Parametrické a Generatívne 3D modelovanie - Príspevky používateľa [sk]

Inštrukcie - Parametrická skrutka

2024-06-03T21:41:24Z

Admin:

Stručné definície a linky ku konceptom obsahujúce teóriu nájdete na odkaze [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria Teória].<br>
Odkaz na stiahnutie všeobecného hodnotiaceho hárku, ktorý môžete využiť na ohodnotenie študentov: [[Media:Vseobecny hodnotiaci harok.pdf|hodnotiaci hárok]]<br>

<h3>'''Odkaz na hárok'''</h3>
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=medium
|image_name=Parametric_screw_1
|alt=obrázok modelu skrutky
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_%C5%A0r%C3%B3b Parametrická skrutka]
|duration=1.5 hod
|difficulty=pokročilý
|skills=transformácie, cykly, CSG operácie, funkcie
|software=[https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}

<h3>'''Ciele'''</h3>
*Naučiť sa vytvárať technickejšie modely pomocou doposiaľ získaných poznatkov.
*Precvičiť si prácu s funkciami a parametrizáciu objektov.
*Precvičiť si CSG operácia na technickejšom modeli.
*Ukážka viacerých možných implementácií jedného modelu.

<h3>'''Metodika'''</h3>
'''Zapojenie (Engage):'''<br>
Hodinu môžete začať s rozpravou o tom ako sa všade využívajú skrutky, matky, klince a podobne. Porozprávajte o tom ako si vieme aj takéto užitočné veci namodelovať a využiť v reálnom živote - napríklad keď sa vám pokazí nejaký držiak, alebo si chcete vytvoriť nový kvetináč či zarážku do dverí. Rovnako využiteľné môžu byť tieto skrutky.
<br><br>'''Skúmanie (Explore):'''<br>
Dajte študentom do pozornosti 3D model skrutky v pracovno hárku a nechajte ich pouvažovať o tom z ktorých častí sa skladá. Predstavte úlohu a povedzzte že by ste chceli aby sa dal z ich implementácie vyvoriť skrutku alebo aj klinec, že by ste chceli aby bol dlhší či tenší, aby mal širokú hlavičku alebo tenkú hlavičku, aby mal krížový alebo hviedicový zárez v hlavičke.
<br><br>'''Vysvetlenie (Explain):'''<br>
Nechajte študentov nech diskutujú o tom ako sa to dá dosiahnuť a ako si rozložiť model do menšch problémov. Môžete ich smerovať na minulú úlohu, kde si implementovali funkcie pre každú časť modelu a prepoužívali ich.
<br><br>'''Rozšírenie (Elaborate):'''<br>
Keď študenti vytvorili nejaký základný model, navrhnite im ďalšie rozšírenie, napríklad nový zárez na hlavičke, alebo vrúbkovaný povrch hlavičky. uveďte Ďalšie parametre, ktoré by mohli implementovať, ako napríklad tvar hrotu - môže byť špicatý, tupý, alebo môže úplne chýbať.
<br><br>'''Hodnotenie (Evaluate):'''<br>
Zhodnoďte ako študenti pracovali a ako pochopili koncepty. Porozprávajte ako je táto parametrizácia a súvislosti medzi jednotlivými parametrami základ parametrického dizajnu.
<br><br>
Zhrňte dôležité zručnosti, ktoré študenti nadobudli počas hodiny:
*Schopnosť parametrizovať si viaceré časti modelu.
*Skladanie komplexného modelu z manších modelov.
*Aplikácia vzťahov a závislostí medzi parametrami.
*Potreba kontroly hraníc v ktorých sa môžu parametre pohybovať.

Inštrukcie - Parametrická skrutka

2024-06-03T12:10:24Z

Admin:

Stručné definície a linky ku konceptom obsahujúce teóriu nájdete na odkaze [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria Teória].<br>
Odkaz na stiahnutie všeobecného hodnotiaceho hárku, ktorý môžete využiť na ohodnotenie študentov: [[Media:Vseobecny hodnotiaci harok.pdf|hodnotiaci hárok]]<br>

<h3>'''Odkaz na hárok'''</h3>
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=medium
|image_name=Parametric_screw_1
|alt=obrázok modelu skrutky
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_%C5%A0r%C3%B3b Parametrická skrutka]
|duration=1.5 hod
|difficulty=pokročilý
|skills=transformácie, cykly, CSG operácie, funkcie
|software=[https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}

<h3>'''Ciele'''</h3>
*Naučiť sa vytvárať technickejšie modely pomocou doposiaľ získaných poznatkov.
*Precvičiť si prácu s funkciami a parametrizáciu objektov.
*Precvičiť si CSG operácia na technickejčom modeli.
*Ukážka viacerých možných implementácií jedného modelu.

<h3>'''Metodika'''</h3>
'''Zapojenie (Engage):'''<br>
Hodinu môžete začať s rozpravou o tom ako sa všade využívajú skrutky, matky, klince a podobne. Porozprávajte o tom ako si vieme aj takéto užitočné veci namodelovať a využiť v reálnom živote - napríklad keď sa vám pokazí nejaký držiak, alebo si chcete vytvoriť nový kvetináč či zarážku do dverí. Rovnako využiteľné môžu byť tieto skrutky.
<br><br>'''Skúmanie (Explore):'''<br>
Dajte študentom do pozornosti 3D model skrutky v pracovno hárku a nechajte ich pouvažovať o tom z ktorých častí sa skladá. Predstavte úlohu a povedzzte že by ste chceli aby sa dal z ich implementácie vyvoriť skrutku alebo aj klinec, že by ste chceli aby bol dlhší či tenší, aby mal širokú hlavičku alebo tenkú hlavičku, aby mal krížový alebo hviedicový zárez v hlavičke.
<br><br>'''Vysvetlenie (Explain):'''<br>
Nechajte študentov nech diskutujú o tom ako sa to dá dosiahnuť a ako si rozložiť model do menšch problémov. Môžete ich smerovať na minulú úlohu, kde si implementovali funkcie pre každú časť modelu a prepoužívali ich.
<br><br>'''Rozšírenie (Elaborate):'''<br>
Keď študenti vytvorili nejaký základný model, navrhnite im ďalšie rozšírenie, napríklad nový zárez na hlavičke, alebo vrúbkovaný povrch hlavičky. uveďte Ďalšie parametre, ktoré by mohli implementovať, ako napríklad tvar hrotu - môže byť špicatý, tupý, alebo môže úplne chýbať.
<br><br>'''Hodnotenie (Evaluate):'''<br>
Zhodnoďte ako študenti pracovali a ako pochopili koncepty. Porozprávajte ako je táto parametrizácia a súvislosti medzi jednotlivými parametrami základ parametrického dizajnu.
<br><br>
Zhrňte dôležité zručnosti, ktoré študenti nadobudli počas hodiny:
*Schopnosť parametrizovať si viaceré časti modelu.
*Skladanie komplexného modelu z manších modelov.
*Aplikácia vzťahov a závislostí medzi parametrami.
*Potreba kontroly hraníc v ktorých sa môžu parametre pohybovať.

Voronoiove objekty

2024-05-17T22:11:19Z

Admin:

Voronoiove objekty sú 3D geometrické tvary vytvorené z konvexných vrcholov a hrán, ktoré sú vzájomne spojené. Tieto objekty majú charakteristický vzhľad, ktorý je definovaný ich konvexnými stenami a plochami, ktoré nedovolia, aby sa z hocijakej pozície v priestore videl vnútorný priestor objektu. To znamená, že žiadna časť objektu nie je "vnútri" nejakej inej časti. Voronoiove objekty sa často používajú v 3D modelovaní a vizualizácii pre ich efektívnosť a vhodnosť na rýchle algoritmy pre výpočet geometrických operácií. Voronoiove objekty sa tvoria pomocou Voronoiovho diagramu, ktorý môže byť implementovaný viacerými algoritmami.<br>
V generatívnom dizajne sú Voronoiove objekty veľmi flexibilným nástrojom, ktorý umožňuje tvorbu rôznorodých a kreatívnych dizajnov. Ich schopnosť generovať komplexné geometrické vzory s minimálnymi vstupmi a zásahmi umožňuje dizajnérom experimentovať s novými formami a štruktúrami a objavovať nové kreatívne možnosti.
<br>
<br>
Vytváranie Voronoiových objektov v 3D priestore je založené na princípoch Voronoiovho diagramu, ktorý rozdeľuje priestor na základe vzdialenosti od bodov v priestore. Základné princípy, ako vytvárať Voronoiove objekty v 3D priestore:

*'''Definícia bodov:''' Začnite s definíciou bodov vo 3D priestore. Tieto body budú slúžiť ako základ pre vytvorenie Voronoiovho diagramu. Môžu to byť náhodné body alebo body, ktoré sú umelo definované podľa požiadaviek aplikácie.
*'''Výpočet Voronoiovho diagramu:''' Použite algoritmy na výpočet diagramu z definovaných bodov. Tieto algoritmy vypočítajú oblasti (bunky) pre každý bod v priestore, ktorého vzdialenosť od daného bodu je najbližšia zo všetkých ostatných bodov.
*'''Vytvorenie geometrických objektov:''' Na základe vypočítaného Voronoiovho diagramu môžete vytvoriť geometrické objekty, ktoré reprezentujú jednotlivé bunky. Tieto objekty môžu byť polygóny, mriežky alebo objekty s definovanými hranicami a tvarmi.
*'''Optimalizácia a úpravy:''' Často je potrebné optimalizovať a upravovať vytvorené objekty podľa požiadaviek aplikácie. To môže zahŕňať zjednodušenie tvarov, pridávanie detailov alebo úpravy na zlepšenie vizuálneho vzhľadu.
*'''Aplikácie:''' Voronoive objekty majú široké využitie v rôznych oblastiach, ako sú počítačové grafiky, geografické informačné systémy, medicína, architektúra a iné. Môžu byť použité na generovanie terénu, distribúciu zdrojov, tvorbu textúr a ďalšie. Koncept Voronoiových diagramov sa využíva vo veľkom pri generatívnych modeloch a otvára dvere dizajnom, ktoré majú viac štrukturálnej integrity, sú ľahšie a majú nižšie náklady na tvorbu.
<br>
'''Zdroje:'''<br>
[https://en.wikipedia.org/wiki/Voronoi_diagram Wikipedia]

Informácie

2024-05-10T17:00:13Z

Admin:

Tento web bol vytvorený v rámci diplomovej práce "Parametrické a generatívne modelovanie pre 3D tlač" na Fakulte matematiky, fyziky a informatiky na Univerzite Komenského v Bratislave.

'''Parametrické 3D modelovanie'''

je proces tvorby trojrozmerných modelov, ktorý umožňuje používateľom definovať rôzne parametre a prispôsobiť tak model podľa ich potrieb. V podstate sa jedná o techniku, ktorá umožňuje vytvoriť model s použitím matematických vzorcov, parametrov a premenných. Pri parametrickom modelovaní sa namiesto tvorby modelu z jednotlivých súčiastok alebo úpravou hotového modelu, vytvára matematický model s parametrami, ktoré určujú jeho vlastnosti a geometriu. Tento proces sa najčastejšie realizuje v 3D CAD softwaroch, ktoré umožňujú definovanie týchto parametrov pomocou vstupných polí a premenných, ktoré umožňujú používateľovi prispôsobiť model podľa jeho potrieb a požiadaviek. Keďže parametrické modely sú tvorené matematickými vzorcami a parametrami, ich úprava a zmena niektorých parametrov má priamy vplyv na celkový vzhľad a vlastnosti modelu. Táto technika teda umožňuje rýchlejšie a jednoduchšie návrhy a úpravy, čo je veľmi užitočné najmä v oblasti strojárstva, architektúry, návrhu produktov a v iných oblastiach, kde sa vyžaduje presnosť a rýchlosť vývoja.

'''Generatívne 3D modelovanie'''

je technika tvorby trojrozmerných modelov, ktorá sa zakladá na algoritmoch a matematických pravidlách, ktoré umožňujú vytvárať zložité a organické tvary. V podstate sa jedná o tvorbu modelu na základe preddefinovaných pravidiel a parametrov. Pri generatívnom modelovaní sa používa rôzny softvér a programovacie jazyky, ktoré umožňujú tvorbu algoritmov a matematických vzorcov, ktoré potom vytvárajú 3D model. Tieto algoritmy a vzorce sa zvyčajne skladajú z jednoduchých operácií, ktoré sa opakujú a kombinujú, aby vytvorili zložité tvary. Generatívne modelovanie umožňuje tvorbu veľmi komplexných tvarov a objektov, ktoré by boli ťažké alebo nemožné vytvoriť inými spôsobmi. Ďalšou výhodou je, že vďaka parametrizácii a interaktívnemu ovládaniu je možné veľmi jednoducho meniť a prispôsobovať model, bez potreby ručnej úpravy. Generatívne modelovanie sa používa najmä v oblastiach ako je architektúra, návrh produktov, prístrojové inžinierstvo a umelecké tvorby. Táto technika umožňuje tvorbu veľmi zaujímavých a neobvyklých tvarov, ktoré môžu slúžiť ako inšpirácia pre tvorbu nových dizajnov.

'''Anotácia'''

3D tlač je v súčasnosti rozšírená technológia, ktorá prenikla aj do škôl.
Na základných a stredných školách sa dnes bežne nachádzajú 3D tlačiarne
i krúžky, na ktorých žiaci s 3D tlačou a grafickým 3D návrhom zoznamujú
a učitelia, ktorí hľadajú spôosoby ako tieto technológie, mimoriadne vhodné
pre rozvoj tvorivého myslenia a prototypovanie, využiť vo vyučovacom
procese. Hoci existuje množstvo tutoriálov, manuálov a komunitných
informácií, pomerne zriedkavé je spracovanie problematiky z hľadiska
didaktického procesu, metodiky, príručky a inšpiratívnych príkladov využitia
v školách, najmä ak ide o pokročilejšie témy.
Vytvorenie a príprava 3D modelu sa dá realizovať buď "nakreslením" modelu
v nejakom modelovacom nástroji - napríklad pomocou na školách pomerne
populárneho TinkerCADu, alebo pomocou programu, ktorého vykonaním sa
3D model skonštruuje. Príkladmi nástrojov pre takýto spôsob návrhu sú
OpenSCAD/FreeCAD, špecializované nástroje ako Gear Generator, alebo
rôzne režimy a rozšírenia v pokročilých modelovacích softvérových nástrojoch
ako sú napr. Fusion 360, alebo Grasshopper. Umožňujú parametrický
a generatívny design. Na konci spektra nástrojov je využitie pokročilých
algoritmov, evolučných metód, umelej inteligencie, či neurónových sietí.
Vďaka tomu sa širšej verejnosti otvára svet, ktorý bol doposial výlučnou
doménou architektov a umelcov, hoci pre neho v bežnom kurikule zatiaľ nie
je dostatok priestoru a pozornosti. Ide o interdisciplinárnu oblasť, kde má
informatika nezastúpiteľné miesto. Dokonca je možné predstaviť si vyučovanie
základov programovania cez aplikácie do praktickej domény generatívneho
dizajnu.

'''Cieľ'''

Cieľom diplomovej práce je sprístupniť technológie parametrického
a generatívneho designu pre výrobky vyrobiteľné na 3D tlačiarňach žiakom
slovenských stredných škôl. V prvom rade je potrebné spracovať prieskum
dostupných nástrojov umožňujúcich parametrický a generatívny design.
Následne navrhnúť, realizovať a podrobne zdokumentovať sadu tvorivých
inšpiratívnych a aktraktívnych príkladov a cvičení, ktoré žiaka na praktických
projektoch oboznámia s princípmi, filozofiou, programovacími jazykmi, ich
vyjadrovacími prostriedkami a technikami a praktickou realizáciou designu
využívajúceho parametrický a generatívny design. V ideálnom prípade by
medzi výstupmi práce bol 1) elektronický učebný text (wiki) obsahujúci
vybrané a realizované príklady so zbierkou úloh, 2) metodické návody
pre učiteľa v štýle 5E, 3) pracovné hárky pre žiaka obsahujúce konkrétne
príklady i úlohy s otvoreným koncom. Výsledok bude využiteľný ako modul
pre odborné alebo všeobecné stredné školy ale aj záujmové krúžky, alebo kurzy,
prípadne pre samostatných jednotlivcov.

Parametrické a generatívne modelovanie pre 3D tlač

2024-05-10T17:00:03Z

Admin:

Zbierka - Voronoiove objekty - OpenSCAD

2024-05-10T13:24:46Z

Admin:

<div class="worksheet">
[[File:Voronoi_object_openscad.stl|360x360px|left|norotate=0]]
<h1>Voronoiove objekty - OpenSCAD</h1>
<div class="section">
<div class="lesson-plan-text">
<div><div>Trvanie:</div><span>1.5 hod</span></div>
<div><div>Náročnosť:</div><span>ťažký</span></div>
<div><div>Zručnosti:</div><span>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Transform%C3%A1cie transformácie], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Cykly cykly], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/CSG_oper%C3%A1cie CSG operácie], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Podmienky podmienky], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Funkcie funkcie]</span></div>
<div><div>Nástroje:</div><span>[https://openscad.org/ OpenSCAD]</span></div>
<div><div>Inštrukcie pre učiteľov:</div><span>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Voronoiove_objekty_-_OpenSCAD Voronoiove objekty - OpenSCAD]</span></div>
</div>
<p>V parametrickom a generatívnom dizajne veľmi často vidíme modely, ktoré sú "dieravé," táto dierovosť sa implementuje z viacerých dôvodov, napríklad kvôli šetreniu na materiáloch, kvôli nižšej hmotnosti objektov, vyššej priepustnosti a podobne. Môžete si prezrieť ako takéto generatívne modely vyzerajú vyhľadaním frázy "generative design" a pochopíte ako často sa táto technika využíva. Pre ukážku jedného zo spôsobov ako vieme implementovať Voronoiove objekty si vytvoríme nasledujúci objekt.</p>
</div>
<br clear=all>
<div class="section">
<h3>Zadanie úlohy</h3>
<p>
Budeme vytvárať viac Voronoiových objektov, ktoré budú mať spoločný základ implementácie. Tento základ bude tvoriť rozdelenie priestoru na určité náhodne rozmiestnené časti pomocou kvázi algoritmu, ktorý sa snaží napodobniť robustnejšie algoritmy implementujúce rozdelenie 3D priestoru pomocou Voronoiových diagramov. Pre predstavu a pochopenie pred implementáciou odporúčame vyhľadať si obrázky "voronoi object" a naštudovať si [https://en.wikipedia.org/wiki/Voronoi_diagram Voronoiove diagramy].
</p>
</div>

<div class="section">
<h3>Odkazy na materiály</h3>
<p>V tejto sekcii nájdete odkazy na materiály, ktoré vám môžu pomôcť pri riešení daných problémov a naučia vás ako používať požívané nástroje:</p>
<ul>
<li>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria Teória] - rozcestník stručnej teórie pre koncepty, ktoré potrebujeme</li>
<li>[https://en.wikibooks.org/wiki/OpenSCAD_User_Manual OpenSCAD manuál] - miesto kde nájdete všetky potrebné informácie k OpenSCADu vrátane všetkých príkazov, dokumentácie či syntaxe</li>
<li>[https://en.wikipedia.org/wiki/Voronoi_diagram Voronoiove diagramy] - Wikipedia o Voronoiových diagramoch</li>
<li>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Voronoiove_objekty Teória]</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Inštrukcie</h3>
<ol>
<li>Otvorte si nástroj OpenSCAD.</li>
<li>Skúste si vyhľadať vovonoiove objekty a analyzovať ako vyzerajú a ako to asi môžeme docieliť.</li>
<li>Takéto diery sa budeme snažiť vytvoriť najmä odčítaním určitých objektov z priestoru od nejakého nášho celistvého objektu. Preto najprv treba takéto objekty v riestore vytvoriť.</li>
<li>Tieto objekty sú pravdepodobne náhodne generované na určitých pozíciach v priestore, ktorý si nejakým spôsobom ohraničíme. Pre náhodnosť môžeme použiť funkciu [https://en.wikibooks.org/wiki/OpenSCAD_User_Manual/Mathematical_Functions#rands rands]. Počet týchto pozícii musíme ale generovať roumne aby sa nestalo, že na renderovanie budeme čakať príliš dlho. Chceme teda vygenerovať nejaký kvázi voronoiov diagram v priestore v ohraničenom priestore, z ukážky si to vieme lepšie predstaviť:<br>
[[File:3d_voronoi_diagram.png|alt=ukážka voronoiovho diagramu v 3D s ohraničením|360px]]
</li>
<li>Aby sa tieto objekty čo najviac podobali náhodnému prerozdeleniu priestoru a aby sa neprekrývali, potrebujeme implementovať nejaké natočenia, deformácie a medzery medzi nimi. Takže budeme musieť počítať vzdialenosti medzi bodmi a taktiež si treba porieť ako fungujú [https://en.wikibooks.org/wiki/OpenSCAD_User_Manual/Mathematical_Functions#atan2 goniometrické a cyklometrické funkcie] v OpenSCADe. Zamyslite sa ako a pokúste sa o implementáciu.</li>
<li>Ak sme implementovali generovanie takýchto objektov a sme s ním spokojní, môžeme postupovať k hlavnému objektu, od ktorého pomocou CSG operácií odrátame vygenerované náhodné objekty.</li>
</ol>
</div>

<div class="section">
<h3>Testovanie a úpravy</h3>
<p>Prezrite a skontrolujte si objekt a odpovedzte si na to či daný 3D model zodpovedá zadaniu a či ste s ním spokojní. Ak chcete skúsiť model upraviť, navrhujeme:</p>
<ul>
<li>namiesto rozdelenia skúsiť rôzne kombinácie viacerých CSG operácií a hlavných objektov ako v zakomentovaných ukážkach a vytvorte podobné modely:<br>[[File:Voronoi_object_1.png|alt=Voronoiov objekt 1|228px]] [[File:Voronoi_object_2.png|alt=Voronoiov objekt 2|243px]] [[File:Voronoi_object_3.png|alt=Voronoiov objekt 3|233px]]</li>
<li>vyskúšať si generovať objekty v menšom priestore s viac bodmi a naopak</li>
<li>vytvoriť inú implementáciu dierovosti ako je vo vzorovom riešení</li>
<li>vyskúšať zmeniť parametre a pozície, s ktorými algoritmus pracuje</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Spätná väzba</h3>
<p>
Ak ste spokojní so svojím výsledným modelom, prezentujte ho ostatným, zhodnoťte koncepty, ktoré ste použili a ako ste ho implementovali, buďte otvorení k hodnoteniam od ostatných a k prípadným návrhom na zlepšenie.
</p>
</div>

<div class="section">
<h3>Vzorové riešenie</h3>
<p>Ak budete potrebovať motiváciu alebo si skontrolovať váš výsledný model, v nasledujúcich odkazoch nájdete implementáciu daného modelu v nástrojoch, ktoré ste na implementáciu mohli použiť:</p>
<ul>
<li>[https://github.com/Achinys-out/ParametricAndGenerativeDesign/blob/main/OpenSCAD/vronoi_object.scad OpenSCAD]</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Záver</h3>
<p>
Pri týchto objektoch sme si ukázali jeden z mnohých spôsobov akými sa dajú generovať Voronoiove objekty aj v OpenSCADe. Voronoiove objekty sú základom pre mnoho generatívnych dizajnov a využívajú sa do veľkej miery pri optimalizácií modelov. Dajú sa vytvárať viacerými algoritmami, ktoré implementujú Voronoiov diagram a teda dierovosť objektu. Taktiež sme prišli na to, že myšlienkové pochody sú často najzdĺhavejšou fázou programovania a že OpenSCAD nie je ideálnym nástrojom, s ktorým by sme chceli generovať naozaj komplexné objekty rýchlo.
</p>
</div>
</div>

Zbierka - Voronoiove objekty - Blender

2024-05-10T13:24:26Z

Admin:

<div class="worksheet">
[[File:Voronoi_object_blender.stl|360x360px|left|norotate=1]]
<h1>Voronoiove objekty - Blender</h1>
<div class="section">
<div class="lesson-plan-text">
<div><div>Trvanie:</div><span>2 hod</span></div>
<div><div>Náročnosť:</div><span>ťažký</span></div>
<div><div>Zručnosti:</div><span>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Cykly cykly], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Podmienky podmienky], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Funkcie funkcie], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Blender_Python_API práca s bpy]</span></div>
<div><div>Nástroje:</div><span>[https://www.blender.org/ Blender], [https://www.python.org/ Python]</span></div>
</div>
<p>V predošlej úlohe sme sa pokúsili vytvoriť si voronoiov objekt v OpenSCADe a prišli sme k záveru, že takýto spôsob nie je úplne jednoduchý ani optimálny. Preto teraz prechádzame k nástroju Blender a pokúsime sa implementovať podobné objekty jednoduchšími spôsobmi pomocou funkcionalít, ktoré Blender už obsahuje. Použijeme pritom vysokoúrovňový programovací jazyk Python. Budeme pomocou neho implementovať funkcie, ktoré nám umožnia modifikovať objekt a rzšíria nám možnosti manipulácie s ním. Keďže parametrické 3D modelovanie využíva definované parametre na vytváranie modelov, čo umožňuje ľahkú úpravu a iteráciu, tieto funkcie budú využívať rôzne parametre, ktoré môžu a nemusia byť od seba závíslé. Generatívne 3D modelovanie zas vytvára modely pomocou algoritmov, pravidiel a procedúr, čo umožňuje vytváranie zložitých štruktúr a vzorov, pokúsime sa pre to implementovať základné algoritmy, ktoré nám neskôr takéto generatívne modelovanie umožnia.</p>
</div>

<br clear=all>
<div class="section">
<h3>Zadanie úlohy</h3>
<p>Cieľom tejto úlohy je najmä naučiť sa používať Python s Blenderom, pracovať s nástrojmi v Blenderi a ukázať si ako môžeme generovať objekty s parametrickým dizajnom rýchlejšie než v predošlom OpenSCADe. Narozdiel od predošlých úloh, v tejeto si nemusíte vytvárať základný objekt, môžeme si nejaký stiahnuť, prípadne vybrať z ponuky v Blenderi.</p>
</div>

<div class="section">
<h3>Odkazy na materiály</h3>
<p>V tejto sekcii nájdete odkazy na materiály, ktoré vám môžu pomôcť pri riešení daných problémov a naučia vás ako používať požívané nástroje:</p>
<ul>
<li>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria Teória] - rozcestník stručnej teórie pre koncepty, ktoré potrebujeme</li>
<li>[https://docs.blender.org/ Rozcestník dokumentácií Blendera] - nájdete tu dokumentáciu pre vývojárov, používateľskú ríručku a aj Python API dokumentáciu</li>
<li>[https://docs.python.org/3/tutorial/index.html Python syntax] - tu nájdete syntax a použitie jazyka Python s ukážkami použitia</li>
<li>[https://docs.blender.org/api/current/index.html Blender Python API] - dokumentácia Python API v Blenderi - nájdete tu všetko čo sa týka programovania s Python API (s knižnicou bpy) v Blenderi</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Inštrukcie</h3>
<ol>
<li>Zapneme si nástroj Blender a z horných tabov si vyberieme ten s názvom "Scripting" pre otvorenie okna na písanie programu.<br>[[File:Blender_scripting.png|256px]]</li>
<li>Klikneme na ikonku "New," ktorou si vytvoríme nový súbor.<br>[[File:Blender_new_script.png|256px]]</li>
<li>Uistíme sa, že v druhom okne máme otvorenú časť "3D viewport" s módom "Object Mode." Naše rozloženie okien by malo vyzerať nasledovne:<br>[[File:Blender_setup.png|800px]]</li>
<li>S takto nastaveným prostredím môžeme začať písať kód. Prvým krokom je importovať si knižnice, ktoré budeme potrebovať, hlavnou je knižnica bpy, ktorá nám sprostredkúva funkcionality pre prácu s Blenderom. Importujeme a použijeme ju nasledovne:<br>[[File:Blender_bpy_import.png|256px]]<br> Takýmto volaním vieme získať objekt, ktorý máme aktuálne v scéne, kde pomocou "print" si dávame do konzoly vypísať jeho meno. Aby sme videli tento výstup v konzole, musíme si ju otvoriť v okne a to spravíme nasledovne:<br>[[File:Blender_system_console.png|312px]]<br>
Ak sa nám to podarilo, tak môžeme vidieť výpis mena objektu v konzole a ako sa nám tento objekt zorbazuje aj vo vyčítaní objektov z kolekcie scény:<br>[[File:Blender_system_console_print.png|312px]]<br>Spúšťať skript budeme pomocou vyznačeného tlačidla "Run script" alebo skratkou alt + P<br></li>
<li>Pre pokračovanie je potrebné naštudovať si [https://docs.blender.org/api/current/index.html Blender Python API], aby sme vedeli používať funkcie, ktoré potrebujeme.</li>
<li>Hlavným princípom, ktorý budeme využívať pre vytvorenie voronoiovho objektu je aplikácia modifikátorov, ktoré nám Blender ponúka. Viac as o ních dozvieme v časti [https://docs.blender.org/manual/en/latest/modeling/modifiers/introduction.html Blender modifiers].</li>
<li>V tejto časti máme kód, ktorým importujeme knižnicu bpy, získame náš objekt, vytvoríme mu modifikátor WIREFRAME a nastavíme mu niektoré z hodnôt:<br><br><pre>
import bpy

cube_object = bpy.context.scene.objects[0] # Získanie objektu v scéne

wireframe_modifier = cube_object.modifiers.new(name="My wireframe", type='WIREFRAME') # Vytvorenie modifikátora získanému objektu s menom "My wireframe"
wireframe_modifier.thickness = 0.2 # Thickness - Nastavenie thickness hodnoty (<0; 1>)
wireframe_modifier.offset = 0 # Offset - Nastavenie offset hodnoty (<-1; 1>)</pre><br clear=all>
Keď skript spustíme, okrem zmeny na objekte v hlavnej scéne si všimneme, že objektu sa aj v časti modifikátorov pridal konkrétny modifikátor aj s hodnotami, ktré sme mu pridali:<br>
[[File:Blender_modifier.png|200px]]</li>
<li>Skúste si naštudovať rôzne modifikátori a vyskúšať si ako fungujú.</li>
<li>Ďalej pomocou podobných príkazov vytvoríme modifikátor "Subdivision surface" typu 'SUBSURF' a modifikátor "Solidify" typu 'SOLIDIFY'. Dajte si ale pozor aby ste nepridávali jeden modifikátor k danému objektu viac krát, ak sa vám to stane, stačí ho v okne s modifikátormi vymazať, prípadne si to viete ošetriť v kóde kontrolou modifikátorov.</li>
<li>Pre implementovanie dierovosti objektu si potrebujeme pridať viac modifikátorov, pamätajte na to, že záleží na poradí pridania modifikátorov a nakoniec ich potrebujeme všetky aplikovať, aby sa nám na danom objekte skutočne prejavili. Taktiež je niekedy výhodné použiť modifikátor opakovane. Napríklad pre takýto objekt:<br>[[File:Blender_multiple_modifiers.png|312px]]<br>
Sme využili kombináciu modifikátorov SUBSURF, DECIMATE, WIREFRAME, znovu SUBSURF a nakoniec SOLIDIFY.</li>
<li>Vyskúšajte si kombinovať tieto modifikátori a upravujte ich parametre v nástrojoch priamo v Blenderi a pokúste sa ich prepísať do Python skriptu.</li>
</ol>
</div>

