 1980 — 1990-х гг.

П. Рейлли предложил подход основным принципом которого является замена реального артефакта трёхмерной моделью. Преимуществом трехмерного конструирования является то, что появляется возможность проводить анализ «цифрового» аналога объекта в компьютерной программе, ставить эксперименты с моделью в ходе построения виртуальной реконструкции и получить в конечном итоге больший доступ к использованию материалов.

В России 3D технологии начали применяться значительно позже. Первые публикации по применению технологий виртуального моделирования артефактов в археологических исследованиях относятся к 2000 г.

В настоящее время и в России, и в зарубежных странах имеется немного примеров эффективных виртуальных реконструкций объектов историко-культурного наследия: городской застройки, крепостей, дворцов, храмов, усадеб, археологических артефактов, исторических ландшафтов. [1]

Результатом сотрудничества Института Гетти (Getty Education Institute), музея J. Paul Getty Museum и Школы изящных искусств и архитектуры UCLA (School of the Arts and Architecture) стало создание виртуальной модели Форума Траяна (рисунок 8).

[1] Жеребятьев Д.И. Построение открытой информационной среды в задачах 3D  моделирования историко-культурного наследия: онлайн доступ к источникам  виртуальной реконструкции монастырского комплекса XX в. // Историческая информатика: Информационные технологии и математические методы в  исторических исследованиях и образовании. 2012. №1. С.80 – 93.

По окончании построения излишки порошка удаляются механически. Имеющиеся пустоты могут быть заполнены жидким воском, это делается для того, чтобы увеличить прочность модели. Для увеличения прочности модели могут использоваться и различные пропитки. Особенность этой технологии в том, что она позволяет не просто создавать 3D-объекты, но и сразу окрашивать их. Это происходит за счёт использования разноцветных клеящих веществ, а также за счёт использования нескольких струйных головок, из которых поступает клей.

Изготовление объектов с использованием ламинирования (Laminated Object Manufacturing, LOM) происходит следующим образом. Луч лазера вырезает контур сечения в верхнем слое, а поверхность, которую затем нужно будет удалить, режется лазером на мелкие квадратики. За счет отсутствия пустот, данная технология не нуждается в поддерживающих структурах «висящих в воздухе» элементов разрабатываемого объекта, однако, удаление лишнего материала (обычно его разделяют на мелкие кусочки) в некоторых ситуациях может вызывать затруднения. Каждый новый слой соединяется с предыдущим за счет прокатки термоваликом, создается новое сечение, которое затем также вырезается. После того, как изделие было полностью изготовлено, мелко порезанные излишки материала легко удаляются вручную. Затем поверхность модели, как правило, шлифуется, полируется или окрашивается. Структура полученного прототипа получается похожей на древесную и может разрушаться под воздействием влаги.

Технология SGC (Solid Ground Curing) (облучение УФ-лампой через фотомаску) предусматривает распыление по стеклянной пластине специального фоточувствительного тонера, в результате чего создаётся изображение слоя, образующее его «фотомаску» — фотошаблон. Тонкий слой смолы распределяется по поверхности рабочего стола, затем он и находящийся над ним фотошаблон слоя засвечиваются на несколько секунд ультрафиолетовой лампой. В результате слой смолы затвердевает. Излишки смолы удаляются вакуумом, а полости модели заполняются расплавленным воском, который быстро затвердевает и обеспечивает поддержку для следующих слоёв. После этого слой механически обрабатывается для получения гладкой поверхности и точной высоты слоя. Для окончательного формирования слоя полученная деталь вновь облучается ультрафиолетом. Процесс повторяется до полного построения модели.

Итак, технологии 3D-печати разнообразны. На данный момент в 2013 году широко используются в мире следующие виды: стереолитография (SLA); моделирование методом наплавления FDM; селективное лазерное спекание (SLS); технология DMLS своеобразная модификация SLS технологии; ламинирование (LOM).

В основе любого из способов прототипирования лежит принцип послойного создания («выращивания») твёрдого объекта. Основными различиями между технологиями являются материал, из которого изготавливается модель, и способ его нанесения.

В целом же принцип таков: на элеватор установки наносится тонкий слой материала, который воспроизводит первое сечение изделия, затем элеватор смещается на один шаг, и наносится следующий слой. Таким образом, воспроизводится полный набор сечений модели, постепенно «выращиваемой» из материала.

В настоящее время применение 3D-принтеров как в быту, так и в масштабах производства вряд ли возможно из-за стоимости их покупки и эксплуатации. Только в 2012 году начали появляться недорогие принтеры, которые позволяют окупить свою стоимость за короткое время. Такой принтер представлен на рис. 7.[1] Его стоимость составляет 75 тыс. руб.

Рис. 7. Внешний вид 3D принтера UP! Plus 2[2]

Итак, на основании исследования, проведенного в первой главе дипломной работы можно сделать следующие выводы.

Археология — отдел исторической науки, изучающий развитие человеческого общества и закономерности этого развития преимущественно по вещественным источникам. Археология изучает прошлое до появление информации, полученной из письменных источников.

Ключевым понятием в археологии является понятие «археологические памятники». Археологический памятник или артефакт— объект материальной культуры, несущий в себе определённый объём информации о прошлом. Подавляющее большинство археологических памятников добыто из культурного слоя земли.

[1] Технологии 3D печати трехмерных объектов — вовсе не тайна за семью печатями. Как работают и что умеют 3D-принтеры сегодня? [Электронный ресурс] — Режим доступа: http://3dcorp.ru/tehnology-3dprint.html, свободный. — (Дата обращения — 09.12.2013)

[2] [Электронный ресурс] — Режим доступа: http://www.foto-business.ru/3D-printeryi/3D-printeryi-UP/3D-printer-UP!-Plus-2.html