<div class="section">
<h3>Testovanie a úpravy</h3>
<p>Prezrite a skontrolujte si objekt a odpovedzte si na to či daný 3D model zodpovedá zadaniu a či ste s ním spokojní. Ak chcete skúsiť model upraviť, navrhujeme:</p>
<ul>
<li>vyskúšajte si aj iné modifikároti, prehoďte poradia existujúcich alebo meňte parametre a sledujte ako sa výsledný objekt mení</li>
<li>vytvorte vlastné funkcie, ktoré zmenia daný objekt podľa vašich predstáv</li>
<li>pokúste sa implementovať kontrolu modifikátorov - napríklad: rozsahy daných parametrov, kontrolu existujúcich modifikátorov a podobne</li>
<li>vyskúšajte si importovať vlastný objekt do scény a následne aplikovať vaše modifikátori naň, mimo iné tak zistíte aké dôležité je odhadnúť rozsahy parametrov pre rozlišné objekty</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Spätná väzba</h3>
<p>
Ak ste spokojní so svojím výsledným modelom, prezentujte ho ostatným, zhodnoťte koncepty, ktoré ste použili a ako ste ho implementovali, buďte otvorení k hodnoteniam od ostatných a k prípadným návrhom na zlepšenie.
</p>
</div>

<div class="section">
<h3>Vzorové riešenie</h3>
<p>Ak budete potrebovať motiváciu alebo si skontrolovať váš výsledný model, v nasledujúcich odkazoch nájdete implementáciu daného modelu v nástrojoch, ktoré ste na implementáciu mohli použiť:</p>
<ul>
<li>[https://github.com/Achinys-out/ParametricAndGenerativeDesign/blob/main/Python/generate_voronoi.py Python]</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Záver</h3>
<p>Týmto cvičením sme si prešli základy Blendera, Pythonu a ako dokážu spolupracovať. Zistili sme, že modifikovať objekty priamo z kódu v sofistikovanejších nástrojoch akým je Blender je po implementácii omnoho efektívnejšie a rýchlejšie ako v OpenSCADe. Cvičením sme si otvorili dvere k mnohým možnostiam parametrického a generatívneho dizajnu a základu jednému z mnohých prístupov k modifikácii objektov. Následne budeme chcieť implementovať algoritmy, ktoré nám umožnia generovanie viacerých verzii objektu naraz.</p>
</div>
</div>

Zbierka - Generovanie objektov - Blender

2024-05-10T13:24:15Z

Admin:

<div class="worksheet">
[[File:Generate_multiple.stl|360x360px|left|norotate=1]]
<h1>Generátor objektov</h1>
<div class="section">
<div class="lesson-plan-text">
<div><div>Trvanie:</div><span>1.5 hod</span></div>
<div><div>Náročnosť:</div><span>pokročilý</span></div>
<div><div>Zručnosti:</div><span>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Transform%C3%A1cie transformácie], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Cykly cykly], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Podmienky podmienky], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Funkcie funkcie], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Blender_Python_API práca s bpy]</span></div>
<div><div>Nástroje:</div><span>[https://www.blender.org/ Blender], [https://www.python.org/ Python]</span></div>
</div>
<p>Jendným z hlavných metodík parametrického a generatívneho dizajnu je potrebné vedieť generovať mnoho objektov a vedieť ich rýchlo upravovať. Preto sme zahrnuli aj toto cvičenie, kde si ukážeme ako vieme rýchlo v Blenderi generovať objekty a apliklovať na ne viaceré zmeny.</p>
</div>

<br clear=all>
<div class="section">
<h3>Zadanie úlohy</h3>
<p>Cieľom je predstaviť si bázové programovacie koncepty v Pythone, ktoré potrebujeme ak chceme generovať v Blenderi veľa objektov rýchlo a modifikovať ich za behu.</p>
</div>

<div class="section">
<h3>Odkazy na materiály</h3>
<p>V tejto sekcii nájdete odkazy na materiály, ktoré vám môžu pomôcť pri riešení daných problémov a naučia vás ako používať požívané nástroje:</p>
<ul>
<li>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria Teória] - rozcestník stručnej teórie pre koncepty, ktoré potrebujeme</li>
<li>[https://docs.blender.org/ Rozcestník dokumentácií Blendera] - nájdete tu dokumentáciu pre vývojárov, používateľskú ríručku a aj Python API dokumentáciu</li>
<li>[https://docs.python.org/3/tutorial/index.html Python syntax] - tu nájdete syntax a použitie jazyka Python s ukážkami použitia</li>
<li>[https://docs.blender.org/api/current/index.html Blender Python API] - dokumentácia Python API v Blenderi - nájdete tu všetko čo sa týka programovania s Python API (s knižnicou bpy) v Blenderi</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Inštrukcie</h3>
<ol>
<li>Zapneme si nástroj Blender a z horných tabov si vyberieme ten s názvom "Scripting" pre otvorenie okna na písanie programu.<br>[[File:Blender_scripting.png|256px]]</li>
<li>Klikneme na ikonku "New," ktorou si vytvoríme nový súbor.<br>[[File:Blender_new_script.png|256px]]</li>
<li>Uistíme sa, že v druhom okne máme otvorenú časť "3D viewport" s módom "Object Mode." Naše rozloženie okien by malo vyzerať nasledovne:<br>[[File:Blender_setup.png|800px]]</li>
<li>S takto nastaveným prostredím môžeme začať písať kód. Prvým krokom je importovať si knižnice, ktoré budeme potrebovať, hlavnou je knižnica bpy, ktorá nám sprostredkúva funkcionality pre prácu s Blenderom. Importujeme a použijeme ju nasledovne:<br>[[File:Blender_bpy_import.png|256px]]<br> Takýmto volaním vieme získať objekt, ktorý máme aktuálne v scéne, kde pomocou "print" si dávame do konzoly vypísať jeho meno. Aby sme videli tento výstup v konzole, musíme si ju otvoriť v okne a to spravíme nasledovne:<br>[[File:Blender_system_console.png|312px]]<br></li>
<li>Pre pokračovanie je potrebné naštudovať si [https://docs.blender.org/api/current/index.html Blender Python API], aby sme vedeli používať funkcie, ktoré potrebujeme.</li>
<li>Najprv sa pokúsime vytvoriť si objekt v scéne priamo z kódu. Toto môžeme dosiahnuť napríklad spustením nasledovného skriptu v Blenderi:<br>
<pre>
import bpy

# Vytvorenie nového objektu - kocky
bpy.ops.mesh.primitive_cube_add(size=2)

# Presunutie kocky na inú pozíciu
bpy.context.object.location = (0, 0, 2)
</pre>
</li>
<li>Potom chceme týchto modelov vygenerovať viac vedľa seba a uložiť si ich napríklad do poľa. Vieme to spraviť napríklad takto:<br>
<pre>
import bpy

# Veľkosť kocky
size = 2

# Vytvorenie prvej kocky
bpy.ops.mesh.primitive_cube_add(size=size)
cube1 = bpy.context.object

# Uloženie referencie na aktuálny návrh
scene = bpy.context.scene

# Pozícia prvej kocky
pos_x = 0

# Vytvorenie a umiestnenie ďalších kociek
for i in range(1, 5):
# Vytvorenie novej kocky
bpy.ops.mesh.primitive_cube_add(size=size)
cube = bpy.context.object

# Nastavenie pozície
pos_x += size * 1.33 # Medzera o tretine priemeru
cube.location.x = pos_x

# Pridanie do scény
scene.collection.objects.link(cube)
</pre>
</li>
<li>Následne chceme implementovať modifikáciu týchto objektov, skúsme to spraviť tak, že každý jeden objekt v scéne modifikujeme iným spôsobom. Na jeden môdel môžme aplikovať jednu aj viac mien. Vytvorenie a aplikácia modifikátora na model (konkrétne pre modifikátor wireframe a subdivision) vyzerajú nasledovne:<br>
<pre>
import bpy

# Vytvorenie nového objektu - kocky
bpy.ops.mesh.primitive_cube_add(size=2)

# Získanie odkazu na vytvorený objekt
cube = bpy.context.object

# Pridanie Wireframe modifikátora
wireframe_mod = cube.modifiers.new(name="Wireframe", type='WIREFRAME')
wireframe_mod.thickness = 0.1 # hrúbka drôtového rámu

# Pridanie Subdivision modifikátora
subdivision_mod = cube.modifiers.new(name="Subdivision", type='SUBSURF')
subdivision_mod.levels = 2 # počet úrovní podrobností

# Presunutie kocky na inú pozíciu
cube.location = (0, 0, 2)
</pre>
</li>
<li>Hlavným princípom, ktorý budeme využívať na modifikovanie objektov budeme využívať Blender modifiers, o ktorých sa dozvieme viac v časti [https://docs.blender.org/manual/en/latest/modeling/modifiers/introduction.html Blender modifiers]. Skúste si preto viac modifikátorov a vyskúšajte si ich aplikovať viac na viaceré objekty samostatne alebo súčasne.</li>
<li>Ak máme vytvorených viac modifikácií a viac objektov, pokúsme sa tieto modifikácie aplikovať na dané objekty kým s nimi nie sme spokojní.</li>
</ol>
</div>

<div class="section">
<h3>Testovanie a úpravy</h3>
<p>Prezrite a skontrolujte si objekt a odpovedzte si na to či daný 3D model zodpovedá zadaniu a či ste s ním spokojní. Ak chcete skúsiť model upraviť, navrhujeme:</p>
<ul>
<li>skúste kód optimalizovať aby bol dostatočne prehľadný - rozmiestniť jednotlivé modifikácie do funkcií a podobne</li>
<li>pri aplikácií viacerých modifikácií môže byť problém s výkonom, skúste implementovať podmienky, ktoré zamedzia príliš veľkým alebo príliš nízkym hodnotám parametrov - vieme, že modifikároti majú urené rozdahy, ktoré môžeme aplikovať, napríklad "SUBSURF" úrovne môžu nadobúdať hodnotu <0,6></li>
<li>pokúste sa vytvoriť postupné renderovanie objektu a pri každej iterácií ho nejak viac modifikovať ako napríklad:<br>
[[File:Voronoi_object_4.png|alt=Voronoiov objekt 4|256px]] [[File:Voronoi_object_5.png|alt=Voronoiov objekt 5|256px]] [[File:Voronoi_object_6.png|alt=Voronoiov objekt 6|256px]]</li>
<li>modifikovať môžeme aj objekty, ktoré si vieme importovať do scény, vyskúšajte si teda importovanie a modifikáciu aj takéhoto objektu:<br>
[[File:blender_import_stl.png|alt=obrázok s návodom na import modelu|320px]]
</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Spätná väzba</h3>
<p>
Ak ste spokojní so svojím výsledným modelom, prezentujte ho ostatným, zhodnoťte koncepty, ktoré ste použili a ako ste ho implementovali, buďte otvorení k hodnoteniam od ostatných a k prípadným návrhom na zlepšenie.
</p>
</div>

<div class="section">
<h3>Vzorové riešenie</h3>
<p>Ak budete potrebovať motiváciu alebo si skontrolovať váš výsledný model, v nasledujúcich odkazoch nájdete implementáciu daného modelu v nástrojoch, ktoré ste na implementáciu mohli použiť:</p>
<ul>
<li>[https://github.com/Achinys-out/ParametricAndGenerativeDesign/blob/main/Python/generate_multiple.py Python]</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Záver</h3>
<p>V úlohe sme si predstavili akými spôsobmi môžeme generovať viac objektov naraz, manipulovať s nimi v scéne, modifikovať ich za behu programu či ako si isch uschovávať a prehľadávať. Tieto základy sú potrebné k tvorbe plnohodnotného generatívneho dizajnu.</p>
</div>
</div>

Zbierka

2024-05-10T13:24:02Z

Admin:

Táto zbierka príkladov slúži na úvod do modelovacieho softvéru - Tinkercad Codeblocks, BlocksCAD, OpenSCAD, Blender a na precvičenie základov parametrického a generatívneho dizajnu v uvedených nástrojoch. Pri programovaní v týchto prostrediach užívatelia získavajú programovacie a modelovacie skúsenosti prechodom od blokového (Tinkercad Codeblocks, BlocksCAD) k textovému (OpenSCAD, Blender) programovaniu:<br>
* V Tinkercad Codeblocks majú užívatelia jednoduché prostredie založené na blokovom programovaní a postupným skladaním blokov vytvárajú svoje vlastné 3D modely, no nevidia žiaden kód za tým. Tinkercad Codeblocks sprístupňuje renderovanie len málo primitív a nie je v ňom umožnená rekurzia.
* V BlocksCADe je prostredie podobné, no niektoré bloky majú jemne rozdielnú funkcionalitu či poradie vyhodnocovania. Síce sme stále v blokovom programovaní, BlocksCAD umožňuje aj prehľad OpenSCAD kódu, ktorý vytvoril pri skladaní blokov na pozadí. <span style="color:red">!POZOR!</span> - nie je zaručené, že tento OpenSCAD kód bude fungovať správne. Občas sa stane, že preklad nie je dokonalý a obsahuje syntaktické či logické chyby, preto sa neodporúča naň spoliehať na 100%. BlocksCAD umožňuje vytvárať viac primitív a oproti Tinkercad Codeblocks obsahuje aj rekurziu.
* V OpenSCADe je prostredie využívajúce vlastnú prispôsobenú syntax, v ktorej užívatelia programujú bez blokov, iba textovo, no je zo všetkých predošlých CAD systémov najrýchlejší a umožňuje vytvárať komplexnejšie modely s množstvom primitív.
* V Blenderi máme zas prostredie, ktoré nám pomocou Python API umožňuje pracovať s modelmi v scéne. Blender má obrovskú škálu operácií a dokáže relatívne rýchlo pracovať s väčším množstvom primitív. V skriptoch, ktoré píšeme vieme pomerne priamočiaro implementovať parametrické aj generatívne modelovanie. Máme taktiež k dispozícii importovanie viacerých modelov, takisto exportovanie modelov vo viacerých formátoch.

Všetky modely sú vytvorené čo najpodobnejšie vo viacerých nástrojoch pre predstavu a ľahší prechod medzi blokovým a textovým programovaním. Ku každému modelu je pripravený pracovný hárok, ktorý priblíži postup a koncepty riešiteľom.
<br>
<h2>'''Potrebné materiály pre prácu:'''</h2>
*počítač s prístupom na internet
*nástroje na skicovanie a výpočty
*[https://www.tinkercad.com/codeblocks Tinkercad Codeblocks], [https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD], [https://openscad.org/ OpenSCAD], [https://www.blender.org/ Blender], [https://www.python.org/ Python]
*[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Odkazy_a_n%C3%A1vody návody, videá, atď.] a [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria teória]

<h2>'''Pracovné hárky:'''</h2>
<p>Táto sekcia obsahuje pracovné hárky pre študentov obsahujúce konkrétne realizované príklady a úlohy s otvoreným koncom. Slúžia na osvojenie konceptov a zručností využívaných pri 3D modelovaní a programovaní všeobecne a v konečnom dôsledku aj pri parametrickom a generatívnom 3D modelovaní. V hárkoch nájdeme obrázky modelov, inštrukcie pre prácu, materiály alebo aj vzorové riešenia.</p>
<h3>'''Ľahké úlohy:'''</h3>
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=easy
|image_name=Hyperboloid_spinner
|alt=obrázok modelu rotovaného objektu
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Rotovan%C3%BD_objekt Rotovaný objekt]
|duration=30 min
|difficulty=ľahký
|skills=transformácie, cykly
|software=[https://www.tinkercad.com/codeblocks Tinkercad Codeblocks], [https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=easy
|image_name=Mandala OpenSCAD
|alt=obrázok modelu mandaly
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Mandala Mandala]
|duration=45 min
|difficulty=ľahký
|skills=transformácie, cykly
|software=[https://www.tinkercad.com/codeblocks Tinkercad Codeblocks], [https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=easy
|image_name=Twisted_stairs
|alt=obrázok modelu točených schodov
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_To%C4%8Den%C3%A9_schody Točené schody]
|duration=1.5 hod
|difficulty=ľahký
|skills=transformácie, cykly, CSG operácie
|software=[https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=easy
|image_name=Twist_cylinder
|alt=obrázok modelu rotovaného valca z polygónov
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Valec_z_polyg%C3%B3nov Valec z plygónov]
|duration=1 hod
|difficulty=ľahký
|skills=transformácie, cykly, CSG operácie, funkcie
|software=[https://www.tinkercad.com/codeblocks Tinkercad Codeblocks], [https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}
<h3>'''Pokročilé úlohy:'''</h3>
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=medium
|image_name=Parametric_screw_1
|alt=obrázok modelu skrutky
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Skrutka Parametrická skrutka]
|duration=1.5 hod
|difficulty=pokročilý
|skills=transformácie, cykly, CSG operácie, funkcie
|software=[https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=medium
|image_name=Koch_cube
|alt=obrázok modelu kochovej kocky
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Kochova_kocka Kochova kocka iteratívne]
|duration=1 hod
|difficulty=pokročilý
|skills=transformácie, cykly, CSG operácie
|software=[https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=medium
|image_name=Recursive_cubes
|alt=obrázok modelu rekurzívnych kociek
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Rekurz%C3%ADvne_kocky Rekurzívne kocky]
|duration=1 hod
|difficulty=pokročilý
|skills=transformácie, CSG operácie, podmienky, rekurzia
|software=[https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=medium
|image_name=Recursive_sphere
|alt=obrázok modelu rekurzívnych guličiek
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Rekurz%C3%ADvne_guli%C4%8Dky Rekurzívne guličky]
|duration=1 hod
|difficulty=pokročilý
|skills=transformácie, CSG operácie, podmienky, rekurzia
|software=[https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=medium
|image_name=L-system_tree
|alt=obrázok modelu l-systému
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_L-syst%C3%A9m L-systém]
|duration=1.5 hod
|difficulty=pokročilý
|skills=transformácie, cykly, CSG operácie, podmienky, funkcie, rekurzia
|software=[https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=medium
|image_name=Blender_object_generator
|alt=obrázok generovania modelov v Blenderi
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Generovanie_objektov_-_Blender Generovanie objektov]
|duration=1.5 hod
|difficulty=pokročilý
|skills=transformácie, cykly, podmienky, funkcie, práca s bpy
|software=[https://www.blender.org/ Blender] a [https://www.python.org/ Python]
}}
<h3>'''Ťažké úlohy:'''</h3>
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=hard
|image_name=Voronoi_object_1
|alt=obrázok voronoiovej gule v OpenSCADe
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Voronoiove_objekty_-_OpenSCAD Voronoiove objekty - OpenSCAD]
|duration=1.5 hod
|difficulty=ťažký
|skills=transformácie, cykly, CSG operácie, podmienky, funkcie
|software=[https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=hard
|image_name=Voronoi_object_0
|alt=obrázok voronoiovej gule v Blenderi
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Voronoiove_objekty_-_Blender Voronoiove objekty - Blender]
|duration=2 hod
|difficulty=ťažký
|skills=cykly, podmienky, funkcie, práca s bpy
|software=[https://www.blender.org/ Blender] a [https://www.python.org/ Python]
}}
<h3>'''Bonus: viacúčelová optimalizácia 3D modelov:'''</h3>
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=bonus
|image_name=MOEA_4
|alt=obrázok s ukážkou optimalizácie
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Viac%C3%BA%C4%8Delov%C3%A1_optimaliz%C3%A1cia_3D_modelov Viacúčelová optimalizácia 3D modelov]
|duration=∞
|difficulty=ťažký
|skills=cykly, podmienky, funkcie, práca s bpy a platypus
|software=[https://www.blender.org/ Blender] a [https://www.python.org/ Python]
}}

Zbierka - Viacúčelová optimalizácia 3D modelov

2024-05-10T13:23:12Z

Admin:

<div class="worksheet">
[[File:MOEA.stl|360x360px|left|norotate=1]]
<h1>Viacúčelová optimalizácia 3D modelov</h1>
<div class="section">
<div class="lesson-plan-text">
<div><div>Trvanie:</div><span>∞</span></div>
<div><div>Náročnosť:</div><span>ťažký</span></div>
<div><div>Zručnosti:</div><span>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Cykly cykly], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Podmienky podmienky], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Funkcie funkcie], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Blender_Python_API práca s bpy] a [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Platypus s platypus]</span></div>
<div><div>Nástroje:</div><span>[https://www.blender.org/ Blender], [https://www.python.org/ Python]</span></div>
</div>
<p>V predošlých úlohách sme sa naučili pracovať s prostredím Blender s použitím Pyhtonu. Teraz prechádzame do konceptu viacúčelovej optimalizácie, ktorú si vysvetlme a ukážeme. Definciou postačujúcou pre nás bude v tomto prípade, že viacúčelová optimalizácia je proces hľadania najlepších možných riešení pre viacero súčasne sledovaných cieľov alebo kritérií. Cieľom je nájsť také riešenia, ktoré predstavujú tzv. Pareto-optimálnu množinu, kde nie je možné zlepšiť jedno kritérium bez zhoršenia niektorého z ostatných kritérií. Ide o vyhľadávanie riešení pomocou kompormisu, ktoré vyvažujú protichodné požiadavky rôznych cieľov. Vo viacúčelovej optimalizácii nie je jedno jednoznačne najlepšie riešenie, ale skupina riešení, nazývaná Pareto-optimálna fronta, medzi ktorými musí rozhodovať užívateľ na základe preferencií alebo ďalších kritérií.</p>
</div>

<br clear=all>
<div class="section">
<h3>Zadanie úlohy</h3>
<p>Cieľom tejto úlohy je oboznámiť sa s knižnicou platypus pre prácu s viacúčelovou optimalizáciou, zistiť ako funguje, čo všetko na to potrebujeme, ktoré aspekty pri ladení musíme zohľadňovať, ak uvažovať o tom ako by sa takáto optimalizácia dala zovšeobecňovať. Viacúčelová optimaliácia je jedným zo spôsobov akým môžeme implementovať parametrické a generatívne modelovanie 3D objektov. Taktiež si vo väčšom precvičíme prácu s Blenderom a Pythonom a načíme sa nové programátorksé praktiky. V našom prípade nám pôjde o to definovať takú optimalizáciu, ktorá by vyhovovala naším požiadavkám. V prípade optimalizácie 3D modelu pomocou ich modifikácie nám ide o hľadanie tých najoptimálnejších parametrov, ktoré nám umožnia objekt meniť tak aby spĺňal kritériá, ktoré naň kladieme.</p>
</div>

<div class="section">
<h3>Odkazy na materiály</h3>
<p>V tejto sekcii nájdete odkazy na materiály, ktoré vám môžu pomôcť pri riešení daných problémov a naučia vás ako používať požívané nástroje:</p>
<ul>
<li>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria Teória] - rozcestník stručnej teórie pre koncepty, ktoré potrebujeme</li>
<li>[https://docs.blender.org/ Rozcestník dokumentácií Blendera] - nájdete tu dokumentáciu pre vývojárov, používateľskú ríručku a aj Python API dokumentáciu</li>
<li>[https://docs.python.org/3/tutorial/index.html Python syntax] - syntax a použitie jazyka Python s ukážkami použitia</li>
<li>[https://docs.blender.org/api/current/index.html Blender Python API] - dokumentácia Python API v Blenderi - nájdete tu všetko čo sa týka programovania s Python API (s knižnicou bpy) v Blenderi</li>
<li>[https://platypus.readthedocs.io/en/stable/ Platypus] - dokumentácia knižnice Platypus s ukážkami použitia</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Inštrukcie</h3>
<ol>
<li>Zapneme si nástroj Blender a nastavíme si prostredie ako sme sa naučili v predošlých úlohách - necháme si v scéne objekt kocky, prepneme sa do režimu "Scripting" a vytvoríme si tam súbor, do ktorého budeme písať kód.</li>
<li>Môžeme si skúsiť pripomenúť prácu s knižnicou bpy z minulých úloh pomocou volania niektorých funkcií. Pre túto úlohu ju budeme potrebovať.</li>
<li>Ubezpečíme sa, že máme nainštalovanú knižnicu platypus - skúsime ju importovať pomocou<br>
<pre>
import platypus
</pre>
a skúsiť si zavolať nejaký príkaz. Ak nie je nainštalovaná, vieme si ju nainštalovať pomocou príkazu<br>
<pre>
import site
import pip
pip.main(['install', 'Platypus-Opt', '--target', site.USER_SITE])
</pre>
</li>
<li>Ďalej si vyskúšame prácu s knižnicou. Na tomto odkaze v teórii nájdeme príklad jej použitia: [https://platypus.readthedocs.io/en/stable/getting-started.html#a-simple-example príklad použitia platypus], príklad je stručne aj tu:<br>
<pre>
from platypus import NSGAII, Problem, Real

def schaffer(x):
return [x[0]**2, (x[0]-2)**2]

problem = Problem(1, 2)
problem.types[:] = Real(-10, 10)
problem.function = schaffer

algorithm = NSGAII(problem)
algorithm.run(10000)
</pre>
Tento kód si vieme spustiť v Pythone a následne uvidíme výpis výsledkov optimalizácie problému. Ak ho nikde nevidíme, môžeme si otvoriť systémovú konzolu v Blenderi nasledovne:<br>[[File:Blender_system_console.png|312px]]<br>Toto je definícia problému s 1 premennou 2 cieľmi s funkciou schaffer(x), ktorá priradzuje týmto premenným hodnoty. Keby sme si zobrazili na grafe toto riešenie, vyzeralo by nasledovne:<br>[[File:schaffer_pareto.png|alt=obrázok grafu výsledku optimalizácie pomocou schaffer funkcie|320px]]<br>
Na grafe vidíme Paretov front. Je to množina všetkých optimálnych riešení, ktorú budeme chcieť hľadať aj pri optimálizácii našich 3D modelov. Najprv však musíme definovať vlastný problém a vlastnú funkciu, ktorá bude slúžiť na ohodnotenie parametrov, ktoré sa budeme snažiť optimalizovať.</li>
<li>Čo ak budeme chcieť optimalizovať viac ako 2 parametre? Aj toto knižnica Platypus dokáže, skúste si skopírovať qa spustiť nasledovný kód:<br>
<pre>
from platypus import NSGAII, Problem, Real
import math

def test_functions(x):
return [math.sin(x[0]), math.cos(x[0]), x[0]**2]

problem = Problem(1, 3)
problem.types[:] = Real(-3, 3)
problem.function = test_functions

algorithm = NSGAII(problem)
algorithm.run(10000)

for s in algorithm.result:
print("VARIABLES: ", s.variables)
print("OBJECTIVES: ", s.objectives)

# plot the results using matplotlib
import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')

for s in algorithm.result:
ax.scatter(s.objectives[0], s.objectives[1], s.objectives[2])

ax.set_xlabel('$f_1(x)=sin(x)$')
ax.set_ylabel('$f_2(x)=cos(x)$')
ax.set_zlabel('$f_3(x)=x^2$')

plt.show()
</pre>
Ak ste všetko spravili správne, kód by vám mal vygenerovať takýto 3D graf:<br>
[[File:pareto_front_3_params.png|alt=obrázok 3D grafu paretovho frontu|320px]]
<br>
Takže kým sa snažíme optimalizovať 2 alebo 3 parametre, vieme si to takto vizualizovať, no pri viacerých parametroch by výpovedná hodnota vizualizácie riešenia bola len veľmi nízka, takže my sa zameriame najmä na 2 či 3 parametre.
</li>
<li>Pre ďalšiu prácu si otvorte vzorové riešenie a môžete sledovať kód - v nasledovných inštrukciách si vysvetlíme fungovanie algoritmu.</li>
<li>Optimalizovať budeme parametre meniace náš objekt. Týmito parametrami môže byť napríklad číslo škálovania objektu, alebo úroveň (levels) aplikácie levelu modifikátora "subdivision surface." Skúsme si preto vymyslieť modifikácie, ktoré budeme chcieť aplikovať a vytvorme si k ním funkcie podobné funkciám, ktoré inicializujú modifikácie z minulých cvičení. Takéto funkcie budeme potrebovať, pretože na to, aby sme dokázali ohodnotiť dané zmeny na objektu aby nám naša funkcia na hodnotenie vrátila validné hodnoty, musíme najskôr tieto zmeny na model aplikovať. Takouto funkciou je napríklad init_subdivision_modifier(obj, levels=1).</li>
<li>Ďalej si definujeme problém. Potrebujeme si definovať počet parametrov a počet cieľov, ktoré chceme dosiahnuť. Náš problém bude definovaný ako Problem(3,3), pretože chceme definovať 3 ciele: veľkosť objektu, veľkosť počtu polygónov a hladkosť objektu, toto chceme to dosiahnuť úpravou 3 parametrov - škálovanie (scale), napríkald úroveň "decimate" modifikátora a úroveň levelu modifikátora "subdivision surface".</li>
<li>Pre optimalizáciu slúži viac algoritmov, my si vyberieme NSGA-II. Môžete si naštudovať ostatné algoritmy v dokumentácii Platyus a posúdiť, na aké problémy by bol ktorý algoritmus vhodný. Niektoré totiž pracujú rýchlejšie, iné lepšie konvergujú ku konkrétnym hodnotám.</li>
<li>Ďalej si potrebujeme vytvoriť našu hodnotiaciu funkciu (fitness funkciu) - niečo ako funkcia schaffer v počiatočnej ukážke. Táto funkcia slúži na pridelenie hodnotenia daným parametrom, ktoré náhodne algoritmus vygeneroval. Náhodne bude tieto hodnoty generovať z definície typov, ktoré mu určíme, napríklad takto:<br>
<pre>problem.types[:] = [Real(0.5, 1), Real(0, 30), Real(0.5, 2)]</pre>
Rovnako to vieme zapísať aj takto:
<pre>
problem.types[0] = Real(0.5, 1)
problem.types[1] = Real(0, 30)
problem.types[2] = Real(0.5, 2)
</pre>
kde prvý parameter určuje rozsahy ratio modifikátora "decimate",<br>
druhý určuje levely modifikátora "subdivision surface"<br>
tretí určuje škálovanie vo všetkých smeroch<br>
a všetky sú typu Real, čo je nejaké desatinné číslo
<br>
Je potrebné dať si pozor aby typy boli rovnaké, inak by algoritmus nefungoval správne, je možné vytvoriť si Variator (nájdete v dokumentácii) alebo si môžete hodnoty nejakým spôsobom mapovať medzi sebou (čo robíme v prípade modifikátora "subdivision surface," ktorý dovoľuje len celé čísla v rozsahu 0 až 6), mapovanie nájdete v ukážkovom riešení.
</li>
<li>Potom je potrebné vytvoriť si fitness funkciu. Fitness funkcia (v našom prípade fitness_function) bude vždy brať parameter params, ktorý bude obsahovať n-ticu vygenerovaných náhodných parametrov na pozíciach v akom sme definovali typy daného problému. Tieto parametre budeme chcieť aplikovať na náš model a vyhodnotiť ho pomocou pomocných fitness funkcií, ako je v našom prípade napríklad get_surface_smoothness_fitness(object). Túto funkciu predávame algoritmu, aby ju spúšťal pri ohodnocovaní každého jedinca na náhodne generovaných parametroch, ktoré sme si definovali.<br>
<pre>
problem.function = fitness_function
</pre>
V našej implementácii si vytvoríme 3 fitness funkcie, kde jedna bude ohodnocovať hladkosť, druhá počet plôch objektu a tretia objem [https://en.wikipedia.org/wiki/Minimum_bounding_box bounding boxu]. Všetky sa budú volať v rámci hlavnej fitness_function: Najprv v nej robíme kopírovanie nášho objektu, aplikujeme naň modifikácie, vyhodnotíme ho pomocou našich pomocných fitness funkcií a nakoniec ho vymažeme aby nám nezostal zbytočne v scéne. Funkcia vracia n-ticu ohodnotení zodpovedajúcich parametrov na rovnakých indexoch. Je veľmi dôležité určiť si minimálne a maximálne hodnoty ak ich potrebujeme pre vytvorenie fitness funkcie. Fitness funkcie chceme mapovať na hodnoty 0 až 100, aby mali ohodnotenia daných parametrov rovnovážne obsadenie v optimalizácií. Musíme preto aj odhadnúť minimálne a maximálne hodnoty vo fitness funkciách podľa potreby. Napríklad vo funkcii get_faces_count_fitness(obj, min_faces, max_faces) musíme určiť minimálny a maximálny možný počet plôch, ktoré objekt môže obsahovať aby sme vedeli validne vyčísliť hodnotu. Ak napríklad pracujeme s objektom kocky, ktorá má v zkladnej verzii 6 plôch a modifikujeme ju do takej miery, že môže mať 100 plôch, môžeme si tieto okrajové hodnoty určiť napríklad od 4 do 200, no ak by sme mali komplexný objekt, takéto krajné hodnoty nemôžeme nechať takéto. Dajme tomu, že náš základný objekt má 100 plôch a chceme ho modifikovať pri čom sa môže znížiť aj zvýšiť počet plôch, podľa modifikácií, ktoré aplikujem - napríklad sudivision modifier vie exponenciálne zvýšiť počet plôch, v takom prípade by som si nastavil hodnotu max_faces napríklad na 100 000. Pri tvorbe fitness funkcií je potrebné zohľadniť tieto veci:<br>
<ul>
<li>možné rozsahy pred a po modifikácii objektu, čo sme si vysvetlili</li>
<li>modifikácie, ktoré aplikujeme a zmeny, ktoré môžu v objektoch pred meraniami nastať - ak máme napríklad plochu tvorenú 3 bodmi, nemôžeme napríklad použiť modifikátor, ktorý znižuje počet bodov alebo hrán v objekte</li>
<li>poradie aplikácie modifikátorov - iné poradie aplikovania modifikátorov môže kompletne zmeniť výsledný objekt</li>
<li>rozumné rozsahy modifikácií - je potrebné zvážiť do akej miery chceme objekty modifikovať, pretože môže nastať, že objekt modifikujeme tak zložito, že výpočet môže trvať extrémne dlho, alebo môže celý program spadnúť</li>
</ul>
</li>

<li>Celý proces optimalizácie sustíme nasledovne:<br>
<pre>
algorithm = NSGAII(problem, population_size=100) # optimalizačný algoritmus, ktorému predávame problém a veľkosť populácie
algorithm.run(100) # hovoríme mu aby vytvoril 100 generácií a na nich optimalizoval dané vstupy
</pre></li>
<li>Výsledok optimalizácie získame z algorithm.result po dobehnutí optimalizácie, tento výsleodk obsahuje 2 polia, 1. sú generované premenné pri ktorých na zodpovedajúcom indexe ískali ohodnotenie v 2. poli. Takže prvé obsahuje premenné a druhé ich ohodnotenia. Z hodnôt objectives sa vytvára Paretov front.
<pre>
for solution in algorithm.result:
print("Parameters:", solution.variables)
print("Objectives:", solution.objectives)
</pre>
</li>
<li>Ostáva nám tieto parametre si prejsť a aplikovať na náš model, toto robíme vo funkcii apply_parameters_and_position_objects(best_parameters, worst_parameters, o).</li>
<li>Skúste si na základe poskytnutého kódu vytvoriť inú optimalizáciu, pozmeniť modifkátori alebo implementovať iné modifikácie objektov, iné hodnotiace funkcie. Vzorové riešenie obsahuje modifikácie, hodnotiace funkcie, inicializáciu problému a spustenie algoritmu, taktiež vykreslovanie ohodnotení / Paretovho frontu na grafe, výpis riešenia a vytvorenie niekoľkých modelov pomocou vygenerovaných parametrov a vytvorenie ich inštancií v scéne Blendera.</li>
</ol>
</div>

<div class="section">
<h3>Testovanie a úpravy</h3>
<p>Analyzujte či výsledky, ktoré váš optimalizačný algoritmus vracia sú relevantné a vieme ich zužitkovať, návrhy na vylepšenie máme tu:</p>
<ul>
<li>skúste si odfiltrovať tie najlepšie a najhoršie ohodnotené riešenia optimalizačného algoritmu a vytvorit si podľa nich modely</li>
<li>pokúste sa navrhnúť optimalizáciu ďalšieho parametra, to zahŕňa: vytvorenie fitness funkcie, špecifikácia typu a rozsahu parametru (prípadne jeho mapovanie), vytvorenie funkcie, ktorá dané modifikácie na model aplikuje</li>
<li>vyskúšajte si importovať vlastný objekt a otestovať váš algoritmus na ňom</li>
<li>skúste implmentovať optimalizáciu pre rôzny počet parametrov a cieľov a sledujte ako to zmení výsledky</li>
<li>namiesto algoritmu NSGA-II si vyskúšajte iné algoritmy ako napríklad NSGA-III, MOEAD a pozorujte rýchlosti výpočtu odchylky vo výsledkoch</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Vzorové riešenie</h3>
<p>Ak budete potrebovať motiváciu alebo si skontrolovať váš výsledný model, v nasledujúcich odkazoch nájdete implementáciu daného modelu v nástrojoch, ktoré ste na implementáciu mohli použiť:</p>
<ul>
<li>[https://github.com/Achinys-out/ParametricAndGenerativeDesign/blob/main/Python/multiobjective_3D_model_optimization.py Python]</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Záver</h3>
<p>Týmto cvičením sme si ukázali ako si dokážeme navrhnúť a vytvoriť vlastnú viacúčelovú optimalizáciu a vedieť s ňou vyriešiť vlastný problém, ktorý môže mať aj protichodné kritéria. Vieme na to využiť existujúce knižnice a aplikovať riešenie na výsledné modely.
<br>
Pre rozbehanie a prácu Blendera z Visual Studio Code potupujte podľa inštrukcii v tomto videu: [https://youtu.be/YUytEtaVrrc?si=Z5JsFinFzzHp3_Om Blender + VS Code].</p>
</div>
</div>

Zbierka - Voronoiove objekty - Blender

2024-05-10T13:22:48Z

Admin:

<div class="worksheet">
[[File:Voronoi_object_blender.stl|360x360px|left|norotate=1]]
<h1>Voronoiove objekty - Blender</h1>
<div class="section">
<div class="lesson-plan-text">
<div><div>Trvanie:</div><span>1.5 hod</span></div>
<div><div>Náročnosť:</div><span>ťažký</span></div>
<div><div>Zručnosti:</div><span>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Cykly cykly], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Podmienky podmienky], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Funkcie funkcie], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Blender_Python_API práca s bpy]</span></div>
<div><div>Nástroje:</div><span>[https://www.blender.org/ Blender], [https://www.python.org/ Python]</span></div>
</div>
<p>V predošlej úlohe sme sa pokúsili vytvoriť si voronoiov objekt v OpenSCADe a prišli sme k záveru, že takýto spôsob nie je úplne jednoduchý ani optimálny. Preto teraz prechádzame k nástroju Blender a pokúsime sa implementovať podobné objekty jednoduchšími spôsobmi pomocou funkcionalít, ktoré Blender už obsahuje. Použijeme pritom vysokoúrovňový programovací jazyk Python. Budeme pomocou neho implementovať funkcie, ktoré nám umožnia modifikovať objekt a rzšíria nám možnosti manipulácie s ním. Keďže parametrické 3D modelovanie využíva definované parametre na vytváranie modelov, čo umožňuje ľahkú úpravu a iteráciu, tieto funkcie budú využívať rôzne parametre, ktoré môžu a nemusia byť od seba závíslé. Generatívne 3D modelovanie zas vytvára modely pomocou algoritmov, pravidiel a procedúr, čo umožňuje vytváranie zložitých štruktúr a vzorov, pokúsime sa pre to implementovať základné algoritmy, ktoré nám neskôr takéto generatívne modelovanie umožnia.</p>
</div>

<br clear=all>
<div class="section">
<h3>Zadanie úlohy</h3>
<p>Cieľom tejto úlohy je najmä naučiť sa používať Python s Blenderom, pracovať s nástrojmi v Blenderi a ukázať si ako môžeme generovať objekty s parametrickým dizajnom rýchlejšie než v predošlom OpenSCADe. Narozdiel od predošlých úloh, v tejeto si nemusíte vytvárať základný objekt, môžeme si nejaký stiahnuť, prípadne vybrať z ponuky v Blenderi.</p>
</div>

<div class="section">
<h3>Odkazy na materiály</h3>
<p>V tejto sekcii nájdete odkazy na materiály, ktoré vám môžu pomôcť pri riešení daných problémov a naučia vás ako používať požívané nástroje:</p>
<ul>
<li>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria Teória] - rozcestník stručnej teórie pre koncepty, ktoré potrebujeme</li>
<li>[https://docs.blender.org/ Rozcestník dokumentácií Blendera] - nájdete tu dokumentáciu pre vývojárov, používateľskú ríručku a aj Python API dokumentáciu</li>
<li>[https://docs.python.org/3/tutorial/index.html Python syntax] - tu nájdete syntax a použitie jazyka Python s ukážkami použitia</li>
<li>[https://docs.blender.org/api/current/index.html Blender Python API] - dokumentácia Python API v Blenderi - nájdete tu všetko čo sa týka programovania s Python API (s knižnicou bpy) v Blenderi</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Inštrukcie</h3>
<ol>
<li>Zapneme si nástroj Blender a z horných tabov si vyberieme ten s názvom "Scripting" pre otvorenie okna na písanie programu.<br>[[File:Blender_scripting.png|256px]]</li>
<li>Klikneme na ikonku "New," ktorou si vytvoríme nový súbor.<br>[[File:Blender_new_script.png|256px]]</li>
<li>Uistíme sa, že v druhom okne máme otvorenú časť "3D viewport" s módom "Object Mode." Naše rozloženie okien by malo vyzerať nasledovne:<br>[[File:Blender_setup.png|800px]]</li>
<li>S takto nastaveným prostredím môžeme začať písať kód. Prvým krokom je importovať si knižnice, ktoré budeme potrebovať, hlavnou je knižnica bpy, ktorá nám sprostredkúva funkcionality pre prácu s Blenderom. Importujeme a použijeme ju nasledovne:<br>[[File:Blender_bpy_import.png|256px]]<br> Takýmto volaním vieme získať objekt, ktorý máme aktuálne v scéne, kde pomocou "print" si dávame do konzoly vypísať jeho meno. Aby sme videli tento výstup v konzole, musíme si ju otvoriť v okne a to spravíme nasledovne:<br>[[File:Blender_system_console.png|312px]]<br>
Ak sa nám to podarilo, tak môžeme vidieť výpis mena objektu v konzole a ako sa nám tento objekt zorbazuje aj vo vyčítaní objektov z kolekcie scény:<br>[[File:Blender_system_console_print.png|312px]]<br>Spúšťať skript budeme pomocou vyznačeného tlačidla "Run script" alebo skratkou alt + P<br></li>
<li>Pre pokračovanie je potrebné naštudovať si [https://docs.blender.org/api/current/index.html Blender Python API], aby sme vedeli používať funkcie, ktoré potrebujeme.</li>
<li>Hlavným princípom, ktorý budeme využívať pre vytvorenie voronoiovho objektu je aplikácia modifikátorov, ktoré nám Blender ponúka. Viac as o ních dozvieme v časti [https://docs.blender.org/manual/en/latest/modeling/modifiers/introduction.html Blender modifiers].</li>
<li>V tejto časti máme kód, ktorým importujeme knižnicu bpy, získame náš objekt, vytvoríme mu modifikátor WIREFRAME a nastavíme mu niektoré z hodnôt:<br><br><pre>
import bpy

cube_object = bpy.context.scene.objects[0] # Získanie objektu v scéne

wireframe_modifier = cube_object.modifiers.new(name="My wireframe", type='WIREFRAME') # Vytvorenie modifikátora získanému objektu s menom "My wireframe"
wireframe_modifier.thickness = 0.2 # Thickness - Nastavenie thickness hodnoty (<0; 1>)
wireframe_modifier.offset = 0 # Offset - Nastavenie offset hodnoty (<-1; 1>)</pre><br clear=all>
Keď skript spustíme, okrem zmeny na objekte v hlavnej scéne si všimneme, že objektu sa aj v časti modifikátorov pridal konkrétny modifikátor aj s hodnotami, ktré sme mu pridali:<br>
[[File:Blender_modifier.png|200px]]</li>
<li>Skúste si naštudovať rôzne modifikátori a vyskúšať si ako fungujú.</li>
<li>Ďalej pomocou podobných príkazov vytvoríme modifikátor "Subdivision surface" typu 'SUBSURF' a modifikátor "Solidify" typu 'SOLIDIFY'. Dajte si ale pozor aby ste nepridávali jeden modifikátor k danému objektu viac krát, ak sa vám to stane, stačí ho v okne s modifikátormi vymazať, prípadne si to viete ošetriť v kóde kontrolou modifikátorov.</li>
<li>Pre implementovanie dierovosti objektu si potrebujeme pridať viac modifikátorov, pamätajte na to, že záleží na poradí pridania modifikátorov a nakoniec ich potrebujeme všetky aplikovať, aby sa nám na danom objekte skutočne prejavili. Taktiež je niekedy výhodné použiť modifikátor opakovane. Napríklad pre takýto objekt:<br>[[File:Blender_multiple_modifiers.png|312px]]<br>
Sme využili kombináciu modifikátorov SUBSURF, DECIMATE, WIREFRAME, znovu SUBSURF a nakoniec SOLIDIFY.</li>
<li>Vyskúšajte si kombinovať tieto modifikátori a upravujte ich parametre v nástrojoch priamo v Blenderi a pokúste sa ich prepísať do Python skriptu.</li>
</ol>
</div>

<div class="section">
<h3>Testovanie a úpravy</h3>
<p>Prezrite a skontrolujte si objekt a odpovedzte si na to či daný 3D model zodpovedá zadaniu a či ste s ním spokojní. Ak chcete skúsiť model upraviť, navrhujeme:</p>
<ul>
<li>vyskúšajte si aj iné modifikároti, prehoďte poradia existujúcich alebo meňte parametre a sledujte ako sa výsledný objekt mení</li>
<li>vytvorte vlastné funkcie, ktoré zmenia daný objekt podľa vašich predstáv</li>
<li>pokúste sa implementovať kontrolu modifikátorov - napríklad: rozsahy daných parametrov, kontrolu existujúcich modifikátorov a podobne</li>
<li>vyskúšajte si importovať vlastný objekt do scény a následne aplikovať vaše modifikátori naň, mimo iné tak zistíte aké dôležité je odhadnúť rozsahy parametrov pre rozlišné objekty</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Spätná väzba</h3>
<p>
Ak ste spokojní so svojím výsledným modelom, prezentujte ho ostatným, zhodnoťte koncepty, ktoré ste použili a ako ste ho implementovali, buďte otvorení k hodnoteniam od ostatných a k prípadným návrhom na zlepšenie.
</p>
</div>

<div class="section">
<h3>Vzorové riešenie</h3>
<p>Ak budete potrebovať motiváciu alebo si skontrolovať váš výsledný model, v nasledujúcich odkazoch nájdete implementáciu daného modelu v nástrojoch, ktoré ste na implementáciu mohli použiť:</p>
<ul>
<li>[https://github.com/Achinys-out/ParametricAndGenerativeDesign/blob/main/Python/generate_voronoi.py Python]</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Záver</h3>
<p>Týmto cvičením sme si prešli základy Blendera, Pythonu a ako dokážu spolupracovať. Zistili sme, že modifikovať objekty priamo z kódu v sofistikovanejších nástrojoch akým je Blender je po implementácii omnoho efektívnejšie a rýchlejšie ako v OpenSCADe. Cvičením sme si otvorili dvere k mnohým možnostiam parametrického a generatívneho dizajnu a základu jednému z mnohých prístupov k modifikácii objektov. Následne budeme chcieť implementovať algoritmy, ktoré nám umožnia generovanie viacerých verzii objektu naraz.</p>
</div>
</div>

Zbierka - Generovanie objektov - Blender

2024-05-10T13:22:32Z

Admin:

<div class="worksheet">
[[File:Generate_multiple.stl|360x360px|left|norotate=1]]
<h1>Generátor objektov</h1>
<div class="section">
<div class="lesson-plan-text">
<div><div>Trvanie:</div><span>1 hod</span></div>
<div><div>Náročnosť:</div><span>pokročilý</span></div>
<div><div>Zručnosti:</div><span>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Transform%C3%A1cie transformácie], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Cykly cykly], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Podmienky podmienky], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Funkcie funkcie], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Blender_Python_API práca s bpy]</span></div>
<div><div>Nástroje:</div><span>[https://www.blender.org/ Blender], [https://www.python.org/ Python]</span></div>
</div>
<p>Jendným z hlavných metodík parametrického a generatívneho dizajnu je potrebné vedieť generovať mnoho objektov a vedieť ich rýchlo upravovať. Preto sme zahrnuli aj toto cvičenie, kde si ukážeme ako vieme rýchlo v Blenderi generovať objekty a apliklovať na ne viaceré zmeny.</p>
</div>

<br clear=all>
<div class="section">
<h3>Zadanie úlohy</h3>
<p>Cieľom je predstaviť si bázové programovacie koncepty v Pythone, ktoré potrebujeme ak chceme generovať v Blenderi veľa objektov rýchlo a modifikovať ich za behu.</p>
</div>

<div class="section">
<h3>Odkazy na materiály</h3>
<p>V tejto sekcii nájdete odkazy na materiály, ktoré vám môžu pomôcť pri riešení daných problémov a naučia vás ako používať požívané nástroje:</p>
<ul>
<li>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria Teória] - rozcestník stručnej teórie pre koncepty, ktoré potrebujeme</li>
<li>[https://docs.blender.org/ Rozcestník dokumentácií Blendera] - nájdete tu dokumentáciu pre vývojárov, používateľskú ríručku a aj Python API dokumentáciu</li>
<li>[https://docs.python.org/3/tutorial/index.html Python syntax] - tu nájdete syntax a použitie jazyka Python s ukážkami použitia</li>
<li>[https://docs.blender.org/api/current/index.html Blender Python API] - dokumentácia Python API v Blenderi - nájdete tu všetko čo sa týka programovania s Python API (s knižnicou bpy) v Blenderi</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Inštrukcie</h3>
<ol>
<li>Zapneme si nástroj Blender a z horných tabov si vyberieme ten s názvom "Scripting" pre otvorenie okna na písanie programu.<br>[[File:Blender_scripting.png|256px]]</li>
<li>Klikneme na ikonku "New," ktorou si vytvoríme nový súbor.<br>[[File:Blender_new_script.png|256px]]</li>
<li>Uistíme sa, že v druhom okne máme otvorenú časť "3D viewport" s módom "Object Mode." Naše rozloženie okien by malo vyzerať nasledovne:<br>[[File:Blender_setup.png|800px]]</li>
<li>S takto nastaveným prostredím môžeme začať písať kód. Prvým krokom je importovať si knižnice, ktoré budeme potrebovať, hlavnou je knižnica bpy, ktorá nám sprostredkúva funkcionality pre prácu s Blenderom. Importujeme a použijeme ju nasledovne:<br>[[File:Blender_bpy_import.png|256px]]<br> Takýmto volaním vieme získať objekt, ktorý máme aktuálne v scéne, kde pomocou "print" si dávame do konzoly vypísať jeho meno. Aby sme videli tento výstup v konzole, musíme si ju otvoriť v okne a to spravíme nasledovne:<br>[[File:Blender_system_console.png|312px]]<br></li>
<li>Pre pokračovanie je potrebné naštudovať si [https://docs.blender.org/api/current/index.html Blender Python API], aby sme vedeli používať funkcie, ktoré potrebujeme.</li>
<li>Najprv sa pokúsime vytvoriť si objekt v scéne priamo z kódu. Toto môžeme dosiahnuť napríklad spustením nasledovného skriptu v Blenderi:<br>
<pre>
import bpy

# Vytvorenie nového objektu - kocky
bpy.ops.mesh.primitive_cube_add(size=2)

# Presunutie kocky na inú pozíciu
bpy.context.object.location = (0, 0, 2)
</pre>
</li>
<li>Potom chceme týchto modelov vygenerovať viac vedľa seba a uložiť si ich napríklad do poľa. Vieme to spraviť napríklad takto:<br>
<pre>
import bpy

# Veľkosť kocky
size = 2

# Vytvorenie prvej kocky
bpy.ops.mesh.primitive_cube_add(size=size)
cube1 = bpy.context.object

# Uloženie referencie na aktuálny návrh
scene = bpy.context.scene

# Pozícia prvej kocky
pos_x = 0

# Vytvorenie a umiestnenie ďalších kociek
for i in range(1, 5):
# Vytvorenie novej kocky
bpy.ops.mesh.primitive_cube_add(size=size)
cube = bpy.context.object

# Nastavenie pozície
pos_x += size * 1.33 # Medzera o tretine priemeru
cube.location.x = pos_x

# Pridanie do scény
scene.collection.objects.link(cube)
</pre>
</li>
<li>Následne chceme implementovať modifikáciu týchto objektov, skúsme to spraviť tak, že každý jeden objekt v scéne modifikujeme iným spôsobom. Na jeden môdel môžme aplikovať jednu aj viac mien. Vytvorenie a aplikácia modifikátora na model (konkrétne pre modifikátor wireframe a subdivision) vyzerajú nasledovne:<br>
<pre>
import bpy

# Vytvorenie nového objektu - kocky
bpy.ops.mesh.primitive_cube_add(size=2)

# Získanie odkazu na vytvorený objekt
cube = bpy.context.object

# Pridanie Wireframe modifikátora
wireframe_mod = cube.modifiers.new(name="Wireframe", type='WIREFRAME')
wireframe_mod.thickness = 0.1 # hrúbka drôtového rámu

# Pridanie Subdivision modifikátora
subdivision_mod = cube.modifiers.new(name="Subdivision", type='SUBSURF')
subdivision_mod.levels = 2 # počet úrovní podrobností

# Presunutie kocky na inú pozíciu
cube.location = (0, 0, 2)
</pre>
</li>
<li>Hlavným princípom, ktorý budeme využívať na modifikovanie objektov budeme využívať Blender modifiers, o ktorých sa dozvieme viac v časti [https://docs.blender.org/manual/en/latest/modeling/modifiers/introduction.html Blender modifiers]. Skúste si preto viac modifikátorov a vyskúšajte si ich aplikovať viac na viaceré objekty samostatne alebo súčasne.</li>
<li>Ak máme vytvorených viac modifikácií a viac objektov, pokúsme sa tieto modifikácie aplikovať na dané objekty kým s nimi nie sme spokojní.</li>
</ol>
</div>

<div class="section">
<h3>Testovanie a úpravy</h3>
<p>Prezrite a skontrolujte si objekt a odpovedzte si na to či daný 3D model zodpovedá zadaniu a či ste s ním spokojní. Ak chcete skúsiť model upraviť, navrhujeme:</p>
<ul>
<li>skúste kód optimalizovať aby bol dostatočne prehľadný - rozmiestniť jednotlivé modifikácie do funkcií a podobne</li>
<li>pri aplikácií viacerých modifikácií môže byť problém s výkonom, skúste implementovať podmienky, ktoré zamedzia príliš veľkým alebo príliš nízkym hodnotám parametrov - vieme, že modifikároti majú urené rozdahy, ktoré môžeme aplikovať, napríklad "SUBSURF" úrovne môžu nadobúdať hodnotu <0,6></li>
<li>pokúste sa vytvoriť postupné renderovanie objektu a pri každej iterácií ho nejak viac modifikovať ako napríklad:<br>
[[File:Voronoi_object_4.png|alt=Voronoiov objekt 4|256px]] [[File:Voronoi_object_5.png|alt=Voronoiov objekt 5|256px]] [[File:Voronoi_object_6.png|alt=Voronoiov objekt 6|256px]]</li>
<li>modifikovať môžeme aj objekty, ktoré si vieme importovať do scény, vyskúšajte si teda importovanie a modifikáciu aj takéhoto objektu:<br>
[[File:blender_import_stl.png|alt=obrázok s návodom na import modelu|320px]]
</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Spätná väzba</h3>
<p>
Ak ste spokojní so svojím výsledným modelom, prezentujte ho ostatným, zhodnoťte koncepty, ktoré ste použili a ako ste ho implementovali, buďte otvorení k hodnoteniam od ostatných a k prípadným návrhom na zlepšenie.
</p>
</div>

<div class="section">
<h3>Vzorové riešenie</h3>
<p>Ak budete potrebovať motiváciu alebo si skontrolovať váš výsledný model, v nasledujúcich odkazoch nájdete implementáciu daného modelu v nástrojoch, ktoré ste na implementáciu mohli použiť:</p>
<ul>
<li>[https://github.com/Achinys-out/ParametricAndGenerativeDesign/blob/main/Python/generate_multiple.py Python]</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Záver</h3>
<p>V úlohe sme si predstavili akými spôsobmi môžeme generovať viac objektov naraz, manipulovať s nimi v scéne, modifikovať ich za behu programu či ako si isch uschovávať a prehľadávať. Tieto základy sú potrebné k tvorbe plnohodnotného generatívneho dizajnu.</p>
</div>
</div>

Zbierka

2024-05-09T20:18:25Z

Admin:

Táto zbierka príkladov slúži na úvod do modelovacieho softvéru - Tinkercad Codeblocks, BlocksCAD, OpenSCAD, Blender a na precvičenie základov parametrického a generatívneho dizajnu v uvedených nástrojoch. Pri programovaní v týchto prostrediach užívatelia získavajú programovacie a modelovacie skúsenosti prechodom od blokového (Tinkercad Codeblocks, BlocksCAD) k textovému (OpenSCAD, Blender) programovaniu:<br>
* V Tinkercad Codeblocks majú užívatelia jednoduché prostredie založené na blokovom programovaní a postupným skladaním blokov vytvárajú svoje vlastné 3D modely, no nevidia žiaden kód za tým. Tinkercad Codeblocks sprístupňuje renderovanie len málo primitív a nie je v ňom umožnená rekurzia.
* V BlocksCADe je prostredie podobné, no niektoré bloky majú jemne rozdielnú funkcionalitu či poradie vyhodnocovania. Síce sme stále v blokovom programovaní, BlocksCAD umožňuje aj prehľad OpenSCAD kódu, ktorý vytvoril pri skladaní blokov na pozadí. <span style="color:red">!POZOR!</span> - nie je zaručené, že tento OpenSCAD kód bude fungovať správne. Občas sa stane, že preklad nie je dokonalý a obsahuje syntaktické či logické chyby, preto sa neodporúča naň spoliehať na 100%. BlocksCAD umožňuje vytvárať viac primitív a oproti Tinkercad Codeblocks obsahuje aj rekurziu.
* V OpenSCADe je prostredie využívajúce vlastnú prispôsobenú syntax, v ktorej užívatelia programujú bez blokov, iba textovo, no je zo všetkých predošlých CAD systémov najrýchlejší a umožňuje vytvárať komplexnejšie modely s množstvom primitív.
* V Blenderi máme zas prostredie, ktoré nám pomocou Python API umožňuje pracovať s modelmi v scéne. Blender má obrovskú škálu operácií a dokáže relatívne rýchlo pracovať s väčším množstvom primitív. V skriptoch, ktoré píšeme vieme pomerne priamočiaro implementovať parametrické aj generatívne modelovanie. Máme taktiež k dispozícii importovanie viacerých modelov, takisto exportovanie modelov vo viacerých formátoch.

Všetky modely sú vytvorené čo najpodobnejšie vo viacerých nástrojoch pre predstavu a ľahší prechod medzi blokovým a textovým programovaním. Ku každému modelu je pripravený pracovný hárok, ktorý priblíži postup a koncepty riešiteľom.
<br>
<h2>'''Potrebné materiály pre prácu:'''</h2>
*počítač s prístupom na internet
*nástroje na skicovanie a výpočty
*[https://www.tinkercad.com/codeblocks Tinkercad Codeblocks], [https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD], [https://openscad.org/ OpenSCAD], [https://www.blender.org/ Blender], [https://www.python.org/ Python]
*[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Odkazy_a_n%C3%A1vody návody, videá, atď.] a [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria teória]

<h2>'''Pracovné hárky:'''</h2>
<p>Táto sekcia obsahuje pracovné hárky pre študentov obsahujúce konkrétne realizované príklady a úlohy s otvoreným koncom. Slúžia na osvojenie konceptov a zručností využívaných pri 3D modelovaní a programovaní všeobecne a v konečnom dôsledku aj pri parametrickom a generatívnom 3D modelovaní. V hárkoch nájdeme obrázky modelov, inštrukcie pre prácu, materiály alebo aj vzorové riešenia.</p>
<h3>'''Ľahké úlohy:'''</h3>
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=easy
|image_name=Hyperboloid_spinner
|alt=obrázok modelu rotovaného objektu
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Rotovan%C3%BD_objekt Rotovaný objekt]
|duration=30 min
|difficulty=ľahký
|skills=transformácie, cykly
|software=[https://www.tinkercad.com/codeblocks Tinkercad Codeblocks], [https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=easy
|image_name=Mandala OpenSCAD
|alt=obrázok modelu mandaly
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Mandala Mandala]
|duration=45 min
|difficulty=ľahký
|skills=transformácie, cykly
|software=[https://www.tinkercad.com/codeblocks Tinkercad Codeblocks], [https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=easy
|image_name=Twisted_stairs
|alt=obrázok modelu točených schodov
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_To%C4%8Den%C3%A9_schody Točené schody]
|duration=1.5 hod
|difficulty=ľahký
|skills=transformácie, cykly, CSG operácie
|software=[https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=easy
|image_name=Twist_cylinder
|alt=obrázok modelu rotovaného valca z polygónov
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Valec_z_polyg%C3%B3nov Valec z plygónov]
|duration=1 hod
|difficulty=ľahký
|skills=transformácie, cykly, CSG operácie, funkcie
|software=[https://www.tinkercad.com/codeblocks Tinkercad Codeblocks], [https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}
<h3>'''Pokročilé úlohy:'''</h3>
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=medium
|image_name=Parametric_screw_1
|alt=obrázok modelu skrutky
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Skrutka Parametrická skrutka]
|duration=1.5 hod
|difficulty=pokročilý
|skills=transformácie, cykly, CSG operácie, funkcie
|software=[https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=medium
|image_name=Koch_cube
|alt=obrázok modelu kochovej kocky
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Kochova_kocka Kochova kocka iteratívne]
|duration=1 hod
|difficulty=pokročilý
|skills=transformácie, cykly, CSG operácie
|software=[https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=medium
|image_name=Recursive_cubes
|alt=obrázok modelu rekurzívnych kociek
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Rekurz%C3%ADvne_kocky Rekurzívne kocky]
|duration=1 hod
|difficulty=pokročilý
|skills=transformácie, CSG operácie, podmienky, rekurzia
|software=[https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=medium
|image_name=Recursive_sphere
|alt=obrázok modelu rekurzívnych guličiek
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Rekurz%C3%ADvne_guli%C4%8Dky Rekurzívne guličky]
|duration=1 hod
|difficulty=pokročilý
|skills=transformácie, CSG operácie, podmienky, rekurzia
|software=[https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=medium
|image_name=L-system_tree
|alt=obrázok modelu l-systému
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_L-syst%C3%A9m L-systém]
|duration=1.5 hod
|difficulty=pokročilý
|skills=transformácie, cykly, CSG operácie, podmienky, funkcie, rekurzia
|software=[https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=medium
|image_name=Blender_object_generator
|alt=obrázok generovania modelov v Blenderi
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Generovanie_objektov_-_Blender Generovanie objektov]
|duration=1 hod
|difficulty=pokročilý
|skills=transformácie, cykly, podmienky, funkcie, práca s bpy
|software=[https://www.blender.org/ Blender] a [https://www.python.org/ Python]
}}
<h3>'''Ťažké úlohy:'''</h3>
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=hard
|image_name=Voronoi_object_1
|alt=obrázok voronoiovej gule v OpenSCADe
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Voronoiove_objekty_-_OpenSCAD Voronoiove objekty - OpenSCAD]
|duration=1 hod
|difficulty=ťažký
|skills=transformácie, cykly, CSG operácie, podmienky, funkcie
|software=[https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=hard
|image_name=Voronoi_object_0
|alt=obrázok voronoiovej gule v Blenderi
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Voronoiove_objekty_-_Blender Voronoiove objekty - Blender]
|duration=1.5 hod
|difficulty=ťažký
|skills=cykly, podmienky, funkcie, práca s bpy
|software=[https://www.blender.org/ Blender] a [https://www.python.org/ Python]
}}
<h3>'''Bonus: viacúčelová optimalizácia 3D modelov:'''</h3>
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=bonus
|image_name=MOEA_4
|alt=obrázok s ukážkou optimalizácie
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Viac%C3%BA%C4%8Delov%C3%A1_optimaliz%C3%A1cia_3D_modelov Viacúčelová optimalizácia 3D modelov]
|duration=∞
|difficulty=ťažký
|skills=cykly, podmienky, funkcie, práca s bpy a platypus
|software=[https://www.blender.org/ Blender] a [https://www.python.org/ Python]
}}

Zbierka - Skrutka

2024-05-09T20:17:59Z

Admin: Vytvorená stránka „<div class="worksheet"> norotate=0 <h1>Parametrická skrutka</h1> <div class="section"> <div class="lesson-plan-text"> <div><div>Trvanie:</div><span>1 hod</span></div> <div><div>Náročnosť:</div><span>pokročilý</span></div> <div><div>Zručnosti:</div><span>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Transform%C3%A1cie transformácie], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/d…“

<div class="worksheet">
[[File:Parametric_screw.stl|356x356px|left|norotate=0]]
<h1>Parametrická skrutka</h1>
<div class="section">
<div class="lesson-plan-text">
<div><div>Trvanie:</div><span>1 hod</span></div>
<div><div>Náročnosť:</div><span>pokročilý</span></div>
<div><div>Zručnosti:</div><span>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Transform%C3%A1cie transformácie], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Cykly cykly], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/CSG_oper%C3%A1cie CSG operácie]</span></div>
<div><div>Nástroje:</div><span>[https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]</span></div>
<div><div>Inštrukcie pre učiteľov:</div><span>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Parametrick%C3%A1_skrutka učitelia - parametrická skrutka]</span></div>
</div>
<p>Parametrický dizajn v 3D modelovaní je založený na definovaní parametrov a vzťahov medzi nimi, ktoré určujú tvar a vlastnosti modelu. Tieto parametre sú potom použité na vytvorenie modelu, ktorý je prispôsobený zmenám v týchto parametroch. Môžeme povedať, že medzi základné princípy parametrického dizajnu patria nasledovné:
<ul>
<li><b>Parametrizácia</b> - definovanie parametrov, ktoré ovplyvňujú vlastnosti modelu, akými sú rozmer, tvar, materiál a ďalšie charakteristiky</li>
<li><b>Vzťahy a závislosti</b> - stanovenie vzťahov a závislostí medzi parametrami, čo umožňuje dynamické a interaktívne upravovanie modelu</li>
<li><b>Flexibilita</b> - možnosť rýchlej a ľahkej zmeny parametrov</li>
<li><b>Reparametrizácia</b> - schopnosť redefinovať a upravovať parametre</li>
<li><b>Opätovné použiteľnosť</b> - možnosť opätovného využitia parametrov a modelov na vytvorenie podobných alebo odlišných dizajnov</li>
</ul>
</p>
</div>
<div class="section">
<h3>Zadanie úlohy</h3>
<p>Pre lepšie ukotvenie zručností a práce s parametrami si v tejto úlohe vytvoríme model skrutky. Pôjde nám o to aby sme každú časť skrutky vytvorili pomocou samostatnej funkcie a v rámci týchto funkcií si vyskúšali vytvárať závislosti medzi parametrami a nakoniec produkty týchto funkcií pospájame do celkového modelu skrutky.</p>
</div>

<div class="section">
<h3>Odkazy na materiály</h3>
<p>V tejto sekcii nájdete odkazy na materiály, ktoré vám môžu pomôcť pri riešení daných problémov a naučia vás ako používať požívané nástroje:</p>
<ul>
<li>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria Teória] - rozcestník stručnej teórie pre koncepty, ktoré potrebujeme</li>
<li>[https://www.blockscad3d.com/edu/lessons/ BlocksCAD lessons - lekcie pre tvorbu modelov] - tu si môžete vyskúšat modelovanie v BlocksCADe na úlohách s rôznymi modelmi, kde si viete triediť výber úloh podľa toho čo
potrebujete, alebo vás zaujíma</li>
</li>
<li>[https://en.wikibooks.org/wiki/OpenSCAD_User_Manual OpenSCAD manuál] - miesto kde nájdete všetky potrebné informácie k OpenSCADu vrátane všetkých príkazov, dokumentácie či syntaxe</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Inštrukcie</h3>
<ol>
<li>Otvorte si nástroj BlocksCAD alebo OpenSCAD.</li>
<li>Premyslite ako bude výsledný model vyzerať a čo všetko je potrebné implementovať. Zamyslime sa nad časťami z ktorých šrob pozostáva: zárez v hlavičke, samotná hlavička, závit, báza okolo ktorej sa závit točí a špičku skrutky. Postup implementácie jednotlivých častí môže vyzerať aj nasledovne:
<br clear=all><br>
[[File:blockscad_screw_01.png|128px]] -> [[File:blockscad_screw_02.png|128px]] -> [[File:blockscad_screw_03.png|128px]] -> [[File:blockscad_screw_04.png|128px]] -> [[File:blockscad_screw_05.png|128px]]
</li>
<li>Vytvorte funkcie pre každú z týchto častí. Uistite sa, že do funkcií si preposielate výhradne parametre, ktoré potrebujete.</li>
<li>V týchto funkciách implementujte závisltosti medzi parametrami. Napríklad ak máme hlavičku menšiu, tka budeme chcieť menší zárez a naopak.</li>
<li>Ak máte vytvorené funkcie s parametrami a závoslosťami, potrebujete ich odladiť tak aby ste dokázali poskladať všetky časti dokopy. Použite CSG operácie k vytvoreniu celistvej skrutky.</li>
<li>Dolaďte váš model podľa potreby.</li>
</ol>
</div>

<div class="section">
<h3>Testovanie a úpravy</h3>
<p>Prezrite a skontrolujte si objekt a odpovedzte si na to či daný 3D model zodpovedá zadaniu a či ste s ním spokojní. Ak chcete skúsiť model upraviť, navrhujeme:</p>
<ul>
<li>nemusíme vytvárať len skrutku, skúste upraviť alebo vytvoriť parametre tak aby sme získali napríklad klinec</li>
<li>pozrite si a vyskúšajte si aj ostatné implementácie v zdrojových súboroch a inšpirujte sa</li>
<li>v zdrojovom kóde máte viac implementácií závitu, skúste implementovať ďalší spôsob na vytvorenie závitu</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Spätná väzba</h3>
<p>Ak ste spokojný so svojím výsledným modelom, prezentujte ho ostatným, zhodnoťte koncepty, ktoré ste použili a ako ste ho implementovali, buďte otvorený k hodnoteniam od ostatných a k prípadným návrhom na zlepšenie.</p>
</div>

<div class="section">
<h3>Vzorové riešenie</h3>
<p>Ak budete potrebovať motiváciu alebo si skontrolovať váš výsledný model, v nasledujúcich odkazoch nájdete implementáciu daného modelu v nástrojoch, ktoré ste na implementáciu mohli použiť:</p>
<ul>
<li>[https://www.blockscad3d.com/community/projects/1772567 BlocksCAD]</li>
<li>[https://github.com/Achinys-out/ParametricAndGenerativeDesign/blob/main/OpenSCAD/parametric_screw.scad OpenSCAD_1]</li>
<li>[https://github.com/Achinys-out/ParametricAndGenerativeDesign/blob/main/OpenSCAD/simple_parametric_screw.scad OpenSCAD_2]</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Záver</h3>
<p>V tejto úlohe sme si ukázali ako sa dá pracovať s parametramia a ako sa navzájom dokážu ovplyvňovať a takisto to, že je potrebné dať si pozor na konkrétne úpravy aby sme sa s parametrami neposunuli tam kam nechceme. Taktiež sme si precvičili prácu s viacerými funkciami a kmbináciu ich výsledkov.</p>
<p>Ak by sme chceli vytvárať viac modelov skrutiek, matiek a podobne, ktoré sú odladené a dostatočne parametrizované, vieme na to využiť niektorú z knižníc: [https://www.thingiverse.com/thing:3131126 Threads for screws and nuts V1], [https://github.com/adrianschlatter/threadlib threadlib], [https://www.thingiverse.com/thing:6308320/files Easy bolt] alebo o niečo profesionálnejšie [https://wiki.freecad.org/Fasteners_Workbench Fasteners Workbench pre FreeCAD].</p>
</div>
</div>

Učitelia

2024-05-09T20:17:33Z

Admin:

Táto stránka je dedikovaná pre učiteľov a obsahuje všetky potrebné podporné návody, podklady a odporúčania pre vyučovanie parametrického a generatívneho 3D modelovania vrátane stručného zhrnutia modelu 5E.
<br>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Teória'''</h2>
V časti webu [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria Teória] nájdete všetkú teóriu, ktorú ako učiteľ potrebujete k pochopeniu či vysvetleniu vyučovaných konceptov vysvetľovaných a vyučovaných na webe. Koncepty v teórií sú zoradené abecedne, teória je definovaná pomerne stručne a každý koncept obsahuje linky na stránky s podrobnejšími vysvetleniami či ukážkami.
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Potrebné nástroje'''</h2>
Vo všeobecnosti sa naprieč všetkými materiálmi a pre prácu so zbierkou využívajú tieto nástroje a materiály:
*počítače s prístupom na internet
*softvér Tinkercad, BlocksCAD, OpenSCAD, Blender a Python (OpenSCAD, Blender a Python treba nainštalovať lokálne, rovnako aj knižnicu Platypus-Opt)
*učebné materiály (návody, dokumentácie, videá, atď.)
*papier a písacie potreby na skicovanie a výpočty, prípadne iné modelovacie pomôcky
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Návody v štýle 5E pre úlohy zo zbierky'''</h2>
* [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Rotovan%C3%BD_objekt Rotovaný objekt]
* [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Mandala Mandala]
* [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_To%C4%8Den%C3%A9_schody Točené schody]
* [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Valec_z_polyg%C3%B3nov Valec polygónov]
* [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Parametrick%C3%A1_skrutka Parametrická skrutka]
* [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Kochova_kocka_iterat%C3%ADvne Kochova kocka iteratívne]
* [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Rekurz%C3%ADvne_kocky Rekurzívne kocky]
* [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Rekurz%C3%ADvne_guli%C4%8Dky Rekurzívne guličky]
* [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_L-syst%C3%A9m L-systém]
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''5E model výučby'''</h2>
*'''Zapojenie (Engage):''' Ukážte príklady 3D objektov študentom a diskutujte o ich význame, využití či o umeleckých kvalitách. Požiadajte študentov, aby premýšľali o tom, ako by mohli vytvoriť vlastné 3D modely pomocou digitálneho dizajnového softvéru. Diskutujte o dôležitosti symmetrie, opakovania a geometrických tvarov pri dizajne modelov.
*'''Skúmanie (Explore):''' Poskytnite študentom prístup k softvéru Tinkercad, BlocksCAD alebo OpenSCAD spolu s tutoriálmi alebo sprievodcami, ako používať softvér. Podporte študentov pri skúmaní nástrojov a funkcií softvéru prostredníctvom praktických experimentov. Inštruujte študentov ako začať kresliť návrhy svojich 3D objektov, pričom zvážia prvky matematiky, symetrie, programovania a geometrickych vzorov.
*'''Vysvetlenie (Explain):''' Ukážte študentom demonštráciu, ako vytvoriť základné tvary a manipulovať s nimi, aby vytvorili detailné vzory v zvolenom softvéri. Vysvetlite kľúčové pojmy ako zoskupovanie, zarovnávanie a duplikácia objektov pre vytvorenie symetrických vzorov. Poskytnite ďalšie zdroje alebo podporu, aby študenti porozumeli a aplikovali geometrické princípy v ich dizajnoch.
*'''Rozpracovanie (Elaborate):''' Podporte študentov, aby aplikovali svoje pochopenie geometrických konceptov a dizajnových princípov na vytvorenie vlastných unikátnych 3D modelov. Umožnite študentom experimentovať s rôznymi tvarmi, veľkosťami a usporiadaniami, aby vyjadrili svoju kreativitu. Poskytnite príležitosti na zdieľanie pokroku študentov s rovesníkmi a na získanie spätnej väzby na zlepšenie.
*'''Hodnotenie (Evaluate):''' Hodnoťte 3D modely študentov na základe kritérií ako kreativita, symmetria, komplexnosť a dodržiavanie geometrických princípov. Použite rubriku, samo-hodnotenie alebo hodnotenie rovesníkov na meranie porozumenia študentov dizajnového procesu a ich schopnosti aplikovať geometrické koncepty v ich vytváraní. Poskytnite konštruktívnu spätnú väzbu, aby ste pomohli študentom zlepšiť ich dizajny a hlbšie porozumieť technikám 3D modelovania.
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Ciele vyučovania'''</h2>
*'''Zoznámenie s konceptmi a princípmi:''' Učiteľ by mal zabezpečiť, aby študenti pochopili základné koncepty a princípy matematiky, programovania a nakoniec aj samotného parametrického a generatívneho 3D modelovania. Tento cieľ môže byť dosiahnutý prostredníctvom interaktívnych prednášok, demonštrácií a diskusií.
*'''Rozvinutie technických zručností:''' Študenti by mali mať možnosť získať praktické skúsenosti s používaním nástrojov na parametrické a generatívne modelovanie. Učiteľ by mal poskytnúť príležitosť na cvičenie a experimentovanie s rôznymi softvérovými nástrojmi a technikami.
*'''Rozvoj kritického myslenia:''' Učiteľ by mal podporovať študentov v analýze a hodnotení rôznych aspektov ich modelov. Tento cieľ môže byť dosiahnutý prostredníctvom diskusií o rôznych prístupoch k modelovaniu - napríklad o ich výhodách a nevýhodách.
*'''Podpora tvorivosti a inovácie:''' Učiteľ by mal povzbudzovať študentov k tomu, aby boli kreatívni a inovatívni pri vytváraní svojich modelov. To môže zahŕňať podporu vo výbere a implementácii nových nápadov a riešení.
*'''Pripojenie k reálnym aplikáciám:''' Učiteľ by mal pomôcť študentom pochopiť, ako sa parametrické a generatívne modelovanie používa v reálnych aplikáciách a priemyselných odvetviach. To môže byť dosiahnuté prostredníctvom príkladov a štúdia prípadov z rôznych odvetví, ako sú architektúra, strojárstvo alebo dizajn.
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Metódy vyučovania'''</h2>
Hlavnými metódami, ktoré by mal učiteľ vo výučbe aplikovať sú metódy modelu 5E. Taktiež je potrebné aby bral do úvahy nasledovné metódy, ktoré sa do určitej miery prelínajú s prístupmi v 5E:
*'''Demonštrácie a praktické cvičenia:''' Učiteľ by mal zabezpečiť demonštrácie rôznych techník a nástrojov parametrického a generatívneho modelovania a následné praktické cvičenia, ktoré umožnia študentom zažiť a aplikovať naučené princípy a zručnosti.
*'''Kolaboratívne učenie:''' Podpora kolaboratívneho učenia môže pomôcť študentom pri zdieľaní nápadov, riešení a spoločnom riešení problémov. Učiteľ by mal vytvoriť prostredie, kde študenti môžu pracovať v skupinách a vzájomne sa podporovať a učiť.
*'''Projektové a problémové zameranie:''' Zameranie sa na projektovú a problémovú metódu môže poskytnúť študentom príležitosť uplatniť svoje vedomosti a zručnosti v reálnych situáciách. Učiteľ by mal ponúknuť projektové úlohy alebo problémy, ktoré vyžadujú použitie parametrického a generatívneho modelovania na ich riešenie.
*'''Aktívne učenie a zapojenie:''' Učiteľ by mal podporovať aktívne učenie študentov prostredníctvom rôznych aktivít, ako sú diskusie, skupinové cvičenia, otázky a odpovede, a praktické experimenty. Tieto aktivity by mali zabezpečiť, že študenti sú aktívne angažovaní a aktívne konštruujú svoje vedomosti.
*'''Individualizované a diferencované vyučovanie:''' Učiteľ by mal zvážiť individualizované a diferencované prístupy, aby zodpovedal potrebám a záujmom jednotlivých študentov. To môže zahŕňať poskytnutie dodatočných materiálov, rozšírených úloh pre študentov s väčším záujmom, alebo dodatočnú podporu pre študentov so špecifickými výzvami.
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Obsah a štruktúra'''</h2>
*'''Plánovanie obsahu a postupu lekcií:''' Učiteľ musí dôkladne premyslieť a plánovať, aké témy a koncepty budú zahrnuté v jednotlivých fázach 5E modelu (Zapojenie, Objavovanie, Porozumenie, Rozvoj, Hodnotenie). Mali by sa zahrnúť aj vhodné cvičenia a aktivity, ktoré podporia každú fázu.
*'''Organizácia lekcií a aktivít:''' Učiteľ by mal vytvoriť jasné a logické usporiadanie lekcií a aktivít, aby študenti mohli ľahko nasledovať proces učenia. Každá fáza 5E modelu by mala byť dobre definovaná a zahrnutá do celkovej štruktúry lekcie.
*'''Príprava materiálov a zdrojov:''' Učiteľ by mal pripraviť potrebné materiály, zdroje a nástroje potrebné na realizáciu každej lekcie a aktivity. To môže zahŕňať prezentácie, pracovné hárky, softvérové nástroje a ďalšie zdroje podporujúce učenie.
*'''Flexibilita a prispôsobenie sa potrebám študentov:''' Učiteľ by mal byť schopný prispôsobiť sa individuálnym potrebám a záujmom študentov počas vyučovania. To môže znamenať úpravu tempa lekcie, poskytnutie ďalších vysvetlení alebo ponúknutie doplnkových úloh podľa potreby.
*'''Hodnotenie a spätná väzba:''' Učiteľ by mal mať plán, ako bude hodnotiť pokrok študentov a poskytovať im spätnú väzbu na ich prácu. To môže zahŕňať rôzne formy hodnotenia, ako sú úlohy, projekty, testy alebo hodnotenie procesu.
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Cvičenia a aktivity'''</h2>
*'''Interaktívne demonštrácie:''' Učiteľ by mal usporiadať interaktívne demonštrácie použitia rôznych nástrojov a techník na parametrické a generatívne modelovanie. Študenti by mali mať možnosť sledovať, ako sa modely vytvárajú, a interagovať so všetkými krokmi procesu.
*'''Praktické cvičenia:''' Poskytnutie príležitosti na praktické cvičenia umožňuje študentom aplikovať svoje znalosti a zručnosti v praxi. Učiteľ by mal pripraviť úlohy a cvičenia, ktoré študentom umožnia experimentovať s rôznymi aspektmi parametrického a generatívneho modelovania.
*'''Projektové úlohy:''' Študentom by mali byť ponúknuté projektové úlohy, ktoré vyžadujú aplikáciu ich vedomostí a zručností na riešenie reálnych problémov. Tieto úlohy môžu zahrňovať návrh a vytvorenie konkrétnych 3D modelov alebo sériu modelovacích úloh s postupne narastajúcou zložitosťou.
*'''Kolaboratívne skupinové práce:''' Umožnenie študentom pracovať v skupinách na riešení úloh a projektov podporuje spoluprácu a zdieľanie nápadov. Učiteľ by mal vytvoriť prostredie, kde študenti môžu diskutovať a spolupracovať na riešení problémov v oblasti parametrického a generatívneho modelovania.
*'''Kreatívne experimentovanie:''' Učiteľ by mal povzbudzovať študentov, aby boli kreatívni a experimentovali s rôznymi prístupmi a technikami modelovania. To môže zahŕňať vytváranie vlastných projektov, kde študenti majú voľnosť výberu a implementácie svojich nápadov.
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Materiály a zdroje'''</h2>
*'''Softvérové nástroje:''' Učiteľ by mal mať prístup k softvérovým nástrojom na parametrické a generatívne 3D modelovanie. Na webe sú dostupné odkazy napríklad na Tinkercad, BlocksCAD či OpenSCAD.
*'''Vzorové projekty a príklady:''' Poskytnutie vzorových projektov a príkladov môže pomôcť študentom pochopiť rôzne aspekty parametrického a generatívneho modelovania a poskytnúť im inšpiráciu pre ich vlastné práce. Príklady sú voľne dohladateľné cez vyhľadávače.
*'''Online tutoriály a videá:''' Online tutoriály a videá sú užitočným zdrojom pre študentov, aby sa mohli naučiť nové techniky a postupy v 3D modelovaní. Učiteľ by mal poskytnúť odkazy na relevantné zdroje a videá, ktoré sú zamerané na parametrické a generatívne modelovanie.
*'''Pracovné hárky a materiály:''' Učiteľ by mal pripraviť pracovné hárky a materiály, ktoré študentom umožnia zaznamenať ich myšlienky, poznámky a postrehy počas vyučovania. Tieto materiály môžu obsahovať cvičenia, otázky a úlohy na posilnenie ich porozumenia. Zbierka a hárky sú dostupné na webe.
*'''Fyzické modelovacie pomôcky:''' V niektorých prípadoch môžu byť fyzické modelovacie pomôcky užitočné na demonštráciu konkrétnych konceptov a techník. To môže zahŕňať 3D tlačiarne na vytváranie fyzických modelov alebo modelovacie sady na vizuálne zobrazenie rôznych geometrických princípov, alebo aj običajný papier a pero pre tvorbu náčrtov.
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Rady pre hodnotenie'''</h2>
*'''Jasné kritériá hodnotenia:''' Definujte jasné kritériá hodnotenia, ktoré budú študentom poskytnuté na začiatku každej úlohy alebo projektu. Tieto kritériá by mali zohľadňovať technickú kvalitu modelu, kreativitu, použitie daných techník a schopnosť študenta prezentovať svoje práce.
*'''Formálne a neformálne hodnotenie:''' Zvážte kombináciu formálnych a neformálnych hodnotiacich metód, aby ste získali komplexný pohľad na pokrok študentov. Okrem tradičných testov a projektových prác môžete zahrnúť aj hodnotenie prostredníctvom portfólií, sebahodnotenia a peer review.
*'''Spätná väzba na procese učenia:''' Poskytnite študentom pravidelnú spätnú väzbu na ich proces učenia a postupy pri modelovaní. Zamerajte sa nielen na výsledok, ale aj na to, ako študenti využívajú parametrické a generatívne techniky a ako zlepšujú svoje zručnosti.
*'''Podpora reflexie a sebahodnotenia:''' Podporte študentov v reflexii ich práce a sebahodnotení. Umožnite im identifikovať svoje silné a slabé stránky a stanoviť si ciele pre svoj ďalší rozvoj v oblasti 3D modelovania.
*'''Individuálne prispôsobenie hodnotenia:''' Uvažujte o individuálnom prispôsobení hodnotenia podľa potrieb a preferencií študentov. Niektorí študenti môžu mať lepšie porozumenie parametrického modelovania, zatiaľ čo iní sa môžu lepšie orientovať v generatívnych technikách.
*'''Zohľadnenie kreativity a inovácie:''' Nezabudnite hodnotiť aj kreativitu a inováciu študentov pri tvorbe ich 3D modelov. Uvažujte o tom, ako študenti využívajú funkcie na vytváranie originálnych a unikátnych dizajnov.
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Zohľadnenie rozdielnych úrovní skúseností a skúseností študentov'''</h2>
V prípade, že nastane situácia, kedy sa v skupine vyskytujú väčšie rzdiely v skúsenostiach č zručnostiach študentov je potrebné sa riadiť nasledovnými bodmi:
*'''Predhodnotenie:''' Získajte informácie o úrovniach študentov pred začiatkom lekcie abs ste vedeli nachystať potrebné mateirály a prispôsobiť sa tak všetkým.
*'''Diferenciácia úloh:''' Vytvorte rôzne úrovne úloh aby každý mal úlohu primeranú jeho schopnostiam.
*'''Flexibilné skupinovanie:''' Prispôsobte skupiny podľa zručností - kombinujte skupiny tak, aby skupia obsahovala čo najširšie spektrum zručností aby si tak mohli navzájom pomáhať a dopĺňať sa.
*'''Individualizovaná podpora:''' Poskytnite individuálny prístup podľa potreby.
</div>

Učitelia

2024-05-09T20:17:12Z

Admin:

Táto stránka je dedikovaná pre učiteľov a obsahuje všetky potrebné podporné návody, podklady a odporúčania pre vyučovanie parametrického a generatívneho 3D modelovania vrátane stručného zhrnutia modelu 5E.
<br>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Teória'''</h2>
V časti webu [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria Teória] nájdete všetkú teóriu, ktorú ako učiteľ potrebujete k pochopeniu či vysvetleniu vyučovaných konceptov vysvetľovaných a vyučovaných na webe. Koncepty v teórií sú zoradené abecedne, teória je definovaná pomerne stručne a každý koncept obsahuje linky na stránky s podrobnejšími vysvetleniami či ukážkami.
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Potrebné nástroje'''</h2>
Vo všeobecnosti sa naprieč všetkými materiálmi a pre prácu so zbierkou využívajú tieto nástroje a materiály:
*počítače s prístupom na internet
*softvér Tinkercad, BlocksCAD, OpenSCAD, Blender a Python (OpenSCAD, Blender a Python treba nainštalovať lokálne, rovnako aj knižnicu Platypus-Opt)
*učebné materiály (návody, dokumentácie, videá, atď.)
*papier a písacie potreby na skicovanie a výpočty, prípadne iné modelovacie pomôcky
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Návody v štýle 5E pre úlohy zo zbierky'''</h2>
* [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Rotovan%C3%BD_objekt Rotovaný objekt]
* [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Mandala Mandala]
* [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_To%C4%8Den%C3%A9_schody Točené schody]
* [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Valec_z_polyg%C3%B3nov Valec polygónov]
* [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Parametrick%C3%BD_%C5%A1r%C3%B3b Parametrická skrutka]
* [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Kochova_kocka_iterat%C3%ADvne Kochova kocka iteratívne]
* [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Rekurz%C3%ADvne_kocky Rekurzívne kocky]
* [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Rekurz%C3%ADvne_guli%C4%8Dky Rekurzívne guličky]
* [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_L-syst%C3%A9m L-systém]
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''5E model výučby'''</h2>
*'''Zapojenie (Engage):''' Ukážte príklady 3D objektov študentom a diskutujte o ich význame, využití či o umeleckých kvalitách. Požiadajte študentov, aby premýšľali o tom, ako by mohli vytvoriť vlastné 3D modely pomocou digitálneho dizajnového softvéru. Diskutujte o dôležitosti symmetrie, opakovania a geometrických tvarov pri dizajne modelov.
*'''Skúmanie (Explore):''' Poskytnite študentom prístup k softvéru Tinkercad, BlocksCAD alebo OpenSCAD spolu s tutoriálmi alebo sprievodcami, ako používať softvér. Podporte študentov pri skúmaní nástrojov a funkcií softvéru prostredníctvom praktických experimentov. Inštruujte študentov ako začať kresliť návrhy svojich 3D objektov, pričom zvážia prvky matematiky, symetrie, programovania a geometrickych vzorov.
*'''Vysvetlenie (Explain):''' Ukážte študentom demonštráciu, ako vytvoriť základné tvary a manipulovať s nimi, aby vytvorili detailné vzory v zvolenom softvéri. Vysvetlite kľúčové pojmy ako zoskupovanie, zarovnávanie a duplikácia objektov pre vytvorenie symetrických vzorov. Poskytnite ďalšie zdroje alebo podporu, aby študenti porozumeli a aplikovali geometrické princípy v ich dizajnoch.
*'''Rozpracovanie (Elaborate):''' Podporte študentov, aby aplikovali svoje pochopenie geometrických konceptov a dizajnových princípov na vytvorenie vlastných unikátnych 3D modelov. Umožnite študentom experimentovať s rôznymi tvarmi, veľkosťami a usporiadaniami, aby vyjadrili svoju kreativitu. Poskytnite príležitosti na zdieľanie pokroku študentov s rovesníkmi a na získanie spätnej väzby na zlepšenie.
*'''Hodnotenie (Evaluate):''' Hodnoťte 3D modely študentov na základe kritérií ako kreativita, symmetria, komplexnosť a dodržiavanie geometrických princípov. Použite rubriku, samo-hodnotenie alebo hodnotenie rovesníkov na meranie porozumenia študentov dizajnového procesu a ich schopnosti aplikovať geometrické koncepty v ich vytváraní. Poskytnite konštruktívnu spätnú väzbu, aby ste pomohli študentom zlepšiť ich dizajny a hlbšie porozumieť technikám 3D modelovania.
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Ciele vyučovania'''</h2>
*'''Zoznámenie s konceptmi a princípmi:''' Učiteľ by mal zabezpečiť, aby študenti pochopili základné koncepty a princípy matematiky, programovania a nakoniec aj samotného parametrického a generatívneho 3D modelovania. Tento cieľ môže byť dosiahnutý prostredníctvom interaktívnych prednášok, demonštrácií a diskusií.
*'''Rozvinutie technických zručností:''' Študenti by mali mať možnosť získať praktické skúsenosti s používaním nástrojov na parametrické a generatívne modelovanie. Učiteľ by mal poskytnúť príležitosť na cvičenie a experimentovanie s rôznymi softvérovými nástrojmi a technikami.
*'''Rozvoj kritického myslenia:''' Učiteľ by mal podporovať študentov v analýze a hodnotení rôznych aspektov ich modelov. Tento cieľ môže byť dosiahnutý prostredníctvom diskusií o rôznych prístupoch k modelovaniu - napríklad o ich výhodách a nevýhodách.
*'''Podpora tvorivosti a inovácie:''' Učiteľ by mal povzbudzovať študentov k tomu, aby boli kreatívni a inovatívni pri vytváraní svojich modelov. To môže zahŕňať podporu vo výbere a implementácii nových nápadov a riešení.
*'''Pripojenie k reálnym aplikáciám:''' Učiteľ by mal pomôcť študentom pochopiť, ako sa parametrické a generatívne modelovanie používa v reálnych aplikáciách a priemyselných odvetviach. To môže byť dosiahnuté prostredníctvom príkladov a štúdia prípadov z rôznych odvetví, ako sú architektúra, strojárstvo alebo dizajn.
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Metódy vyučovania'''</h2>
Hlavnými metódami, ktoré by mal učiteľ vo výučbe aplikovať sú metódy modelu 5E. Taktiež je potrebné aby bral do úvahy nasledovné metódy, ktoré sa do určitej miery prelínajú s prístupmi v 5E:
*'''Demonštrácie a praktické cvičenia:''' Učiteľ by mal zabezpečiť demonštrácie rôznych techník a nástrojov parametrického a generatívneho modelovania a následné praktické cvičenia, ktoré umožnia študentom zažiť a aplikovať naučené princípy a zručnosti.
*'''Kolaboratívne učenie:''' Podpora kolaboratívneho učenia môže pomôcť študentom pri zdieľaní nápadov, riešení a spoločnom riešení problémov. Učiteľ by mal vytvoriť prostredie, kde študenti môžu pracovať v skupinách a vzájomne sa podporovať a učiť.
*'''Projektové a problémové zameranie:''' Zameranie sa na projektovú a problémovú metódu môže poskytnúť študentom príležitosť uplatniť svoje vedomosti a zručnosti v reálnych situáciách. Učiteľ by mal ponúknuť projektové úlohy alebo problémy, ktoré vyžadujú použitie parametrického a generatívneho modelovania na ich riešenie.
*'''Aktívne učenie a zapojenie:''' Učiteľ by mal podporovať aktívne učenie študentov prostredníctvom rôznych aktivít, ako sú diskusie, skupinové cvičenia, otázky a odpovede, a praktické experimenty. Tieto aktivity by mali zabezpečiť, že študenti sú aktívne angažovaní a aktívne konštruujú svoje vedomosti.
*'''Individualizované a diferencované vyučovanie:''' Učiteľ by mal zvážiť individualizované a diferencované prístupy, aby zodpovedal potrebám a záujmom jednotlivých študentov. To môže zahŕňať poskytnutie dodatočných materiálov, rozšírených úloh pre študentov s väčším záujmom, alebo dodatočnú podporu pre študentov so špecifickými výzvami.
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Obsah a štruktúra'''</h2>
*'''Plánovanie obsahu a postupu lekcií:''' Učiteľ musí dôkladne premyslieť a plánovať, aké témy a koncepty budú zahrnuté v jednotlivých fázach 5E modelu (Zapojenie, Objavovanie, Porozumenie, Rozvoj, Hodnotenie). Mali by sa zahrnúť aj vhodné cvičenia a aktivity, ktoré podporia každú fázu.
*'''Organizácia lekcií a aktivít:''' Učiteľ by mal vytvoriť jasné a logické usporiadanie lekcií a aktivít, aby študenti mohli ľahko nasledovať proces učenia. Každá fáza 5E modelu by mala byť dobre definovaná a zahrnutá do celkovej štruktúry lekcie.
*'''Príprava materiálov a zdrojov:''' Učiteľ by mal pripraviť potrebné materiály, zdroje a nástroje potrebné na realizáciu každej lekcie a aktivity. To môže zahŕňať prezentácie, pracovné hárky, softvérové nástroje a ďalšie zdroje podporujúce učenie.
*'''Flexibilita a prispôsobenie sa potrebám študentov:''' Učiteľ by mal byť schopný prispôsobiť sa individuálnym potrebám a záujmom študentov počas vyučovania. To môže znamenať úpravu tempa lekcie, poskytnutie ďalších vysvetlení alebo ponúknutie doplnkových úloh podľa potreby.
*'''Hodnotenie a spätná väzba:''' Učiteľ by mal mať plán, ako bude hodnotiť pokrok študentov a poskytovať im spätnú väzbu na ich prácu. To môže zahŕňať rôzne formy hodnotenia, ako sú úlohy, projekty, testy alebo hodnotenie procesu.
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Cvičenia a aktivity'''</h2>
*'''Interaktívne demonštrácie:''' Učiteľ by mal usporiadať interaktívne demonštrácie použitia rôznych nástrojov a techník na parametrické a generatívne modelovanie. Študenti by mali mať možnosť sledovať, ako sa modely vytvárajú, a interagovať so všetkými krokmi procesu.
*'''Praktické cvičenia:''' Poskytnutie príležitosti na praktické cvičenia umožňuje študentom aplikovať svoje znalosti a zručnosti v praxi. Učiteľ by mal pripraviť úlohy a cvičenia, ktoré študentom umožnia experimentovať s rôznymi aspektmi parametrického a generatívneho modelovania.
*'''Projektové úlohy:''' Študentom by mali byť ponúknuté projektové úlohy, ktoré vyžadujú aplikáciu ich vedomostí a zručností na riešenie reálnych problémov. Tieto úlohy môžu zahrňovať návrh a vytvorenie konkrétnych 3D modelov alebo sériu modelovacích úloh s postupne narastajúcou zložitosťou.
*'''Kolaboratívne skupinové práce:''' Umožnenie študentom pracovať v skupinách na riešení úloh a projektov podporuje spoluprácu a zdieľanie nápadov. Učiteľ by mal vytvoriť prostredie, kde študenti môžu diskutovať a spolupracovať na riešení problémov v oblasti parametrického a generatívneho modelovania.
*'''Kreatívne experimentovanie:''' Učiteľ by mal povzbudzovať študentov, aby boli kreatívni a experimentovali s rôznymi prístupmi a technikami modelovania. To môže zahŕňať vytváranie vlastných projektov, kde študenti majú voľnosť výberu a implementácie svojich nápadov.
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Materiály a zdroje'''</h2>
*'''Softvérové nástroje:''' Učiteľ by mal mať prístup k softvérovým nástrojom na parametrické a generatívne 3D modelovanie. Na webe sú dostupné odkazy napríklad na Tinkercad, BlocksCAD či OpenSCAD.
*'''Vzorové projekty a príklady:''' Poskytnutie vzorových projektov a príkladov môže pomôcť študentom pochopiť rôzne aspekty parametrického a generatívneho modelovania a poskytnúť im inšpiráciu pre ich vlastné práce. Príklady sú voľne dohladateľné cez vyhľadávače.
*'''Online tutoriály a videá:''' Online tutoriály a videá sú užitočným zdrojom pre študentov, aby sa mohli naučiť nové techniky a postupy v 3D modelovaní. Učiteľ by mal poskytnúť odkazy na relevantné zdroje a videá, ktoré sú zamerané na parametrické a generatívne modelovanie.
*'''Pracovné hárky a materiály:''' Učiteľ by mal pripraviť pracovné hárky a materiály, ktoré študentom umožnia zaznamenať ich myšlienky, poznámky a postrehy počas vyučovania. Tieto materiály môžu obsahovať cvičenia, otázky a úlohy na posilnenie ich porozumenia. Zbierka a hárky sú dostupné na webe.
*'''Fyzické modelovacie pomôcky:''' V niektorých prípadoch môžu byť fyzické modelovacie pomôcky užitočné na demonštráciu konkrétnych konceptov a techník. To môže zahŕňať 3D tlačiarne na vytváranie fyzických modelov alebo modelovacie sady na vizuálne zobrazenie rôznych geometrických princípov, alebo aj običajný papier a pero pre tvorbu náčrtov.
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Rady pre hodnotenie'''</h2>
*'''Jasné kritériá hodnotenia:''' Definujte jasné kritériá hodnotenia, ktoré budú študentom poskytnuté na začiatku každej úlohy alebo projektu. Tieto kritériá by mali zohľadňovať technickú kvalitu modelu, kreativitu, použitie daných techník a schopnosť študenta prezentovať svoje práce.
*'''Formálne a neformálne hodnotenie:''' Zvážte kombináciu formálnych a neformálnych hodnotiacich metód, aby ste získali komplexný pohľad na pokrok študentov. Okrem tradičných testov a projektových prác môžete zahrnúť aj hodnotenie prostredníctvom portfólií, sebahodnotenia a peer review.
*'''Spätná väzba na procese učenia:''' Poskytnite študentom pravidelnú spätnú väzbu na ich proces učenia a postupy pri modelovaní. Zamerajte sa nielen na výsledok, ale aj na to, ako študenti využívajú parametrické a generatívne techniky a ako zlepšujú svoje zručnosti.
*'''Podpora reflexie a sebahodnotenia:''' Podporte študentov v reflexii ich práce a sebahodnotení. Umožnite im identifikovať svoje silné a slabé stránky a stanoviť si ciele pre svoj ďalší rozvoj v oblasti 3D modelovania.
*'''Individuálne prispôsobenie hodnotenia:''' Uvažujte o individuálnom prispôsobení hodnotenia podľa potrieb a preferencií študentov. Niektorí študenti môžu mať lepšie porozumenie parametrického modelovania, zatiaľ čo iní sa môžu lepšie orientovať v generatívnych technikách.
*'''Zohľadnenie kreativity a inovácie:''' Nezabudnite hodnotiť aj kreativitu a inováciu študentov pri tvorbe ich 3D modelov. Uvažujte o tom, ako študenti využívajú funkcie na vytváranie originálnych a unikátnych dizajnov.
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Zohľadnenie rozdielnych úrovní skúseností a skúseností študentov'''</h2>
V prípade, že nastane situácia, kedy sa v skupine vyskytujú väčšie rzdiely v skúsenostiach č zručnostiach študentov je potrebné sa riadiť nasledovnými bodmi:
*'''Predhodnotenie:''' Získajte informácie o úrovniach študentov pred začiatkom lekcie abs ste vedeli nachystať potrebné mateirály a prispôsobiť sa tak všetkým.
*'''Diferenciácia úloh:''' Vytvorte rôzne úrovne úloh aby každý mal úlohu primeranú jeho schopnostiam.
*'''Flexibilné skupinovanie:''' Prispôsobte skupiny podľa zručností - kombinujte skupiny tak, aby skupia obsahovala čo najširšie spektrum zručností aby si tak mohli navzájom pomáhať a dopĺňať sa.
*'''Individualizovaná podpora:''' Poskytnite individuálny prístup podľa potreby.
</div>

Inštrukcie - Parametrická skrutka

2024-05-09T20:16:09Z

Admin: Vytvorená stránka „Stručné definície a linky ku konceptom obsahujúce teóriu nájdete na odkaze [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria Teória].<br> Odkaz na stiahnutie všeobecného hodnotiaceho hárku, ktorý môžete využiť na ohodnotenie študentov: hodnotiaci hárok<br> <h3>'''Odkaz na hárok'''</h3> {{ Odkaz_harok |difficulty_class=medium |image_name=Parametric_screw_1 |alt=obrázok modelu skrutky |link=…“

Stručné definície a linky ku konceptom obsahujúce teóriu nájdete na odkaze [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria Teória].<br>
Odkaz na stiahnutie všeobecného hodnotiaceho hárku, ktorý môžete využiť na ohodnotenie študentov: [[Media:Vseobecny hodnotiaci harok.pdf|hodnotiaci hárok]]<br>

<h3>'''Odkaz na hárok'''</h3>
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=medium
|image_name=Parametric_screw_1
|alt=obrázok modelu skrutky
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_%C5%A0r%C3%B3b Parametrická skrutka]
|duration=1.5 hod
|difficulty=pokročilý
|skills=transformácie, cykly, CSG operácie, funkcie
|software=[https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}

<h3>'''Ciele'''</h3>
*Naučiť sa vytvárať technickejšie modely pomocou doposiaľ získaných poznatkov.
*Precvičiť si prácu s funkciami a parametrizáciu objektov.
*Precvičiť si CSG operácia na technickejčom modeli.
*Ukážka viacerých možných implementácií jedného modelu.

<h3>'''Metodika'''</h3>
'''Zapojenie (Engage):'''<br>
Hodinu môžete začať s rozpravou o tom ako sa všade využívajú šroby, matky, klince a podobne. Porozprávajte o tom ako si vieme aj takéto užitočné veci namodelovať a využiť v reálnom živote - napríklad keď sa vám pokazí nejaký držiak, alebo si chcete vytvoriť nový kvetináč či zarážku do dverí. Rovnako využiteľné môžu byť tieto skrutky.
<br><br>'''Skúmanie (Explore):'''<br>
Dajte študentom do pozornosti 3D model skrutky v pracovno hárku a nechajte ich pouvažovať o tom z ktorých častí sa skladá. Predstavte úlohu a povedzzte že by ste chceli aby sa dal z ich implementácie vyvoriť skrutku alebo aj klinec, že by ste chceli aby bol dlhší či tenší, aby mal širokú hlavičku alebo tenkú hlavičku, aby mal krížový alebo hviedicový zárez v hlavičke.
<br><br>'''Vysvetlenie (Explain):'''<br>
Nechajte študentov nech diskutujú o tom ako sa to dá dosiahnuť a ako si rozložiť model do menšch problémov. Môžete ich smerovať na minulú úlohu, kde si implementovali funkcie pre každú časť modelu a prepoužívali ich.
<br><br>'''Rozšírenie (Elaborate):'''<br>
Keď študenti vytvorili nejaký základný model, navrhnite im ďalšie rozšírenie, napríklad nový zárez na hlavičke, alebo vrúbkovaný povrch hlavičky. uveďte Ďalšie parametre, ktoré by mohli implementovať, ako napríklad tvar hrotu - môže byť špicatý, tupý, alebo môže úplne chýbať.
<br><br>'''Hodnotenie (Evaluate):'''<br>
Zhodnoďte ako študenti pracovali a ako pochopili koncepty. Porozprávajte ako je táto parametrizácia a súvislosti medzi jednotlivými parametrami základ parametrického dizajnu.
<br><br>
Zhrňte dôležité zručnosti, ktoré študenti nadobudli počas hodiny:
*Schopnosť parametrizovať si viaceré časti modelu.
*Skladanie komplexného modelu z manších modelov.
*Aplikácia vzťahov a závislostí medzi parametrami.
*Potreba kontroly hraníc v ktorých sa môžu parametre pohybovať.

Zbierka

2024-05-09T20:13:25Z

Admin:

Táto zbierka príkladov slúži na úvod do modelovacieho softvéru - Tinkercad Codeblocks, BlocksCAD, OpenSCAD, Blender a na precvičenie základov parametrického a generatívneho dizajnu v uvedených nástrojoch. Pri programovaní v týchto prostrediach užívatelia získavajú programovacie a modelovacie skúsenosti prechodom od blokového (Tinkercad Codeblocks, BlocksCAD) k textovému (OpenSCAD, Blender) programovaniu:<br>
* V Tinkercad Codeblocks majú užívatelia jednoduché prostredie založené na blokovom programovaní a postupným skladaním blokov vytvárajú svoje vlastné 3D modely, no nevidia žiaden kód za tým. Tinkercad Codeblocks sprístupňuje renderovanie len málo primitív a nie je v ňom umožnená rekurzia.
* V BlocksCADe je prostredie podobné, no niektoré bloky majú jemne rozdielnú funkcionalitu či poradie vyhodnocovania. Síce sme stále v blokovom programovaní, BlocksCAD umožňuje aj prehľad OpenSCAD kódu, ktorý vytvoril pri skladaní blokov na pozadí. <span style="color:red">!POZOR!</span> - nie je zaručené, že tento OpenSCAD kód bude fungovať správne. Občas sa stane, že preklad nie je dokonalý a obsahuje syntaktické či logické chyby, preto sa neodporúča naň spoliehať na 100%. BlocksCAD umožňuje vytvárať viac primitív a oproti Tinkercad Codeblocks obsahuje aj rekurziu.
* V OpenSCADe je prostredie využívajúce vlastnú prispôsobenú syntax, v ktorej užívatelia programujú bez blokov, iba textovo, no je zo všetkých predošlých CAD systémov najrýchlejší a umožňuje vytvárať komplexnejšie modely s množstvom primitív.
* V Blenderi máme zas prostredie, ktoré nám pomocou Python API umožňuje pracovať s modelmi v scéne. Blender má obrovskú škálu operácií a dokáže relatívne rýchlo pracovať s väčším množstvom primitív. V skriptoch, ktoré píšeme vieme pomerne priamočiaro implementovať parametrické aj generatívne modelovanie. Máme taktiež k dispozícii importovanie viacerých modelov, takisto exportovanie modelov vo viacerých formátoch.

Všetky modely sú vytvorené čo najpodobnejšie vo viacerých nástrojoch pre predstavu a ľahší prechod medzi blokovým a textovým programovaním. Ku každému modelu je pripravený pracovný hárok, ktorý priblíži postup a koncepty riešiteľom.
<br>
<h2>'''Potrebné materiály pre prácu:'''</h2>
*počítač s prístupom na internet
*nástroje na skicovanie a výpočty
*[https://www.tinkercad.com/codeblocks Tinkercad Codeblocks], [https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD], [https://openscad.org/ OpenSCAD], [https://www.blender.org/ Blender], [https://www.python.org/ Python]
*[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Odkazy_a_n%C3%A1vody návody, videá, atď.] a [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria teória]

<h2>'''Pracovné hárky:'''</h2>
<p>Táto sekcia obsahuje pracovné hárky pre študentov obsahujúce konkrétne realizované príklady a úlohy s otvoreným koncom. Slúžia na osvojenie konceptov a zručností využívaných pri 3D modelovaní a programovaní všeobecne a v konečnom dôsledku aj pri parametrickom a generatívnom 3D modelovaní. V hárkoch nájdeme obrázky modelov, inštrukcie pre prácu, materiály alebo aj vzorové riešenia.</p>
<h3>'''Ľahké úlohy:'''</h3>
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=easy
|image_name=Hyperboloid_spinner
|alt=obrázok modelu rotovaného objektu
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Rotovan%C3%BD_objekt Rotovaný objekt]
|duration=30 min
|difficulty=ľahký
|skills=transformácie, cykly
|software=[https://www.tinkercad.com/codeblocks Tinkercad Codeblocks], [https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=easy
|image_name=Mandala OpenSCAD
|alt=obrázok modelu mandaly
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Mandala Mandala]
|duration=45 min
|difficulty=ľahký
|skills=transformácie, cykly
|software=[https://www.tinkercad.com/codeblocks Tinkercad Codeblocks], [https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=easy
|image_name=Twisted_stairs
|alt=obrázok modelu točených schodov
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_To%C4%8Den%C3%A9_schody Točené schody]
|duration=1.5 hod
|difficulty=ľahký
|skills=transformácie, cykly, CSG operácie
|software=[https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=easy
|image_name=Twist_cylinder
|alt=obrázok modelu rotovaného valca z polygónov
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Valec_z_polyg%C3%B3nov Valec z plygónov]
|duration=1 hod
|difficulty=ľahký
|skills=transformácie, cykly, CSG operácie, funkcie
|software=[https://www.tinkercad.com/codeblocks Tinkercad Codeblocks], [https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}
<h3>'''Pokročilé úlohy:'''</h3>
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=medium
|image_name=Parametric_screw_1
|alt=obrázok modelu skrutky
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_%C5%A0r%C3%B3b Parametrická skrutka]
|duration=1.5 hod
|difficulty=pokročilý
|skills=transformácie, cykly, CSG operácie, funkcie
|software=[https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=medium
|image_name=Koch_cube
|alt=obrázok modelu kochovej kocky
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Kochova_kocka Kochova kocka iteratívne]
|duration=1 hod
|difficulty=pokročilý
|skills=transformácie, cykly, CSG operácie
|software=[https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=medium
|image_name=Recursive_cubes
|alt=obrázok modelu rekurzívnych kociek
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Rekurz%C3%ADvne_kocky Rekurzívne kocky]
|duration=1 hod
|difficulty=pokročilý
|skills=transformácie, CSG operácie, podmienky, rekurzia
|software=[https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=medium
|image_name=Recursive_sphere
|alt=obrázok modelu rekurzívnych guličiek
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Rekurz%C3%ADvne_guli%C4%8Dky Rekurzívne guličky]
|duration=1 hod
|difficulty=pokročilý
|skills=transformácie, CSG operácie, podmienky, rekurzia
|software=[https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=medium
|image_name=L-system_tree
|alt=obrázok modelu l-systému
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_L-syst%C3%A9m L-systém]
|duration=1.5 hod
|difficulty=pokročilý
|skills=transformácie, cykly, CSG operácie, podmienky, funkcie, rekurzia
|software=[https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=medium
|image_name=Blender_object_generator
|alt=obrázok generovania modelov v Blenderi
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Generovanie_objektov_-_Blender Generovanie objektov]
|duration=1 hod
|difficulty=pokročilý
|skills=transformácie, cykly, podmienky, funkcie, práca s bpy
|software=[https://www.blender.org/ Blender] a [https://www.python.org/ Python]
}}
<h3>'''Ťažké úlohy:'''</h3>
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=hard
|image_name=Voronoi_object_1
|alt=obrázok voronoiovej gule v OpenSCADe
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Voronoiove_objekty_-_OpenSCAD Voronoiove objekty - OpenSCAD]
|duration=1 hod
|difficulty=ťažký
|skills=transformácie, cykly, CSG operácie, podmienky, funkcie
|software=[https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=hard
|image_name=Voronoi_object_0
|alt=obrázok voronoiovej gule v Blenderi
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Voronoiove_objekty_-_Blender Voronoiove objekty - Blender]
|duration=1.5 hod
|difficulty=ťažký
|skills=cykly, podmienky, funkcie, práca s bpy
|software=[https://www.blender.org/ Blender] a [https://www.python.org/ Python]
}}
<h3>'''Bonus: viacúčelová optimalizácia 3D modelov:'''</h3>
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=bonus
|image_name=MOEA_4
|alt=obrázok s ukážkou optimalizácie
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Viac%C3%BA%C4%8Delov%C3%A1_optimaliz%C3%A1cia_3D_modelov Viacúčelová optimalizácia 3D modelov]
|duration=∞
|difficulty=ťažký
|skills=cykly, podmienky, funkcie, práca s bpy a platypus
|software=[https://www.blender.org/ Blender] a [https://www.python.org/ Python]
}}

Zbierka - Mandala

2024-05-09T18:07:13Z

Admin:

<div class="worksheet">
[[File:Mandala.stl|360x360px|left|norotate=0]]
<h1>Mandala</h1>
<div class="section">
<div class="lesson-plan-text">
<div><div>Trvanie:</div><span>45 min</span></div>
<div><div>Náročnosť:</div><span>ľahký</span></div>
<div><div>Zručnosti:</div><span>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Transform%C3%A1cie transformácie], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Cykly cykly]</span></div>
<div><div>Nástroje:</div><span>[https://www.tinkercad.com/codeblocks Tinkercad], [https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]</span></div>
<div><div>Inštrukcie pre učiteľov:</div><span>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Mandala učitelia - mandala]</span></div>

</div>
<p>Pre tvorbu 3D modelov je dôležité oboznámiť sa s nástrojmi, v ktorých budeme tieto modely vytvárať a so základnými konceptami modelovania, akými môžu byť rotácie, posuny a podobne. Všetky tieto koncepty, ako ovládať dané nástroje a prípadné porovnanie s ostatnými si tu predstavíme.</p>
</div>
<br clear=all>
<div class="section">
<h3>Zadanie úlohy</h3>
<p>
V tejto úlohe ide o ďalšie predstavenie nástrojov a o naučenie práce s nimi, čo za možnosti nám ponúkajú a ako sa dajú využiť na 3D modelovanie. Naučíte sa ako vytvoriť vlastnú 3D mandalu. Mandaly sú symbolické obrázky, ktoré sa vyznačujú opakujúcimi sa vzormi a geometrickými štruktúrami, často okolo centrálného bodu. Ich geometrické, kruhové alebo symetrické vory môžu vyjadrovať univerzálne princípy a vzťahy. Skúste si vytvoriť osobnú mandalu, ktorá bude pozostávať z kruhov či z iných objektov. Keď si vytvoríte základný model, skúste ho rozšíriť o ďalšie objekty.
</p>
</div>

<div class="section">
<h3>Odkazy na materiály</h3>
<p>V tejto sekcii nájdete odkazy na materiály, ktoré vám môžu pomôcť pri riešení daných problémov a naučia vás ako používať požívané nástroje:</p>
<ul>
<li>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria Teória] - rozcestník stručnej teórie pre koncepty, ktoré potrebujeme</li>
<li>[https://www.tinkercad.com/learn/codeblocks Tinkercad learn - vzdelávacie centrum Tinkercad codeblocks modelov] - na príkladoch ilustrované základné koncepty a používanie Tinkercad Codeblocks</li>
<li>
[https://www.blockscad3d.com/edu/lessons/ BlocksCAD lessons - lekcie pre tvorbu modelov] - tu si môžete vyskúšat modelovanie v BlocksCADe na úlohách s rôznymi modelmi, kde si viete triediť výber úloh podľa toho čo
potrebujete, alebo vás zaujíma
</li>
<li>[https://en.wikibooks.org/wiki/OpenSCAD_User_Manual OpenSCAD manuál] - miesto kde nájdete všetky potrebné informácie k OpenSCADu vrátane všetkých príkazov, dokumentácie či syntaxe</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Inštrukcie</h3>
<ol>
<li>Otvorte si daný nástroj, ktorý ste si na implementáciu vybrali.</li>
<li>Preštudujte a vyskúšajte si prostredie, s ktorým budete pracovať.</li>
<li>Ak je to potrebné, preštudujte si dokumentáciu či syntax daného nástroja pomocou odkazov v časti "Odkazy a materiály."</li>
<li>Preskúmajte model, prípadne si na internete nájdite modely mandál a nechajte sa inšpirovať rôznymi štruktúrami a premyslite si ako vytvoriť vlastnú mandalu, skúmajte symetriu, opakovania a navrhnite si vlastný model. Inšpirovať sa môžete aj nasledujúcim obrázkom:<br>
[[File:mandalas_motivation.png|alt=obrázok mandál|500px]]
<li>Vaše premyslené riešenie si môžete skúsiť načrtnúť a následne ho implementujte.</li>
<li>K blokom či príkazom, ktoré už poznáme nám pribudol nový, ktoré pri implementácii využijeme:
<br clear=all><br>
Tinkercad:<br>[[File:tinkercad_mandala_01.png|342px]]<br><br>
BlocksCAD:<br>[[File:blockscad_mandala_01.png|342px]]<br><br>
OpenSCAD:<br>[[File:openscad_mandala_01.png|342px]]<br><br>
</li>
<li>Skúšajte rôzne bloky/príkazy/funkcie/zmeny parametrov a aplikujte ich tak aby ste boli spokojní s vlastným modelom.</li>
<li>Pokúste sa svoju mandalu implementovať aj v ostatných nástrojoch a všimnúť si v čom sa líšia.</li>
</ol>
</div>

<div class="section">
<h3>Testovanie a úpravy</h3>
<p>Prezrite a skontrolujte si objekt a odpovedzte si na to či daný 3D model zodpovedá zadaniu a či ste s ním spokojní. Ak chcete skúsiť model upraviť, navrhujeme:</p>
<ul>
<li>zvýšenie či zníženie počtu opakovaní kruhov v mandale</li>
<li>vyskúšať opakovanie ďalších kruhov viac krát s inými rozmermi</li>
<li>zmeniť základný objekt, ktorým mandalu vytvárame</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Spätná väzba</h3>
<p>
Ak ste spokojní ako vaša mandala vyzerá, prezentujte ju ostatným, zhodnoťte koncepty, ktoré ste použili a akými postupmi ste ju vytvorili, buďte otvorení k hodnoteniam od ostatných a k prípadným návrhom na zlepšenie, skúste sa zapracovať aj také zmeny do mandali a poronajte, ktorá sa vám viac páči.
</p>
</div>

<div class="section">
<h3>Vzorové riešenie</h3>
<p>Ak budete potrebovať motiváciu alebo si skontrolovať váš výsledný model, v nasledujúcich odkazoch nájdete implementáciu daného modelu v nástrojoch, ktoré ste na tvorbu mohli použiť:</p>
<ul>
<li>[https://www.tinkercad.com/codeblocks/bOJtAez45hy-mandala?sharecode=z7wq8q9FR301pDFNs6V6VAx4qqgOpgU23CiGCpliEuA Tinkercad]</li>
<li>[https://www.blockscad3d.com/community/projects/1747276 BlocksCAD]</li>
<li>[https://github.com/Achinys-out/ParametricAndGenerativeDesign/blob/main/OpenSCAD/mandala.scad OpenSCAD]</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Záver</h3>
<p>
V tejto úlohe sme si opäť predstavili základné nástroje, vyskúšali si ako sa s nimi pracuje a vytvorili pomocou nich model využívajúci kncepty transformácie, cyklov a použili sme pri tom nejaké premenné. Ak ste pokročili rýchlejšie a skúsili ste si implementovať daný model aj v iných nástrojoch, získavate predstavu o rozdieloch medzi rôznymi prostrediami využívajúce blokové programovanie a textové programovanie.
</p>
</div>
</div>

Zbierka - Mandala

2024-05-09T18:06:06Z

Admin:

<div class="worksheet">
[[File:Mandala.stl|360x360px|left|norotate=0]]
<h1>Mandala</h1>
<div class="section">
<div class="lesson-plan-text">
<div><div>Trvanie:</div><span>45 min</span></div>
<div><div>Náročnosť:</div><span>ľahký</span></div>
<div><div>Zručnosti:</div><span>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Transform%C3%A1cie transformácie], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Cykly cykly]</span></div>
<div><div>Nástroje:</div><span>[https://www.tinkercad.com/codeblocks Tinkercad], [https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]</span></div>
<div><div>Inštrukcie pre učiteľov:</div><span>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Mandala učitelia - mandala]</span></div>

</div>
<p>Pre tvorbu 3D modelov je dôležité oboznámiť sa s nástrojmi, v ktorých budeme tieto modely vytvárať a so základnými konceptami modelovania, akými môžu byť rotácie, posuny a podobne. Všetky tieto koncepty, ako ovládať dané nástroje a prípadné porovnanie s ostatnými si tu predstavíme.</p>
</div>
<br clear=all>
<div class="section">
<h3>Zadanie úlohy</h3>
<p>
V tejto úlohe ide o ďalšie predstavenie nástrojov a o naučenie práce s nimi, čo za možnosti nám ponúkajú a ako sa dajú využiť na 3D modelovanie. Naučíte sa ako vytvoriť vlastnú 3D mandalu. Mandaly sú symbolické obrázky, ktoré sa vyznačujú opakujúcimi sa vzormi a geometrickými štruktúrami, často okolo centrálného bodu. Tieto obrázky majú pôvod v rôznych kultúrach a duchovných tradíciách a sú často používané na meditáciu, koncentráciu alebo ako symboly harmónie a rovnováhy. Ich geometrické, kruhové alebo symetrické vory môžu vyjadrovať univerzálne princípy a vzťahy. Skúste si vytvoriť osobnú mandalu, ktorá bude pozostávať z kruhov či z iných objektov. Keď si vytvoríte základný model, skúste ho rozšíriť o ďalšie základné objekty.
</p>
</div>

<div class="section">
<h3>Odkazy na materiály</h3>
<p>V tejto sekcii nájdete odkazy na materiály, ktoré vám môžu pomôcť pri riešení daných problémov a naučia vás ako používať požívané nástroje:</p>
<ul>
<li>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria Teória] - rozcestník stručnej teórie pre koncepty, ktoré potrebujeme</li>
<li>[https://www.tinkercad.com/learn/codeblocks Tinkercad learn - vzdelávacie centrum Tinkercad codeblocks modelov] - na príkladoch ilustrované základné koncepty a používanie Tinkercad Codeblocks</li>
<li>
[https://www.blockscad3d.com/edu/lessons/ BlocksCAD lessons - lekcie pre tvorbu modelov] - tu si môžete vyskúšat modelovanie v BlocksCADe na úlohách s rôznymi modelmi, kde si viete triediť výber úloh podľa toho čo
potrebujete, alebo vás zaujíma
</li>
<li>[https://en.wikibooks.org/wiki/OpenSCAD_User_Manual OpenSCAD manuál] - miesto kde nájdete všetky potrebné informácie k OpenSCADu vrátane všetkých príkazov, dokumentácie či syntaxe</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Inštrukcie</h3>
<ol>
<li>Otvorte si daný nástroj, ktorý ste si na implementáciu vybrali.</li>
<li>Preštudujte a vyskúšajte si prostredie, s ktorým budete pracovať.</li>
<li>Ak je to potrebné, preštudujte si dokumentáciu či syntax daného nástroja pomocou odkazov v časti "Odkazy a materiály."</li>
<li>Preskúmajte model, prípadne si na internete nájdite modely mandál a nechajte sa inšpirovať rôznymi štruktúrami a premyslite si ako vytvoriť vlastnú mandalu, skúmajte symetriu, opakovania a navrhnite si vlastný model. Inšpirovať sa môžete aj nasledujúcim obrázkom:<br>
[[File:mandalas_motivation.png|alt=obrázok mandál|500px]]
<li>Vaše premyslené riešenie si môžete skúsiť načrtnúť a následne ho implementujte.</li>
<li>K blokom či príkazom, ktoré už poznáme nám pribudol nový, ktoré pri implementácii využijeme:
<br clear=all><br>
Tinkercad:<br>[[File:tinkercad_mandala_01.png|342px]]<br><br>
BlocksCAD:<br>[[File:blockscad_mandala_01.png|342px]]<br><br>
OpenSCAD:<br>[[File:openscad_mandala_01.png|342px]]<br><br>
</li>
<li>Skúšajte rôzne bloky/príkazy/funkcie/zmeny parametrov a aplikujte ich tak aby ste boli spokojní s vlastným modelom.</li>
<li>Pokúste sa svoju mandalu implementovať aj v ostatných nástrojoch a všimnúť si v čom sa líšia.</li>
</ol>
</div>

<div class="section">
<h3>Testovanie a úpravy</h3>
<p>Prezrite a skontrolujte si objekt a odpovedzte si na to či daný 3D model zodpovedá zadaniu a či ste s ním spokojní. Ak chcete skúsiť model upraviť, navrhujeme:</p>
<ul>
<li>zvýšenie či zníženie počtu opakovaní kruhov v mandale</li>
<li>vyskúšať opakovanie ďalších kruhov viac krát s inými rozmermi</li>
<li>zmeniť základný objekt, ktorým mandalu vytvárame</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Spätná väzba</h3>
<p>
Ak ste spokojní ako vaša mandala vyzerá, prezentujte ju ostatným, zhodnoťte koncepty, ktoré ste použili a akými postupmi ste ju vytvorili, buďte otvorení k hodnoteniam od ostatných a k prípadným návrhom na zlepšenie, skúste sa zapracovať aj také zmeny do mandali a poronajte, ktorá sa vám viac páči.
</p>
</div>

<div class="section">
<h3>Vzorové riešenie</h3>
<p>Ak budete potrebovať motiváciu alebo si skontrolovať váš výsledný model, v nasledujúcich odkazoch nájdete implementáciu daného modelu v nástrojoch, ktoré ste na tvorbu mohli použiť:</p>
<ul>
<li>[https://www.tinkercad.com/codeblocks/bOJtAez45hy-mandala?sharecode=z7wq8q9FR301pDFNs6V6VAx4qqgOpgU23CiGCpliEuA Tinkercad]</li>
<li>[https://www.blockscad3d.com/community/projects/1747276 BlocksCAD]</li>
<li>[https://github.com/Achinys-out/ParametricAndGenerativeDesign/blob/main/OpenSCAD/mandala.scad OpenSCAD]</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Záver</h3>
<p>
V tejto úlohe sme si opäť predstavili základné nástroje, vyskúšali si ako sa s nimi pracuje a vytvorili pomocou nich model využívajúci kncepty transformácie, cyklov a použili sme pri tom nejaké premenné. Ak ste pokročili rýchlejšie a skúsili ste si implementovať daný model aj v iných nástrojoch, získavate predstavu o rozdieloch medzi rôznymi prostrediami využívajúce blokové programovanie a textové programovanie.
</p>
</div>
</div>

Zbierka - Točené schody

2024-05-09T18:05:55Z

Admin:

<div class="worksheet">
[[File:Twisted_stairs.stl|360x360px|left|norotate=1]]
<h1>Točené schody</h1>
<div class="section">
<div class="lesson-plan-text">
<div><div>Trvanie:</div><span>1.5 hod</span></div>
<div><div>Náročnosť:</div><span>ľahký</span></div>
<div><div>Zručnosti:</div><span>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Transform%C3%A1cie transformácie], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Cykly cykly], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/CSG_oper%C3%A1cie CSG operácie]</span></div>
<div><div>Nástroje:</div><span>[https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]</span></div>
<div><div>Inštrukcie pre učiteľov:</div><span>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_To%C4%8Den%C3%A9_schody učitelia - točené schody]</span></div>

</div>
<p>V 3D modelovaní sú potrebné správne výpočty a používanie parametrov, aj preto je v zbierke zaradený tento model, ku ktorému mimo predošlé koncepty pribudnú CSG operácie.</p>
</div>
<br clear=all>
<div class="section">
<h3>Zadanie úlohy</h3>
<p>
V tejto úlohe budeme vytvárať model točených schodov, čo nám má ukázať aké dôležité sú správne výpočty pri modelovaní, ako správne používať parametre a taktiež, že v týchto CAD nástrojoch si vieme vizualizovať nie len nejaké bežné objekty, či drobné veci, ktoré môžeme neskôr po vytlačení využiť, ale aj väčšie objekty, ktoré môžeme zasadiť do scény - predstavte si, že vytvárame dom s točenými schodmi a tento model je jeden z viacerých, ktoré do scény zasadzujeme. V rámci úlohy si vyskúšame prácu s CSG operáciami, čo sú základné operácie používané v CAD softvéroch. Ak poznáte operácie zjednotenia, prieniku alebo rozdielu, tak na rovnakom princípe fungujú aj CSG operácie v CAD systémoch.
</p>
</div>

<div class="section">
<h3>Odkazy na materiály</h3>
<p>V tejto sekcii nájdete odkazy na materiály, ktoré vám môžu pomôcť pri riešení daných problémov a naučia vás ako používať požívané nástroje:</p>
<ul>
<li>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria Teória] - rozcestník stručnej teórie pre koncepty, ktoré potrebujeme</li>
<li>[https://www.blockscad3d.com/edu/lessons/ BlocksCAD lessons - lekcie pre tvorbu modelov] - tu si môžete vyskúšat modelovanie v BlocksCADe na úlohách s rôznymi modelmi, kde si viete triediť výber úloh podľa toho čo
potrebujete, alebo vás zaujíma</li>
</li>
<li>[https://en.wikibooks.org/wiki/OpenSCAD_User_Manual OpenSCAD manuál] - miesto kde nájdete všetky potrebné informácie k OpenSCADu vrátane všetkých príkazov, dokumentácie či syntaxe</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Inštrukcie</h3>
<ol>
<li>Otvorte si daný nástroj - BlocksCAD alebo OpenSCAD, ktorý ste si na implementáciu vybrali.</li>
<li>V tomto bode už poznáte základné funkcionality modelovania, skúste si priblížiť skúšaním na základných objektoch CSG operácie akými sú prienik, zjednotenie alebo rozdiel - niektoré z nich bude treba pri tomto objekte využiť. Ukážka prieniku a rozdielu:
<br clear=all><br>
BlocksCAD:<br>[[File:blockscad_twisted_stairs_01.png|342px]]<br><br>
OpenSCAD:<br>[[File:openscad_twisted_stairs_01.png|342px]]<br><br>
</li>
<li>Ak je to potrebné, preštudujte si dokumentáciu či syntax daného nástroja pomocou odkazov v časti "Odkazy a materiály." Hľadajte kľúčové slovíčka ako napríklad "union," "intersection" alebo "difference."</li>
<li>Preskúmajte poskytnutý 3D model a premyslite si ako daný model implementovať. Aké transformácie, rotácie a CSG operácie budeme musieť využiť.</li>
<li>Ak ste si premysleli riešenie, môžete si skúsiť prepočítať o koľko stupňov budeme rotovať schody, koľko krát zopakujeme pridanie modelu a podobne. Takýto prístup je veľmi užitočný keď do scény vkladáme veľké množstvo objektov, ktoré sa držia nejakého vzorca. Skúste takéto vzorce nájsť a model s nimi implementovať.</li>
<li>Model si vieme parametrizovať viac ako vidíte vo vzorovom riešení, skúste si pridať parametre, ktorými by ste menili napríklad šírku schodov a skúste pridať výpočet, ktorý každý širší schod otočí o viac stupňov. Ak sa vám to podarí, dostávate sa bližšie k podstate parametrického modelovania.</li>
<li>Pozrite si akým spôsobom je implementovaný model v druhom nástroji a porovnajte si rozdiely v postupoch a syntaxi.</li>
</ol>
</div>

<div class="section">
<h3>Testovanie a úpravy</h3>
<p>Prezrite a skontrolujte si objekt a odpovedzte si na to či daný 3D model zodpovedá zadaniu a či ste s ním spokojní. Ak chcete skúsiť model upraviť, navrhujeme:</p>
<ul>
<li>namiesto jedného stĺpu v strede opísať kružnicu pri základni schodov a mať súvislú stenu z vnútornej strany pozostávajúcu s viacerých stĺpov</li>
<li>vyskúšajte viac vyvýšiť jednotlivé schody alebo zmeniť uhol ich rotácie</li>
<li>pomocou princípov, ktoré ste sa naučili skúste model upraviť aby pripomínal napríklad štruktúru DNA</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Spätná väzba</h3>
<p>
Ak ste spokojní so svojím výsledným modelom, prezentujte ho ostatným, zhodnoťte koncepty, ktoré ste použili a ako ste ho implementovali, buďte otvorení k hodnoteniam od ostatných a k prípadným návrhom na zlepšenie.
</p>
</div>

<div class="section">
<h3>Vzorové riešenie</h3>
<p>Ak budete potrebovať motiváciu alebo si skontrolovať váš výsledný model, v nasledujúcich odkazoch nájdete implementáciu daného modelu v nástrojoch, ktoré ste na implementáciu mohli použiť:</p>
<ul>
<li>[https://www.blockscad3d.com/community/projects/1775680 BlocksCAD]</li>
<li>[https://github.com/Achinys-out/ParametricAndGenerativeDesign/blob/main/OpenSCAD/twisted_stairs.scad OpenSCAD]</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Záver</h3>
<p>
Táto úloha ilustrovala komplexnejší model s použitím základných prvkov nástrojov BlocksCAD alebo OpenSCAD a predstavila aj koncept množinových operácií, ktoré s pri ďalšom modelovaní potrebné. Model taktiež obsahuje viac parametrov a nabáda k ich preskúmaniu a úpravám čím približuje riešiteľa k parametrickému modelovaniu.
</p>
</div>
</div>

Zbierka

2024-05-09T18:05:30Z

Admin:

Táto zbierka príkladov slúži na úvod do modelovacieho softvéru - Tinkercad Codeblocks, BlocksCAD, OpenSCAD, Blender a na precvičenie základov parametrického a generatívneho dizajnu v uvedených nástrojoch. Pri programovaní v týchto prostrediach užívatelia získavajú programovacie a modelovacie skúsenosti prechodom od blokového (Tinkercad Codeblocks, BlocksCAD) k textovému (OpenSCAD, Blender) programovaniu:<br>
* V Tinkercad Codeblocks majú užívatelia jednoduché prostredie založené na blokovom programovaní a postupným skladaním blokov vytvárajú svoje vlastné 3D modely, no nevidia žiaden kód za tým. Tinkercad Codeblocks sprístupňuje renderovanie len málo primitív a nie je v ňom umožnená rekurzia.
* V BlocksCADe je prostredie podobné, no niektoré bloky majú jemne rozdielnú funkcionalitu či poradie vyhodnocovania. Síce sme stále v blokovom programovaní, BlocksCAD umožňuje aj prehľad OpenSCAD kódu, ktorý vytvoril pri skladaní blokov na pozadí. <span style="color:red">!POZOR!</span> - nie je zaručené, že tento OpenSCAD kód bude fungovať správne. Občas sa stane, že preklad nie je dokonalý a obsahuje syntaktické či logické chyby, preto sa neodporúča naň spoliehať na 100%. BlocksCAD umožňuje vytvárať viac primitív a oproti Tinkercad Codeblocks obsahuje aj rekurziu.
* V OpenSCADe je prostredie využívajúce vlastnú prispôsobenú syntax, v ktorej užívatelia programujú bez blokov, iba textovo, no je zo všetkých predošlých CAD systémov najrýchlejší a umožňuje vytvárať komplexnejšie modely s množstvom primitív.
* V Blenderi máme zas prostredie, ktoré nám pomocou Python API umožňuje pracovať s modelmi v scéne. Blender má obrovskú škálu operácií a dokáže relatívne rýchlo pracovať s väčším množstvom primitív. V skriptoch, ktoré píšeme vieme pomerne priamočiaro implementovať parametrické aj generatívne modelovanie. Máme taktiež k dispozícii importovanie viacerých modelov, takisto exportovanie modelov vo viacerých formátoch.

Všetky modely sú vytvorené čo najpodobnejšie vo viacerých nástrojoch pre predstavu a ľahší prechod medzi blokovým a textovým programovaním. Ku každému modelu je pripravený pracovný hárok, ktorý priblíži postup a koncepty riešiteľom.
<br>
<h2>'''Potrebné materiály pre prácu:'''</h2>
*počítač s prístupom na internet
*nástroje na skicovanie a výpočty
*[https://www.tinkercad.com/codeblocks Tinkercad Codeblocks], [https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD], [https://openscad.org/ OpenSCAD], [https://www.blender.org/ Blender], [https://www.python.org/ Python]
*[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Odkazy_a_n%C3%A1vody návody, videá, atď.] a [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria teória]

<h2>'''Pracovné hárky:'''</h2>
<p>Táto sekcia obsahuje pracovné hárky pre študentov obsahujúce konkrétne realizované príklady a úlohy s otvoreným koncom. Slúžia na osvojenie konceptov a zručností využívaných pri 3D modelovaní a programovaní všeobecne a v konečnom dôsledku aj pri parametrickom a generatívnom 3D modelovaní. V hárkoch nájdeme obrázky modelov, inštrukcie pre prácu, materiály alebo aj vzorové riešenia.</p>
<h3>'''Ľahké úlohy:'''</h3>
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=easy
|image_name=Hyperboloid_spinner
|alt=obrázok modelu rotovaného objektu
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Rotovan%C3%BD_objekt Rotovaný objekt]
|duration=30 min
|difficulty=ľahký
|skills=transformácie, cykly
|software=[https://www.tinkercad.com/codeblocks Tinkercad Codeblocks], [https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=easy
|image_name=Mandala OpenSCAD
|alt=obrázok modelu mandaly
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Mandala Mandala]
|duration=45 min
|difficulty=ľahký
|skills=transformácie, cykly
|software=[https://www.tinkercad.com/codeblocks Tinkercad Codeblocks], [https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=easy
|image_name=Twisted_stairs
|alt=obrázok modelu točených schodov
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_To%C4%8Den%C3%A9_schody Točené schody]
|duration=1.5 hod
|difficulty=ľahký
|skills=transformácie, cykly, CSG operácie
|software=[https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=easy
|image_name=Twist_cylinder
|alt=obrázok modelu rotovaného valca z polygónov
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Valec_z_polyg%C3%B3nov Valec z plygónov]
|duration=1 hod
|difficulty=ľahký
|skills=transformácie, cykly, CSG operácie, funkcie
|software=[https://www.tinkercad.com/codeblocks Tinkercad Codeblocks], [https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}
<h3>'''Pokročilé úlohy:'''</h3>
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=medium
|image_name=Parametric_screw_1
|alt=obrázok modelu šróbu
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_%C5%A0r%C3%B3b Šróby]
|duration=1.5 hod
|difficulty=pokročilý
|skills=transformácie, cykly, CSG operácie, funkcie
|software=[https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=medium
|image_name=Koch_cube
|alt=obrázok modelu kochovej kocky
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Kochova_kocka Kochova kocka iteratívne]
|duration=1 hod
|difficulty=pokročilý
|skills=transformácie, cykly, CSG operácie
|software=[https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=medium
|image_name=Recursive_cubes
|alt=obrázok modelu rekurzívnych kociek
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Rekurz%C3%ADvne_kocky Rekurzívne kocky]
|duration=1 hod
|difficulty=pokročilý
|skills=transformácie, CSG operácie, podmienky, rekurzia
|software=[https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=medium
|image_name=Recursive_sphere
|alt=obrázok modelu rekurzívnych guličiek
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Rekurz%C3%ADvne_guli%C4%8Dky Rekurzívne guličky]
|duration=1 hod
|difficulty=pokročilý
|skills=transformácie, CSG operácie, podmienky, rekurzia
|software=[https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=medium
|image_name=L-system_tree
|alt=obrázok modelu l-systému
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_L-syst%C3%A9m L-systém]
|duration=1.5 hod
|difficulty=pokročilý
|skills=transformácie, cykly, CSG operácie, podmienky, funkcie, rekurzia
|software=[https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=medium
|image_name=Blender_object_generator
|alt=obrázok generovania modelov v Blenderi
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Generovanie_objektov_-_Blender Generovanie objektov]
|duration=1 hod
|difficulty=pokročilý
|skills=transformácie, cykly, podmienky, funkcie, práca s bpy
|software=[https://www.blender.org/ Blender] a [https://www.python.org/ Python]
}}
<h3>'''Ťažké úlohy:'''</h3>
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=hard
|image_name=Voronoi_object_1
|alt=obrázok voronoiovej gule v OpenSCADe
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Voronoiove_objekty_-_OpenSCAD Voronoiove objekty - OpenSCAD]
|duration=1 hod
|difficulty=ťažký
|skills=transformácie, cykly, CSG operácie, podmienky, funkcie
|software=[https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=hard
|image_name=Voronoi_object_0
|alt=obrázok voronoiovej gule v Blenderi
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Voronoiove_objekty_-_Blender Voronoiove objekty - Blender]
|duration=1.5 hod
|difficulty=ťažký
|skills=cykly, podmienky, funkcie, práca s bpy
|software=[https://www.blender.org/ Blender] a [https://www.python.org/ Python]
}}
<h3>'''Bonus: viacúčelová optimalizácia 3D modelov:'''</h3>
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=bonus
|image_name=MOEA_4
|alt=obrázok s ukážkou optimalizácie
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Viac%C3%BA%C4%8Delov%C3%A1_optimaliz%C3%A1cia_3D_modelov Viacúčelová optimalizácia 3D modelov]
|duration=∞
|difficulty=ťažký
|skills=cykly, podmienky, funkcie, práca s bpy a platypus
|software=[https://www.blender.org/ Blender] a [https://www.python.org/ Python]
}}

Inštrukcie - Rotovaný objekt

2024-05-09T18:04:50Z

Admin:

Stručné definície a linky ku konceptom obsahujúce teóriu nájdete na odkaze [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria Teória].<br>
Odkaz na stiahnutie všeobecného hodnotiaceho hárku, ktorý môžete využiť na ohodnotenie študentov: [[Media:Vseobecny hodnotiaci harok.pdf|hodnotiaci hárok]]<br>

<h3>'''Odkaz na hárok'''</h3>
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=easy
|image_name=Hyperboloid_spinner
|alt=obrázok modelu rotovaného objektu
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Rotovan%C3%BD_objekt Rotovaný objekt]
|duration=30 min
|difficulty=ľahký
|skills=transformácie, cykly
|software=[https://www.tinkercad.com/codeblocks Tinkercad Codeblocks], [https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}

<h3>'''Ciele'''</h3>
*Naučiť sa vytvárať jednoduch 3D modely pomocou digitálnych dizajnových nástrojov.
*Obonámiť sa s konceptami modelovania, ako sú transformácie a cykly.
*Naučiť sa vytvárať rotované objekty na daných osiach.

<h3>'''Metodika'''</h3>
'''Zapojenie (Engage):'''<br>
Začnite hodinu debatou o tom čo sa dá na 3D tlačiarniami vytlačiť, prípadne ukážte nejaké vytlačené modely. Diskutujte s triedou o vzhľade týchto modelov a o možných základných tvaroch, ktoré na to boli použité. Predstavte 3D model zobrazený v hárku.
<br><br>'''Skúmanie (Explore):'''<br>
Predstavte základné pojmy digitálneho modelovania: transformácie, cykly.
Ukážte študentom nástroje CAD a nechajte ich nech sa s nimi oboznámia. Ukážte im kde nájdu tieto transformácie a cykly a nechajte ich nech skúmajú ich použitie.
<br><br>'''Vysvetlenie (Explain):'''<br>
Uveďte medi študentami diskusiu o tom ako sa dajú na tvorbu použiť tieto rotácie a cykly, prípadne im poskytnite podporu.
<br><br>'''Rozšírenie (Elaborate):'''<br>
Zorganizujte skupinovú prácu, kde študenti budú vytvárať vlastné rotované objekty na základe zadaných kritérií.
Poskytnite študentom možnosť experimentovať s rôznymi transformáciami, základnými modelmi a vytvárať tak rôznorodé 3D modely.
<br><br>'''Hodnotenie (Evaluate):'''<br>
Zhodnoďte ako študenti pracovali a pochopili koncepty transformácií a cyklov.
<br><br>
Zhrňte dôležité zručnosti, ktoré študenti nadobudli počas hodiny:
*Schopnosť vytvárať 3D modely pomocou digitálnych dizajnových nástrojov.
*Porozumenie základným konceptom modelovania, ako sú transformácie a cykly.
*Schopnosť vytvárať rotované objekty na daných osiach.

Zbierka - Voronoiove objekty - Blender

2024-05-09T13:15:22Z

Admin:

<div class="worksheet">
[[File:Voronoi_object_blender.stl|360x360px|left|norotate=1]]
<h1>Voronoiove objekty - Blender</h1>
<div class="section">
<div class="lesson-plan-text">
<div><div>Trvanie:</div><span>1.5 hod</span></div>
<div><div>Náročnosť:</div><span>ťažký</span></div>
<div><div>Zručnosti:</div><span>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Cykly cykly], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Podmienky podmienky], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Funkcie funkcie], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Blender_Python_API práca s bpy]</span></div>
<div><div>Nástroje:</div><span>[https://www.blender.org/ Blender]</span></div>
<div><div>Inštrukcie pre učiteľov:</div><span>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Voronoiove_objekty_-_Blender učitelia - voronoiove objekty - Blender]</span></div>
</div>
<p>V predošlej úlohe sme sa pokúsili vytvoriť si voronoiov objekt v OpenSCADe a prišli sme k záveru, že takýto spôsob nie je úplne jednoduchý ani optimálny. Preto teraz prechádzame k nástroju Blender a pokúsime sa implementovať podobné objekty jednoduchšími spôsobmi pomocou funkcionalít, ktoré Blender už obsahuje. Použijeme pritom vysokoúrovňový programovací jazyk Python. Budeme pomocou neho implementovať funkcie, ktoré nám umožnia modifikovať objekt a rzšíria nám možnosti manipulácie s ním. Keďže parametrické 3D modelovanie využíva definované parametre na vytváranie modelov, čo umožňuje ľahkú úpravu a iteráciu, tieto funkcie budú využívať rôzne parametre, ktoré môžu a nemusia byť od seba závíslé. Generatívne 3D modelovanie zas vytvára modely pomocou algoritmov, pravidiel a procedúr, čo umožňuje vytváranie zložitých štruktúr a vzorov, pokúsime sa pre to implementovať základné algoritmy, ktoré nám neskôr takéto generatívne modelovanie umožnia.</p>
</div>

<br clear=all>
<div class="section">
<h3>Zadanie úlohy</h3>
<p>Cieľom tejto úlohy je najmä naučiť sa používať Python s Blenderom, pracovať s nástrojmi v Blenderi a ukázať si ako môžeme generovať objekty s parametrickým dizajnom rýchlejšie než v predošlom OpenSCADe. Narozdiel od predošlých úloh, v tejeto si nemusíte vytvárať základný objekt, môžeme si nejaký stiahnuť, prípadne vybrať z ponuky v Blenderi.</p>
</div>

<div class="section">
<h3>Odkazy na materiály</h3>
<p>V tejto sekcii nájdete odkazy na materiály, ktoré vám môžu pomôcť pri riešení daných problémov a naučia vás ako používať požívané nástroje:</p>
<ul>
<li>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria Teória] - rozcestník stručnej teórie pre koncepty, ktoré potrebujeme</li>
<li>[https://docs.blender.org/ Rozcestník dokumentácií Blendera] - nájdete tu dokumentáciu pre vývojárov, používateľskú ríručku a aj Python API dokumentáciu</li>
<li>[https://docs.python.org/3/tutorial/index.html Python syntax] - tu nájdete syntax a použitie jazyka Python s ukážkami použitia</li>
<li>[https://docs.blender.org/api/current/index.html Blender Python API] - dokumentácia Python API v Blenderi - nájdete tu všetko čo sa týka programovania s Python API (s knižnicou bpy) v Blenderi</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Inštrukcie</h3>
<ol>
<li>Zapneme si nástroj Blender a z horných tabov si vyberieme ten s názvom "Scripting" pre otvorenie okna na písanie programu.<br>[[File:Blender_scripting.png|256px]]</li>
<li>Klikneme na ikonku "New," ktorou si vytvoríme nový súbor.<br>[[File:Blender_new_script.png|256px]]</li>
<li>Uistíme sa, že v druhom okne máme otvorenú časť "3D viewport" s módom "Object Mode." Naše rozloženie okien by malo vyzerať nasledovne:<br>[[File:Blender_setup.png|800px]]</li>
<li>S takto nastaveným prostredím môžeme začať písať kód. Prvým krokom je importovať si knižnice, ktoré budeme potrebovať, hlavnou je knižnica bpy, ktorá nám sprostredkúva funkcionality pre prácu s Blenderom. Importujeme a použijeme ju nasledovne:<br>[[File:Blender_bpy_import.png|256px]]<br> Takýmto volaním vieme získať objekt, ktorý máme aktuálne v scéne, kde pomocou "print" si dávame do konzoly vypísať jeho meno. Aby sme videli tento výstup v konzole, musíme si ju otvoriť v okne a to spravíme nasledovne:<br>[[File:Blender_system_console.png|312px]]<br>
Ak sa nám to podarilo, tak môžeme vidieť výpis mena objektu v konzole a ako sa nám tento objekt zorbazuje aj vo vyčítaní objektov z kolekcie scény:<br>[[File:Blender_system_console_print.png|312px]]<br>Spúšťať skript budeme pomocou vyznačeného tlačidla "Run script" alebo skratkou alt + P<br></li>
<li>Pre pokračovanie je potrebné naštudovať si [https://docs.blender.org/api/current/index.html Blender Python API], aby sme vedeli používať funkcie, ktoré potrebujeme.</li>
<li>Hlavným princípom, ktorý budeme využívať pre vytvorenie voronoiovho objektu je aplikácia modifikátorov, ktoré nám Blender ponúka. Viac as o ních dozvieme v časti [https://docs.blender.org/manual/en/latest/modeling/modifiers/introduction.html Blender modifiers].</li>
<li>V tejto časti máme kód, ktorým importujeme knižnicu bpy, získame náš objekt, vytvoríme mu modifikátor WIREFRAME a nastavíme mu niektoré z hodnôt:<br><br><pre>
import bpy

cube_object = bpy.context.scene.objects[0] # Získanie objektu v scéne

wireframe_modifier = cube_object.modifiers.new(name="My wireframe", type='WIREFRAME') # Vytvorenie modifikátora získanému objektu s menom "My wireframe"
wireframe_modifier.thickness = 0.2 # Thickness - Nastavenie thickness hodnoty (<0; 1>)
wireframe_modifier.offset = 0 # Offset - Nastavenie offset hodnoty (<-1; 1>)</pre><br clear=all>
Keď skript spustíme, okrem zmeny na objekte v hlavnej scéne si všimneme, že objektu sa aj v časti modifikátorov pridal konkrétny modifikátor aj s hodnotami, ktré sme mu pridali:<br>
[[File:Blender_modifier.png|200px]]</li>
<li>Skúste si naštudovať rôzne modifikátori a vyskúšať si ako fungujú.</li>
<li>Ďalej pomocou podobných príkazov vytvoríme modifikátor "Subdivision surface" typu 'SUBSURF' a modifikátor "Solidify" typu 'SOLIDIFY'. Dajte si ale pozor aby ste nepridávali jeden modifikátor k danému objektu viac krát, ak sa vám to stane, stačí ho v okne s modifikátormi vymazať, prípadne si to viete ošetriť v kóde kontrolou modifikátorov.</li>
<li>Pre implementovanie dierovosti objektu si potrebujeme pridať viac modifikátorov, pamätajte na to, že záleží na poradí pridania modifikátorov a nakoniec ich potrebujeme všetky aplikovať, aby sa nám na danom objekte skutočne prejavili. Taktiež je niekedy výhodné použiť modifikátor opakovane. Napríklad pre takýto objekt:<br>[[File:Blender_multiple_modifiers.png|312px]]<br>
Sme využili kombináciu modifikátorov SUBSURF, DECIMATE, WIREFRAME, znovu SUBSURF a nakoniec SOLIDIFY.</li>
<li>Vyskúšajte si kombinovať tieto modifikátori a upravujte ich parametre v nástrojoch priamo v Blenderi a pokúste sa ich prepísať do Python skriptu.</li>
</ol>
</div>

<div class="section">
<h3>Testovanie a úpravy</h3>
<p>Prezrite a skontrolujte si objekt a odpovedzte si na to či daný 3D model zodpovedá zadaniu a či ste s ním spokojní. Ak chcete skúsiť model upraviť, navrhujeme:</p>
<ul>
<li>vyskúšajte si aj iné modifikároti, prehoďte poradia existujúcich alebo meňte parametre a sledujte ako sa výsledný objekt mení</li>
<li>vytvorte vlastné funkcie, ktoré zmenia daný objekt podľa vašich predstáv</li>
<li>pokúste sa implementovať kontrolu modifikátorov - napríklad: rozsahy daných parametrov, kontrolu existujúcich modifikátorov a podobne</li>
<li>vyskúšajte si importovať vlastný objekt do scény a následne aplikovať vaše modifikátori naň, mimo iné tak zistíte aké dôležité je odhadnúť rozsahy parametrov pre rozlišné objekty</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Spätná väzba</h3>
<p>
Ak ste spokojní so svojím výsledným modelom, prezentujte ho ostatným, zhodnoťte koncepty, ktoré ste použili a ako ste ho implementovali, buďte otvorení k hodnoteniam od ostatných a k prípadným návrhom na zlepšenie.
</p>
</div>

<div class="section">
<h3>Vzorové riešenie</h3>
<p>Ak budete potrebovať motiváciu alebo si skontrolovať váš výsledný model, v nasledujúcich odkazoch nájdete implementáciu daného modelu v nástrojoch, ktoré ste na implementáciu mohli použiť:</p>
<ul>
<li>[https://github.com/Achinys-out/ParametricAndGenerativeDesign/blob/main/Python/generate_voronoi.py Python]</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Záver</h3>
<p>Týmto cvičením sme si prešli základy Blendera, Pythonu a ako dokážu spolupracovať. Zistili sme, že modifikovať objekty priamo z kódu v sofistikovanejších nástrojoch akým je Blender je po implementácii omnoho efektívnejšie a rýchlejšie ako v OpenSCADe. Cvičením sme si otvorili dvere k mnohým možnostiam parametrického a generatívneho dizajnu a základu jednému z mnohých prístupov k modifikácii objektov. Následne budeme chcieť implementovať algoritmy, ktoré nám umožnia generovanie viacerých verzii objektu naraz.</p>
</div>
</div>

Odkazy a návody

2024-05-09T12:40:03Z

Admin:

'''<h3>Tinkercad</h3>'''
[https://www.tinkercad.com/learn Tinkercad learn - vzdelávacie centrum Tinkercad] <br>
[https://www.tinkercad.com/learn/codeblocks Tinkercad learn - vzdelávacie centrum Tinkercad Codeblocks] <br>
[https://www.tinkercad.com/blog/official-guide-to-tinkercad-codeblocks Oficiálny návod k Tinkercad Codeblocks]

'''<h3>BlocksCAD</h3>'''
[https://www.blockscad3d.com/editor/# BlocksCAD editor] <br>
[https://www.blockscad3d.com/edu/lessons/ BlocksCAD lessons - lekcie pre tvorbu modelov] <br>
[https://www.blockscad3d.com/edu/resources/ BlocksCAD resources - materiály pre učiteľov] <br>
[https://www.youtube.com/@blockscad1104 BlockscCAD oficiálny YouTube kanál - obsahuje zoznamy videí so základmi a rôznymi 3D modelmi] <br>

'''<h3>OpenSCAD</h3>'''
[https://openscad.org/index.html OpenSCAD domovská stránka] <br>
[https://en.wikibooks.org/wiki/OpenSCAD_User_Manual OpenSCAD manuál] <br>
[https://en.wikibooks.org/wiki/OpenSCAD_User_Manual/The_OpenSCAD_Language OpenSCAD syntax] <br>

'''<h3>Blender</h3>'''
[https://www.youtube.com/hashtag/b3d Blender YouTube tutoriály]<br>
[https://docs.blender.org/api/current/index.html Blender Python API]<br>

'''<h3>Python</h3>'''
[https://docs.python.org/3/ Python dokumentácia]<br>
[https://www.w3schools.com/python/ Python tutoriál od W3Schools]

'''<h3>Repozitár so všetkými vzorovými riešeniami</h3>'''
[https://github.com/Achinys-out/ParametricAndGenerativeDesign/tree/main ParametricAndGenerativeDesign]

'''<h3>Zobrazenie STL modelov</h3>'''
[https://www.viewstl.com/ ViewSTL - online nástroj na zobrazovanie .stl modelov]

'''<h3>Narajte si svoj model</h3>'''
[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/kurz/index.php/%C5%A0peci%C3%A1lne:NahranieS%C3%BAboru Nahrať]

'''<h3>Ovládanie 3D modelov</h3>'''
←↑→↓ keys - rotating models.<br>
Double click, double tap - pause/play model rotation.<br>
Enter, Space keys - pause/play models rotation from all page.<br>
- and + keys - decreasing/increasing rotation speed.<br>
Home key - reset rotation angles to default values.<br>
Swipe, left mouse key hold and move - camera rotation.<br>
Right key hold and move - camera pan (if enabled).<br>
Mouse wheel, hold wheel and move, pinch - zoom in/out (if enabled).<br>

Parametrické a generatívne modelovanie pre 3D tlač

2024-05-09T12:05:52Z

Admin:

Vitajte v našom module, ktorý sa venuje fascinujúcemu svetu parametrického a generatívneho 3D modelovania! Či ste študent, profesionál alebo nadšenec, táto platforma vám poskytne základy a pokročilé techniky, ktoré vám umožnia ovládať umenie vytvárania dynamických a inovatívnych 3D modelov. Sme tu, aby sme vám pomohli objaviť moc algoritmov a programovania pri tvorbe jedinečných dizajnov a optimalizovaných riešení. Pripravte sa na skok do sveta tvorivosti a technológie, kde vaše predstavy prebúdzajú život. Vstúpte a začnite cestu objavovania a tvorby s nami!
<br><br>
V module objavíte [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka zbierku tvorivých úloh], ktoré vás sprevádzajú od základov až po vyššie úrovne zručností v parametrickom a generatívnom 3D modelovaní. Vychutnajte si široký výber úloh, ktoré postupne vedú od najjednoduchších až po náročné projekty, implementované v populárnych nástrojoch ako Tinkercad, BlocksCAD, OpenSCAD alebo s využitím programovacieho jazyka Python v prostredí Blender.
<br><br>
Okrem toho tu nájdete [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria teoretickú časť], ktorá vám poskytne potrebné znalosti a koncepty, aby ste pochopili základy a pokročilé techniky týchto metód 3D modelovania. S odkazmi a návodmi na rôzne zdroje a tutoriály budete mať vždy dostupného sprievodcu počas vášho vývoja.
<br><br>
Pre pedagógov ponúkame [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/U%C4%8Ditelia metodické návody v štýle 5E], ktoré sú zamerané na efektívne a zábavné vyučovanie. Tieto návody vám pomôžu pripraviť štrukturované lekcie, ktoré podporujú zapojenie študentov, objavovanie nových konceptov a praktické aplikácie v reálnom svete.
<br><br>
Ďalej modul obsahuje [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Odkazy_a_n%C3%A1vody sekciu s odkazmi a návodmi], ktoré obsahujú populárne tutioriály, návody, potrebné dokumentácie či videá, ktoré veríme, že pri objavovaní určite využijete.
<br><br>
V neposlednom rade nájdete na našej stránke [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Softv%C3%A9r informácie o softvéri], ktorý využívame. Pripravte sa na cestu plnú objavovania a tvorby v fascinujúcom svete 3D modelovania!

'''Parametrické 3D modelovanie'''

je proces tvorby trojrozmerných modelov, ktorý umožňuje používateľom definovať rôzne parametre a prispôsobiť tak model podľa ich potrieb. V podstate sa jedná o techniku, ktorá umožňuje vytvoriť model s použitím matematických vzorcov, parametrov a premenných. Pri parametrickom modelovaní sa namiesto tvorby modelu z jednotlivých súčiastok alebo úpravou hotového modelu, vytvára matematický model s parametrami, ktoré určujú jeho vlastnosti a geometriu. Tento proces sa najčastejšie realizuje v 3D CAD softwaroch, ktoré umožňujú definovanie týchto parametrov pomocou vstupných polí a premenných, ktoré umožňujú používateľovi prispôsobiť model podľa jeho potrieb a požiadaviek. Keďže parametrické modely sú tvorené matematickými vzorcami a parametrami, ich úprava a zmena niektorých parametrov má priamy vplyv na celkový vzhľad a vlastnosti modelu. Táto technika teda umožňuje rýchlejšie a jednoduchšie návrhy a úpravy, čo je veľmi užitočné najmä v oblasti strojárstva, architektúry, návrhu produktov a v iných oblastiach, kde sa vyžaduje presnosť a rýchlosť vývoja.

'''Generatívne 3D modelovanie'''

je technika tvorby trojrozmerných modelov, ktorá sa zakladá na algoritmoch a matematických pravidlách, ktoré umožňujú vytvárať zložité a organické tvary. V podstate sa jedná o tvorbu modelu na základe preddefinovaných pravidiel a parametrov. Pri generatívnom modelovaní sa používa rôzny softvér a programovacie jazyky, ktoré umožňujú tvorbu algoritmov a matematických vzorcov, ktoré potom vytvárajú 3D model. Tieto algoritmy a vzorce sa zvyčajne skladajú z jednoduchých operácií, ktoré sa opakujú a kombinujú, aby vytvorili zložité tvary. Generatívne modelovanie umožňuje tvorbu veľmi komplexných tvarov a objektov, ktoré by boli ťažké alebo nemožné vytvoriť inými spôsobmi. Ďalšou výhodou je, že vďaka parametrizácii a interaktívnemu ovládaniu je možné veľmi jednoducho meniť a prispôsobovať model, bez potreby ručnej úpravy. Generatívne modelovanie sa používa najmä v oblastiach ako je architektúra, návrh produktov, prístrojové inžinierstvo a umelecké tvorby. Táto technika umožňuje tvorbu veľmi zaujímavých a neobvyklých tvarov, ktoré môžu slúžiť ako inšpirácia pre tvorbu nových dizajnov.

Parametrické a generatívne modelovanie pre 3D tlač

2024-05-09T12:05:46Z

Admin:

Informácie

2024-05-09T12:05:38Z

Admin:

Tento web bol vytvorený v rámci diplomovej práce "Parametrické a generatívne modelovanie pre 3D tlač" na Fakulte matematiky, fyziky a informatiky na Univerzite Komenského v Bratislave.

'''Anotácia'''

3D tlač je v súčasnosti rozšírená technológia, ktorá prenikla aj do škôl.
Na základných a stredných školách sa dnes bežne nachádzajú 3D tlačiarne
i krúžky, na ktorých žiaci s 3D tlačou a grafickým 3D návrhom zoznamujú
a učitelia, ktorí hľadajú spôosoby ako tieto technológie, mimoriadne vhodné
pre rozvoj tvorivého myslenia a prototypovanie, využiť vo vyučovacom
procese. Hoci existuje množstvo tutoriálov, manuálov a komunitných
informácií, pomerne zriedkavé je spracovanie problematiky z hľadiska
didaktického procesu, metodiky, príručky a inšpiratívnych príkladov využitia
v školách, najmä ak ide o pokročilejšie témy.
Vytvorenie a príprava 3D modelu sa dá realizovať buď "nakreslením" modelu
v nejakom modelovacom nástroji - napríklad pomocou na školách pomerne
populárneho TinkerCADu, alebo pomocou programu, ktorého vykonaním sa
3D model skonštruuje. Príkladmi nástrojov pre takýto spôsob návrhu sú
OpenSCAD/FreeCAD, špecializované nástroje ako Gear Generator, alebo
rôzne režimy a rozšírenia v pokročilých modelovacích softvérových nástrojoch
ako sú napr. Fusion 360, alebo Grasshopper. Umožňujú parametrický
a generatívny design. Na konci spektra nástrojov je využitie pokročilých
algoritmov, evolučných metód, umelej inteligencie, či neurónových sietí.
Vďaka tomu sa širšej verejnosti otvára svet, ktorý bol doposial výlučnou
doménou architektov a umelcov, hoci pre neho v bežnom kurikule zatiaľ nie
je dostatok priestoru a pozornosti. Ide o interdisciplinárnu oblasť, kde má
informatika nezastúpiteľné miesto. Dokonca je možné predstaviť si vyučovanie
základov programovania cez aplikácie do praktickej domény generatívneho
dizajnu.

'''Cieľ'''

Cieľom diplomovej práce je sprístupniť technológie parametrického
a generatívneho designu pre výrobky vyrobiteľné na 3D tlačiarňach žiakom
slovenských stredných škôl. V prvom rade je potrebné spracovať prieskum
dostupných nástrojov umožňujúcich parametrický a generatívny design.
Následne navrhnúť, realizovať a podrobne zdokumentovať sadu tvorivých
inšpiratívnych a aktraktívnych príkladov a cvičení, ktoré žiaka na praktických
projektoch oboznámia s princípmi, filozofiou, programovacími jazykmi, ich
vyjadrovacími prostriedkami a technikami a praktickou realizáciou designu
využívajúceho parametrický a generatívny design. V ideálnom prípade by
medzi výstupmi práce bol 1) elektronický učebný text (wiki) obsahujúci
vybrané a realizované príklady so zbierkou úloh, 2) metodické návody
pre učiteľa v štýle 5E, 3) pracovné hárky pre žiaka obsahujúce konkrétne
príklady i úlohy s otvoreným koncom. Výsledok bude využiteľný ako modul
pre odborné alebo všeobecné stredné školy ale aj záujmové krúžky, alebo kurzy,
prípadne pre samostatných jednotlivcov.

Fraktály

2024-05-09T11:33:26Z

Admin:

Fraktály sú fascinujúcim konceptom v programovaní a matematike, ktoré umožňujú vytvárať zložité a detailné vzory pomocou jednoduchých pravidiel a opakovaní. Pre učiteľa je dôležité vysvetliť, že fraktál je geometrický útvar, ktorý má rovnakú alebo podobnú štruktúru na rôznych mierkach.

'''V matematike:'''
V matematike sú fraktály definované pomocou jednoduchých matematických vzorcov a pravidiel. Typické príklady fraktálov zahŕňajú Mandelbrotovu množinu, Julia množinu, Kochovu krivku, Sierpinského trojuholník a mnoho ďalších. Tieto fraktály sa často vytvárajú pomocou rekurzívnych algoritmov, kde sa jednoduché pravidlá opakujú na menších a menších mierkach.

'''V programovaní:'''
V programovaní sa fraktály často vytvárajú pomocou cyklov a rekurzie. Cyklus môže byť použitý na iteráciu cez jednotlivé body alebo segmenty fraktálu, pričom na každom kroku sa aplikujú určité transformácie alebo iné pravidlá. Rekurzia môže byť tiež využitá na opakované delenie fraktálu na menšie časti, čo vedie k vytvoreniu zložitejších a detailnejších vzorov.

'''V 3D modelovaní:'''
V 3D modelovaní môžu byť fraktály použité na vytváranie komplexných a zaujímavých 3D štruktúr. Napríklad môžete vytvoriť fraktál, ktorý sa postupne vytvára vrstva po vrstve, pričom sa na každej úrovni aplikujú určité pravidlá alebo transformácie. Toto umožňuje vytvoriť trblietavé a vizuálne pútavé 3D objekty.

Pri výučbe fraktálov je dôležité, aby učiteľ zdôraznil dôležitosť pravidiel a opakovania pri vytváraní týchto zložitých vzorov. Študenti by mali mať možnosť experimentovať s rôznymi druhmi fraktálov a pochopiť, ako sa tieto koncepty aplikujú v matematike a programovaní 3D modelov. Učenie fraktálov môže byť zábavným a vzrušujúcim spôsobom, ako študentov zasvätiť do sveta matematiky a počítačovej grafiky.
<br><br>
'''Zdroje:'''<br>
[https://en.wikipedia.org/wiki/Fractal Wikipedia]<br>
[https://www.geeksforgeeks.org/fractals-in-computer-graphics/ GeeksforGeeks]

Odkazy a návody

2024-05-09T11:31:28Z

Admin:

'''<h3>Tinkercad</h3>'''
[https://www.tinkercad.com/learn Tinkercad learn - vzdelávacie centrum Tinkercad] <br>
[https://www.tinkercad.com/learn/codeblocks Tinkercad learn - vzdelávacie centrum Tinkercad Codeblocks] <br>
[https://www.tinkercad.com/blog/official-guide-to-tinkercad-codeblocks Oficiálny návod k Tinkercad Codeblocks]

'''<h3>BlocksCAD</h3>'''
[https://www.blockscad3d.com/editor/# BlocksCAD editor] <br>
[https://www.blockscad3d.com/edu/lessons/ BlocksCAD lessons - lekcie pre tvorbu modelov] <br>
[https://www.blockscad3d.com/edu/resources/ BlocksCAD resources - materiály pre učiteľov] <br>
[https://www.youtube.com/@blockscad1104 BlockscCAD oficiálny YouTube kanál - obsahuje zoznamy videí so základmi a rôznymi 3D modelmi] <br>

'''<h3>OpenSCAD</h3>'''
[https://openscad.org/index.html OpenSCAD domovská stránka] <br>
[https://en.wikibooks.org/wiki/OpenSCAD_User_Manual OpenSCAD manuál] <br>
[https://en.wikibooks.org/wiki/OpenSCAD_User_Manual/The_OpenSCAD_Language OpenSCAD syntax] <br>

'''<h3>Blender</h3>'''
[https://www.youtube.com/hashtag/b3d Blender YouTube tutoriály]<br>
[https://docs.blender.org/api/current/index.html Blender Python API]<br>

'''<h3>Python</h3>'''
[https://docs.python.org/3/ Python dokumentácia]<br>
[https://www.w3schools.com/python/ Python tutoriál od W3Schools]

'''<h3>Zobrazenie STL modelov</h3>'''
[https://www.viewstl.com/ ViewSTL - online nástroj na zobrazovanie .stl modelov]

'''<h3>Narajte si svoj model</h3>'''
[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/kurz/index.php/%C5%A0peci%C3%A1lne:NahranieS%C3%BAboru Nahrať]

'''<h3>Ovládanie 3D modelov</h3>'''
←↑→↓ keys - rotating models.<br>
Double click, double tap - pause/play model rotation.<br>
Enter, Space keys - pause/play models rotation from all page.<br>
- and + keys - decreasing/increasing rotation speed.<br>
Home key - reset rotation angles to default values.<br>
Swipe, left mouse key hold and move - camera rotation.<br>
Right key hold and move - camera pan (if enabled).<br>
Mouse wheel, hold wheel and move, pinch - zoom in/out (if enabled).<br>

Odkazy a návody

2024-05-09T11:31:10Z

Admin:

'''<h3>Tinkercad</h3>'''
[https://www.tinkercad.com/learn Tinkercad learn - vzdelávacie centrum Tinkercad] <br>
[https://www.tinkercad.com/learn/codeblocks Tinkercad learn - vzdelávacie centrum Tinkercad Codeblocks] <br>
[https://www.tinkercad.com/blog/official-guide-to-tinkercad-codeblocks Oficiálny návod k Tinkercad Codeblocks]

'''<h3>BlocksCAD</h3>'''
[https://www.blockscad3d.com/editor/# BlocksCAD editor] <br>
[https://www.blockscad3d.com/edu/lessons/ BlocksCAD lessons - lekcie pre tvorbu modelov] <br>
[https://www.blockscad3d.com/edu/resources/ BlocksCAD resources - materiály pre učiteľov] <br>
[https://www.youtube.com/@blockscad1104 BlockscCAD oficiálny YouTube kanál - obsahuje zoznamy videí so základmi a rôznymi 3D modelmi] <br>

'''<h3>OpenSCAD</h3>'''
[https://openscad.org/index.html OpenSCAD domovská stránka] <br>
[https://en.wikibooks.org/wiki/OpenSCAD_User_Manual OpenSCAD manuál] <br>
[https://en.wikibooks.org/wiki/OpenSCAD_User_Manual/The_OpenSCAD_Language OpenSCAD syntax] <br>

'''<h3>Blender</h3>'''
[https://www.youtube.com/hashtag/b3d Blender YouTube tutoriály]<br>
[https://docs.blender.org/api/current/index.html Blender Python API]<br>

'''<h3>Python</h3>'''
[https://docs.python.org/3/ Python dokumentácia]<br>
[https://www.w3schools.com/python/ Python tutoriál od W3Schools]

'''<h3>Zobrazenie STL modelov</h3>'''
[https://www.viewstl.com/ ViewSTL - online nástroj na zobrazovanie .stl modelov]

'''<h3>Narajte si svoj model</h3>'''
[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/kurz/index.php/%C5%A0peci%C3%A1lne:NahranieS%C3%BAboru Nahrať]

'''<h3>Ovládanie 3D modelov</h3>'''
←↑→↓ keys - rotating models.<br>
Double click, double tap - pause/play model rotation.<br>
Enter, Space keys - pause/play models rotation from all page.<br>
- and + keys - decreasing/increasing rotation speed.<br>
Home key - reset rotation angles to default values.<br>
Swipe, left mouse key hold and move - camera rotation.<br>
Right key hold and move - camera pan (if enabled).<br>
Mouse wheel, hold wheel and move, pinch - zoom in/out (if enabled).<br>
<br>
'''Zmeny 3DAlloy modelov pre administrátora:'''<br>
[https://en.crystalls.info/Template:Cube Alloy3D options example]

Inštrukcie - Generovanie objektov

2024-05-09T05:45:25Z

Admin: Vytvorená stránka „Stručné definície a linky ku konceptom obsahujúce teóriu nájdete na odkaze [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria Teória].<br> Odkaz na stiahnutie všeobecného hodnotiaceho hárku, ktorý môžete využiť na ohodnotenie študentov: hodnotiaci hárok<br> <h3>'''Odkaz na hárok'''</h3> {{ Odkaz_harok |difficulty_class=medium |image_name=Blender_object_generator |alt=obrázok generovania mod…“

Stručné definície a linky ku konceptom obsahujúce teóriu nájdete na odkaze [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria Teória].<br>
Odkaz na stiahnutie všeobecného hodnotiaceho hárku, ktorý môžete využiť na ohodnotenie študentov: [[Media:Vseobecny hodnotiaci harok.pdf|hodnotiaci hárok]]<br>

<h3>'''Odkaz na hárok'''</h3>
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=medium
|image_name=Blender_object_generator
|alt=obrázok generovania modelov v Blenderi
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Generovanie_objektov_-_Blender Generovanie objektov]
|duration=1 hod
|difficulty=pokročilý
|skills=transformácie, cykly, podmienky, funkcie, práca s bpy
|software=[https://www.blender.org/ Blender] a [https://www.python.org/ Python]
}}

<h3>'''Ciele'''</h3>
*Naučiť sa pracovať v prostredí Blender.
*Naučiť sa základy programovania modelov s Pythonom.
*Zistiť ako sa dá pracovať s modelmi z Pyhto skriptu.
*Predstaviť si rýchle generovanie viacerých modelov.

<h3>'''Metodika'''</h3>
'''Zapojenie (Engage):'''<br>
Hodinu môžete začať motivačne - o tom ako sme doteraz vytvárali bežne len jeden model a trval to dlhšie, no teraz môžeme využiť sillu kombinácie Blender + Python s použitím bpy knižnice aby sme genrovali veľké množstvo rôznorodých modelov. Predstavte študentom 3D model, na ktorom je zobrazené generovanie jedného modelu, ktorý bol upravený 6 spôsobmi.
<br><br>'''Skúmanie (Explore):'''<br>
Dajte študentom do pozornosti priložené materiály a dokumentáciu Pythonu a bpy a nechajte ich vyskúšať si ich.
<br><br>'''Vysvetlenie (Explain):'''<br>
Iniciujte diskusiu medi študentami o Pyhotne, Blenderi a o možnostiach súčasného použitia.
<br><br>'''Rozšírenie (Elaborate):'''<br>
Keď študenti vytvorili genrovanie nejakého modelu podľa inštrukcií v hárkoch, navrhnite im aby takéto generovanie vyskúšali na vlastnom modeli, ktorý si môžu importovať, prípadne aby skúsili aplikovať viac modifikátorov na jeden či viac modelov a vyskúšať si viac druhov.
<br><br>'''Hodnotenie (Evaluate):'''<br>
Zhodnoďte ako študenti pracovali a ako pochopili koncepty. Porozprávajte ako veľmi urýchluje plnohodnotné programovanie generovanie parametrizovaných objektov.
<br><br>
Zhrňte dôležité zručnosti, ktoré študenti nadobudli počas hodiny:
*Základy práce s Blenderom.
*Základné použitie bpy knižnice v Pythone.
*Spôsob akým sa dá implementovať rýchle generovanie objektov.
*Spôsob akým sa dajú rýchlo a jednoducho modifikovať modely v Blenderi.

Učitelia

2024-05-09T05:37:07Z

Admin:

Táto stránka je dedikovaná pre učiteľov a obsahuje všetky potrebné podporné návody, podklady a odporúčania pre vyučovanie parametrického a generatívneho 3D modelovania vrátane stručného zhrnutia modelu 5E.
<br>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Teória'''</h2>
V časti webu [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria Teória] nájdete všetkú teóriu, ktorú ako učiteľ potrebujete k pochopeniu či vysvetleniu vyučovaných konceptov vysvetľovaných a vyučovaných na webe. Koncepty v teórií sú zoradené abecedne, teória je definovaná pomerne stručne a každý koncept obsahuje linky na stránky s podrobnejšími vysvetleniami či ukážkami.
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Potrebné nástroje'''</h2>
Vo všeobecnosti sa naprieč všetkými materiálmi a pre prácu so zbierkou využívajú tieto nástroje a materiály:
*počítače s prístupom na internet
*softvér Tinkercad, BlocksCAD, OpenSCAD, Blender a Python (OpenSCAD, Blender a Python treba nainštalovať lokálne, rovnako aj knižnicu Platypus-Opt)
*učebné materiály (návody, dokumentácie, videá, atď.)
*papier a písacie potreby na skicovanie a výpočty, prípadne iné modelovacie pomôcky
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Návody v štýle 5E pre úlohy zo zbierky'''</h2>
* [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Rotovan%C3%BD_objekt Rotovaný objekt]
* [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Mandala Mandala]
* [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_To%C4%8Den%C3%A9_schody Točené schody]
* [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Valec_z_polyg%C3%B3nov Valec polygónov]
* [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Parametrick%C3%BD_%C5%A1r%C3%B3b Parametrický šrób]
* [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Kochova_kocka_iterat%C3%ADvne Kochova kocka iteratívne]
* [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Rekurz%C3%ADvne_kocky Rekurzívne kocky]
* [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Rekurz%C3%ADvne_guli%C4%8Dky Rekurzívne guličky]
* [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_L-syst%C3%A9m L-systém]
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''5E model výučby'''</h2>
*'''Zapojenie (Engage):''' Ukážte príklady 3D objektov študentom a diskutujte o ich význame, využití či o umeleckých kvalitách. Požiadajte študentov, aby premýšľali o tom, ako by mohli vytvoriť vlastné 3D modely pomocou digitálneho dizajnového softvéru. Diskutujte o dôležitosti symmetrie, opakovania a geometrických tvarov pri dizajne modelov.
*'''Skúmanie (Explore):''' Poskytnite študentom prístup k softvéru Tinkercad, BlocksCAD alebo OpenSCAD spolu s tutoriálmi alebo sprievodcami, ako používať softvér. Podporte študentov pri skúmaní nástrojov a funkcií softvéru prostredníctvom praktických experimentov. Inštruujte študentov ako začať kresliť návrhy svojich 3D objektov, pričom zvážia prvky matematiky, symetrie, programovania a geometrickych vzorov.
*'''Vysvetlenie (Explain):''' Ukážte študentom demonštráciu, ako vytvoriť základné tvary a manipulovať s nimi, aby vytvorili detailné vzory v zvolenom softvéri. Vysvetlite kľúčové pojmy ako zoskupovanie, zarovnávanie a duplikácia objektov pre vytvorenie symetrických vzorov. Poskytnite ďalšie zdroje alebo podporu, aby študenti porozumeli a aplikovali geometrické princípy v ich dizajnoch.
*'''Rozpracovanie (Elaborate):''' Podporte študentov, aby aplikovali svoje pochopenie geometrických konceptov a dizajnových princípov na vytvorenie vlastných unikátnych 3D modelov. Umožnite študentom experimentovať s rôznymi tvarmi, veľkosťami a usporiadaniami, aby vyjadrili svoju kreativitu. Poskytnite príležitosti na zdieľanie pokroku študentov s rovesníkmi a na získanie spätnej väzby na zlepšenie.
*'''Hodnotenie (Evaluate):''' Hodnoťte 3D modely študentov na základe kritérií ako kreativita, symmetria, komplexnosť a dodržiavanie geometrických princípov. Použite rubriku, samo-hodnotenie alebo hodnotenie rovesníkov na meranie porozumenia študentov dizajnového procesu a ich schopnosti aplikovať geometrické koncepty v ich vytváraní. Poskytnite konštruktívnu spätnú väzbu, aby ste pomohli študentom zlepšiť ich dizajny a hlbšie porozumieť technikám 3D modelovania.
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Ciele vyučovania'''</h2>
*'''Zoznámenie s konceptmi a princípmi:''' Učiteľ by mal zabezpečiť, aby študenti pochopili základné koncepty a princípy matematiky, programovania a nakoniec aj samotného parametrického a generatívneho 3D modelovania. Tento cieľ môže byť dosiahnutý prostredníctvom interaktívnych prednášok, demonštrácií a diskusií.
*'''Rozvinutie technických zručností:''' Študenti by mali mať možnosť získať praktické skúsenosti s používaním nástrojov na parametrické a generatívne modelovanie. Učiteľ by mal poskytnúť príležitosť na cvičenie a experimentovanie s rôznymi softvérovými nástrojmi a technikami.
*'''Rozvoj kritického myslenia:''' Učiteľ by mal podporovať študentov v analýze a hodnotení rôznych aspektov ich modelov. Tento cieľ môže byť dosiahnutý prostredníctvom diskusií o rôznych prístupoch k modelovaniu - napríklad o ich výhodách a nevýhodách.
*'''Podpora tvorivosti a inovácie:''' Učiteľ by mal povzbudzovať študentov k tomu, aby boli kreatívni a inovatívni pri vytváraní svojich modelov. To môže zahŕňať podporu vo výbere a implementácii nových nápadov a riešení.
*'''Pripojenie k reálnym aplikáciám:''' Učiteľ by mal pomôcť študentom pochopiť, ako sa parametrické a generatívne modelovanie používa v reálnych aplikáciách a priemyselných odvetviach. To môže byť dosiahnuté prostredníctvom príkladov a štúdia prípadov z rôznych odvetví, ako sú architektúra, strojárstvo alebo dizajn.
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Metódy vyučovania'''</h2>
Hlavnými metódami, ktoré by mal učiteľ vo výučbe aplikovať sú metódy modelu 5E. Taktiež je potrebné aby bral do úvahy nasledovné metódy, ktoré sa do určitej miery prelínajú s prístupmi v 5E:
*'''Demonštrácie a praktické cvičenia:''' Učiteľ by mal zabezpečiť demonštrácie rôznych techník a nástrojov parametrického a generatívneho modelovania a následné praktické cvičenia, ktoré umožnia študentom zažiť a aplikovať naučené princípy a zručnosti.
*'''Kolaboratívne učenie:''' Podpora kolaboratívneho učenia môže pomôcť študentom pri zdieľaní nápadov, riešení a spoločnom riešení problémov. Učiteľ by mal vytvoriť prostredie, kde študenti môžu pracovať v skupinách a vzájomne sa podporovať a učiť.
*'''Projektové a problémové zameranie:''' Zameranie sa na projektovú a problémovú metódu môže poskytnúť študentom príležitosť uplatniť svoje vedomosti a zručnosti v reálnych situáciách. Učiteľ by mal ponúknuť projektové úlohy alebo problémy, ktoré vyžadujú použitie parametrického a generatívneho modelovania na ich riešenie.
*'''Aktívne učenie a zapojenie:''' Učiteľ by mal podporovať aktívne učenie študentov prostredníctvom rôznych aktivít, ako sú diskusie, skupinové cvičenia, otázky a odpovede, a praktické experimenty. Tieto aktivity by mali zabezpečiť, že študenti sú aktívne angažovaní a aktívne konštruujú svoje vedomosti.
*'''Individualizované a diferencované vyučovanie:''' Učiteľ by mal zvážiť individualizované a diferencované prístupy, aby zodpovedal potrebám a záujmom jednotlivých študentov. To môže zahŕňať poskytnutie dodatočných materiálov, rozšírených úloh pre študentov s väčším záujmom, alebo dodatočnú podporu pre študentov so špecifickými výzvami.
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Obsah a štruktúra'''</h2>
*'''Plánovanie obsahu a postupu lekcií:''' Učiteľ musí dôkladne premyslieť a plánovať, aké témy a koncepty budú zahrnuté v jednotlivých fázach 5E modelu (Zapojenie, Objavovanie, Porozumenie, Rozvoj, Hodnotenie). Mali by sa zahrnúť aj vhodné cvičenia a aktivity, ktoré podporia každú fázu.
*'''Organizácia lekcií a aktivít:''' Učiteľ by mal vytvoriť jasné a logické usporiadanie lekcií a aktivít, aby študenti mohli ľahko nasledovať proces učenia. Každá fáza 5E modelu by mala byť dobre definovaná a zahrnutá do celkovej štruktúry lekcie.
*'''Príprava materiálov a zdrojov:''' Učiteľ by mal pripraviť potrebné materiály, zdroje a nástroje potrebné na realizáciu každej lekcie a aktivity. To môže zahŕňať prezentácie, pracovné hárky, softvérové nástroje a ďalšie zdroje podporujúce učenie.
*'''Flexibilita a prispôsobenie sa potrebám študentov:''' Učiteľ by mal byť schopný prispôsobiť sa individuálnym potrebám a záujmom študentov počas vyučovania. To môže znamenať úpravu tempa lekcie, poskytnutie ďalších vysvetlení alebo ponúknutie doplnkových úloh podľa potreby.
*'''Hodnotenie a spätná väzba:''' Učiteľ by mal mať plán, ako bude hodnotiť pokrok študentov a poskytovať im spätnú väzbu na ich prácu. To môže zahŕňať rôzne formy hodnotenia, ako sú úlohy, projekty, testy alebo hodnotenie procesu.
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Cvičenia a aktivity'''</h2>
*'''Interaktívne demonštrácie:''' Učiteľ by mal usporiadať interaktívne demonštrácie použitia rôznych nástrojov a techník na parametrické a generatívne modelovanie. Študenti by mali mať možnosť sledovať, ako sa modely vytvárajú, a interagovať so všetkými krokmi procesu.
*'''Praktické cvičenia:''' Poskytnutie príležitosti na praktické cvičenia umožňuje študentom aplikovať svoje znalosti a zručnosti v praxi. Učiteľ by mal pripraviť úlohy a cvičenia, ktoré študentom umožnia experimentovať s rôznymi aspektmi parametrického a generatívneho modelovania.
*'''Projektové úlohy:''' Študentom by mali byť ponúknuté projektové úlohy, ktoré vyžadujú aplikáciu ich vedomostí a zručností na riešenie reálnych problémov. Tieto úlohy môžu zahrňovať návrh a vytvorenie konkrétnych 3D modelov alebo sériu modelovacích úloh s postupne narastajúcou zložitosťou.
*'''Kolaboratívne skupinové práce:''' Umožnenie študentom pracovať v skupinách na riešení úloh a projektov podporuje spoluprácu a zdieľanie nápadov. Učiteľ by mal vytvoriť prostredie, kde študenti môžu diskutovať a spolupracovať na riešení problémov v oblasti parametrického a generatívneho modelovania.
*'''Kreatívne experimentovanie:''' Učiteľ by mal povzbudzovať študentov, aby boli kreatívni a experimentovali s rôznymi prístupmi a technikami modelovania. To môže zahŕňať vytváranie vlastných projektov, kde študenti majú voľnosť výberu a implementácie svojich nápadov.
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Materiály a zdroje'''</h2>
*'''Softvérové nástroje:''' Učiteľ by mal mať prístup k softvérovým nástrojom na parametrické a generatívne 3D modelovanie. Na webe sú dostupné odkazy napríklad na Tinkercad, BlocksCAD či OpenSCAD.
*'''Vzorové projekty a príklady:''' Poskytnutie vzorových projektov a príkladov môže pomôcť študentom pochopiť rôzne aspekty parametrického a generatívneho modelovania a poskytnúť im inšpiráciu pre ich vlastné práce. Príklady sú voľne dohladateľné cez vyhľadávače.
*'''Online tutoriály a videá:''' Online tutoriály a videá sú užitočným zdrojom pre študentov, aby sa mohli naučiť nové techniky a postupy v 3D modelovaní. Učiteľ by mal poskytnúť odkazy na relevantné zdroje a videá, ktoré sú zamerané na parametrické a generatívne modelovanie.
*'''Pracovné hárky a materiály:''' Učiteľ by mal pripraviť pracovné hárky a materiály, ktoré študentom umožnia zaznamenať ich myšlienky, poznámky a postrehy počas vyučovania. Tieto materiály môžu obsahovať cvičenia, otázky a úlohy na posilnenie ich porozumenia. Zbierka a hárky sú dostupné na webe.
*'''Fyzické modelovacie pomôcky:''' V niektorých prípadoch môžu byť fyzické modelovacie pomôcky užitočné na demonštráciu konkrétnych konceptov a techník. To môže zahŕňať 3D tlačiarne na vytváranie fyzických modelov alebo modelovacie sady na vizuálne zobrazenie rôznych geometrických princípov, alebo aj običajný papier a pero pre tvorbu náčrtov.
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Rady pre hodnotenie'''</h2>
*'''Jasné kritériá hodnotenia:''' Definujte jasné kritériá hodnotenia, ktoré budú študentom poskytnuté na začiatku každej úlohy alebo projektu. Tieto kritériá by mali zohľadňovať technickú kvalitu modelu, kreativitu, použitie daných techník a schopnosť študenta prezentovať svoje práce.
*'''Formálne a neformálne hodnotenie:''' Zvážte kombináciu formálnych a neformálnych hodnotiacich metód, aby ste získali komplexný pohľad na pokrok študentov. Okrem tradičných testov a projektových prác môžete zahrnúť aj hodnotenie prostredníctvom portfólií, sebahodnotenia a peer review.
*'''Spätná väzba na procese učenia:''' Poskytnite študentom pravidelnú spätnú väzbu na ich proces učenia a postupy pri modelovaní. Zamerajte sa nielen na výsledok, ale aj na to, ako študenti využívajú parametrické a generatívne techniky a ako zlepšujú svoje zručnosti.
*'''Podpora reflexie a sebahodnotenia:''' Podporte študentov v reflexii ich práce a sebahodnotení. Umožnite im identifikovať svoje silné a slabé stránky a stanoviť si ciele pre svoj ďalší rozvoj v oblasti 3D modelovania.
*'''Individuálne prispôsobenie hodnotenia:''' Uvažujte o individuálnom prispôsobení hodnotenia podľa potrieb a preferencií študentov. Niektorí študenti môžu mať lepšie porozumenie parametrického modelovania, zatiaľ čo iní sa môžu lepšie orientovať v generatívnych technikách.
*'''Zohľadnenie kreativity a inovácie:''' Nezabudnite hodnotiť aj kreativitu a inováciu študentov pri tvorbe ich 3D modelov. Uvažujte o tom, ako študenti využívajú funkcie na vytváranie originálnych a unikátnych dizajnov.
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Zohľadnenie rozdielnych úrovní skúseností a skúseností študentov'''</h2>
V prípade, že nastane situácia, kedy sa v skupine vyskytujú väčšie rzdiely v skúsenostiach č zručnostiach študentov je potrebné sa riadiť nasledovnými bodmi:
*'''Predhodnotenie:''' Získajte informácie o úrovniach študentov pred začiatkom lekcie abs ste vedeli nachystať potrebné mateirály a prispôsobiť sa tak všetkým.
*'''Diferenciácia úloh:''' Vytvorte rôzne úrovne úloh aby každý mal úlohu primeranú jeho schopnostiam.
*'''Flexibilné skupinovanie:''' Prispôsobte skupiny podľa zručností - kombinujte skupiny tak, aby skupia obsahovala čo najširšie spektrum zručností aby si tak mohli navzájom pomáhať a dopĺňať sa.
*'''Individualizovaná podpora:''' Poskytnite individuálny prístup podľa potreby.
</div>

Učitelia

2024-05-09T05:35:56Z

Admin:

Táto stránka je dedikovaná pre učiteľov a obsahuje všetky potrebné podporné návody, podklady a odporúčania pre vyučovanie parametrického a generatívneho 3D modelovania vrátane stručného zhrnutia modelu 5E.
<br>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Teória'''</h2>
V časti webu [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria Teória] nájdete všetkú teóriu, ktorú ako učiteľ potrebujete k pochopeniu či vysvetleniu vyučovaných konceptov vysvetľovaných a vyučovaných na webe. Koncepty v teórií sú zoradené abecedne, teória je definovaná pomerne stručne a každý koncept obsahuje linky na stránky s podrobnejšími vysvetleniami či ukážkami.
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Potrebné nástroje'''</h2>
Vo všeobecnosti sa naprieč všetkými materiálmi a pre prácu so zbierkou využívajú tieto nástroje a materiály:
*počítače s prístupom na internet
*softvér Tinkercad, BlocksCAD, OpenSCAD, Blender a Python (OpenSCAD, Blender a Python treba nainštalovať lokálne, rovnako aj knižnicu Platypus-Opt)
*učebné materiály (návody, dokumentácie, videá, atď.)
*papier a písacie potreby na skicovanie a výpočty, prípadne iné modelovacie pomôcky
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Návody v štýle 5E pre úlohy zo zbierky'''</h2>
* [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Rotovan%C3%BD_objekt Rotovaný objekt]
* [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Mandala Mandala]
* [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_To%C4%8Den%C3%A9_schody Točené schody]
* [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Valec_z_polyg%C3%B3nov Valec polygónov]
* [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Parametrick%C3%BD_%C5%A1r%C3%B3b Parametrický šrób]
* [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Kochova_kocka_iterat%C3%ADvne Kochova kocka iteratívne]
* [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Rekurz%C3%ADvne_kocky Rekurzívne kocky]
*
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''5E model výučby'''</h2>
*'''Zapojenie (Engage):''' Ukážte príklady 3D objektov študentom a diskutujte o ich význame, využití či o umeleckých kvalitách. Požiadajte študentov, aby premýšľali o tom, ako by mohli vytvoriť vlastné 3D modely pomocou digitálneho dizajnového softvéru. Diskutujte o dôležitosti symmetrie, opakovania a geometrických tvarov pri dizajne modelov.
*'''Skúmanie (Explore):''' Poskytnite študentom prístup k softvéru Tinkercad, BlocksCAD alebo OpenSCAD spolu s tutoriálmi alebo sprievodcami, ako používať softvér. Podporte študentov pri skúmaní nástrojov a funkcií softvéru prostredníctvom praktických experimentov. Inštruujte študentov ako začať kresliť návrhy svojich 3D objektov, pričom zvážia prvky matematiky, symetrie, programovania a geometrickych vzorov.
*'''Vysvetlenie (Explain):''' Ukážte študentom demonštráciu, ako vytvoriť základné tvary a manipulovať s nimi, aby vytvorili detailné vzory v zvolenom softvéri. Vysvetlite kľúčové pojmy ako zoskupovanie, zarovnávanie a duplikácia objektov pre vytvorenie symetrických vzorov. Poskytnite ďalšie zdroje alebo podporu, aby študenti porozumeli a aplikovali geometrické princípy v ich dizajnoch.
*'''Rozpracovanie (Elaborate):''' Podporte študentov, aby aplikovali svoje pochopenie geometrických konceptov a dizajnových princípov na vytvorenie vlastných unikátnych 3D modelov. Umožnite študentom experimentovať s rôznymi tvarmi, veľkosťami a usporiadaniami, aby vyjadrili svoju kreativitu. Poskytnite príležitosti na zdieľanie pokroku študentov s rovesníkmi a na získanie spätnej väzby na zlepšenie.
*'''Hodnotenie (Evaluate):''' Hodnoťte 3D modely študentov na základe kritérií ako kreativita, symmetria, komplexnosť a dodržiavanie geometrických princípov. Použite rubriku, samo-hodnotenie alebo hodnotenie rovesníkov na meranie porozumenia študentov dizajnového procesu a ich schopnosti aplikovať geometrické koncepty v ich vytváraní. Poskytnite konštruktívnu spätnú väzbu, aby ste pomohli študentom zlepšiť ich dizajny a hlbšie porozumieť technikám 3D modelovania.
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Ciele vyučovania'''</h2>
*'''Zoznámenie s konceptmi a princípmi:''' Učiteľ by mal zabezpečiť, aby študenti pochopili základné koncepty a princípy matematiky, programovania a nakoniec aj samotného parametrického a generatívneho 3D modelovania. Tento cieľ môže byť dosiahnutý prostredníctvom interaktívnych prednášok, demonštrácií a diskusií.
*'''Rozvinutie technických zručností:''' Študenti by mali mať možnosť získať praktické skúsenosti s používaním nástrojov na parametrické a generatívne modelovanie. Učiteľ by mal poskytnúť príležitosť na cvičenie a experimentovanie s rôznymi softvérovými nástrojmi a technikami.
*'''Rozvoj kritického myslenia:''' Učiteľ by mal podporovať študentov v analýze a hodnotení rôznych aspektov ich modelov. Tento cieľ môže byť dosiahnutý prostredníctvom diskusií o rôznych prístupoch k modelovaniu - napríklad o ich výhodách a nevýhodách.
*'''Podpora tvorivosti a inovácie:''' Učiteľ by mal povzbudzovať študentov k tomu, aby boli kreatívni a inovatívni pri vytváraní svojich modelov. To môže zahŕňať podporu vo výbere a implementácii nových nápadov a riešení.
*'''Pripojenie k reálnym aplikáciám:''' Učiteľ by mal pomôcť študentom pochopiť, ako sa parametrické a generatívne modelovanie používa v reálnych aplikáciách a priemyselných odvetviach. To môže byť dosiahnuté prostredníctvom príkladov a štúdia prípadov z rôznych odvetví, ako sú architektúra, strojárstvo alebo dizajn.
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Metódy vyučovania'''</h2>
Hlavnými metódami, ktoré by mal učiteľ vo výučbe aplikovať sú metódy modelu 5E. Taktiež je potrebné aby bral do úvahy nasledovné metódy, ktoré sa do určitej miery prelínajú s prístupmi v 5E:
*'''Demonštrácie a praktické cvičenia:''' Učiteľ by mal zabezpečiť demonštrácie rôznych techník a nástrojov parametrického a generatívneho modelovania a následné praktické cvičenia, ktoré umožnia študentom zažiť a aplikovať naučené princípy a zručnosti.
*'''Kolaboratívne učenie:''' Podpora kolaboratívneho učenia môže pomôcť študentom pri zdieľaní nápadov, riešení a spoločnom riešení problémov. Učiteľ by mal vytvoriť prostredie, kde študenti môžu pracovať v skupinách a vzájomne sa podporovať a učiť.
*'''Projektové a problémové zameranie:''' Zameranie sa na projektovú a problémovú metódu môže poskytnúť študentom príležitosť uplatniť svoje vedomosti a zručnosti v reálnych situáciách. Učiteľ by mal ponúknuť projektové úlohy alebo problémy, ktoré vyžadujú použitie parametrického a generatívneho modelovania na ich riešenie.
*'''Aktívne učenie a zapojenie:''' Učiteľ by mal podporovať aktívne učenie študentov prostredníctvom rôznych aktivít, ako sú diskusie, skupinové cvičenia, otázky a odpovede, a praktické experimenty. Tieto aktivity by mali zabezpečiť, že študenti sú aktívne angažovaní a aktívne konštruujú svoje vedomosti.
*'''Individualizované a diferencované vyučovanie:''' Učiteľ by mal zvážiť individualizované a diferencované prístupy, aby zodpovedal potrebám a záujmom jednotlivých študentov. To môže zahŕňať poskytnutie dodatočných materiálov, rozšírených úloh pre študentov s väčším záujmom, alebo dodatočnú podporu pre študentov so špecifickými výzvami.
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Obsah a štruktúra'''</h2>
*'''Plánovanie obsahu a postupu lekcií:''' Učiteľ musí dôkladne premyslieť a plánovať, aké témy a koncepty budú zahrnuté v jednotlivých fázach 5E modelu (Zapojenie, Objavovanie, Porozumenie, Rozvoj, Hodnotenie). Mali by sa zahrnúť aj vhodné cvičenia a aktivity, ktoré podporia každú fázu.
*'''Organizácia lekcií a aktivít:''' Učiteľ by mal vytvoriť jasné a logické usporiadanie lekcií a aktivít, aby študenti mohli ľahko nasledovať proces učenia. Každá fáza 5E modelu by mala byť dobre definovaná a zahrnutá do celkovej štruktúry lekcie.
*'''Príprava materiálov a zdrojov:''' Učiteľ by mal pripraviť potrebné materiály, zdroje a nástroje potrebné na realizáciu každej lekcie a aktivity. To môže zahŕňať prezentácie, pracovné hárky, softvérové nástroje a ďalšie zdroje podporujúce učenie.
*'''Flexibilita a prispôsobenie sa potrebám študentov:''' Učiteľ by mal byť schopný prispôsobiť sa individuálnym potrebám a záujmom študentov počas vyučovania. To môže znamenať úpravu tempa lekcie, poskytnutie ďalších vysvetlení alebo ponúknutie doplnkových úloh podľa potreby.
*'''Hodnotenie a spätná väzba:''' Učiteľ by mal mať plán, ako bude hodnotiť pokrok študentov a poskytovať im spätnú väzbu na ich prácu. To môže zahŕňať rôzne formy hodnotenia, ako sú úlohy, projekty, testy alebo hodnotenie procesu.
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Cvičenia a aktivity'''</h2>
*'''Interaktívne demonštrácie:''' Učiteľ by mal usporiadať interaktívne demonštrácie použitia rôznych nástrojov a techník na parametrické a generatívne modelovanie. Študenti by mali mať možnosť sledovať, ako sa modely vytvárajú, a interagovať so všetkými krokmi procesu.
*'''Praktické cvičenia:''' Poskytnutie príležitosti na praktické cvičenia umožňuje študentom aplikovať svoje znalosti a zručnosti v praxi. Učiteľ by mal pripraviť úlohy a cvičenia, ktoré študentom umožnia experimentovať s rôznymi aspektmi parametrického a generatívneho modelovania.
*'''Projektové úlohy:''' Študentom by mali byť ponúknuté projektové úlohy, ktoré vyžadujú aplikáciu ich vedomostí a zručností na riešenie reálnych problémov. Tieto úlohy môžu zahrňovať návrh a vytvorenie konkrétnych 3D modelov alebo sériu modelovacích úloh s postupne narastajúcou zložitosťou.
*'''Kolaboratívne skupinové práce:''' Umožnenie študentom pracovať v skupinách na riešení úloh a projektov podporuje spoluprácu a zdieľanie nápadov. Učiteľ by mal vytvoriť prostredie, kde študenti môžu diskutovať a spolupracovať na riešení problémov v oblasti parametrického a generatívneho modelovania.
*'''Kreatívne experimentovanie:''' Učiteľ by mal povzbudzovať študentov, aby boli kreatívni a experimentovali s rôznymi prístupmi a technikami modelovania. To môže zahŕňať vytváranie vlastných projektov, kde študenti majú voľnosť výberu a implementácie svojich nápadov.
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Materiály a zdroje'''</h2>
*'''Softvérové nástroje:''' Učiteľ by mal mať prístup k softvérovým nástrojom na parametrické a generatívne 3D modelovanie. Na webe sú dostupné odkazy napríklad na Tinkercad, BlocksCAD či OpenSCAD.
*'''Vzorové projekty a príklady:''' Poskytnutie vzorových projektov a príkladov môže pomôcť študentom pochopiť rôzne aspekty parametrického a generatívneho modelovania a poskytnúť im inšpiráciu pre ich vlastné práce. Príklady sú voľne dohladateľné cez vyhľadávače.
*'''Online tutoriály a videá:''' Online tutoriály a videá sú užitočným zdrojom pre študentov, aby sa mohli naučiť nové techniky a postupy v 3D modelovaní. Učiteľ by mal poskytnúť odkazy na relevantné zdroje a videá, ktoré sú zamerané na parametrické a generatívne modelovanie.
*'''Pracovné hárky a materiály:''' Učiteľ by mal pripraviť pracovné hárky a materiály, ktoré študentom umožnia zaznamenať ich myšlienky, poznámky a postrehy počas vyučovania. Tieto materiály môžu obsahovať cvičenia, otázky a úlohy na posilnenie ich porozumenia. Zbierka a hárky sú dostupné na webe.
*'''Fyzické modelovacie pomôcky:''' V niektorých prípadoch môžu byť fyzické modelovacie pomôcky užitočné na demonštráciu konkrétnych konceptov a techník. To môže zahŕňať 3D tlačiarne na vytváranie fyzických modelov alebo modelovacie sady na vizuálne zobrazenie rôznych geometrických princípov, alebo aj običajný papier a pero pre tvorbu náčrtov.
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Rady pre hodnotenie'''</h2>
*'''Jasné kritériá hodnotenia:''' Definujte jasné kritériá hodnotenia, ktoré budú študentom poskytnuté na začiatku každej úlohy alebo projektu. Tieto kritériá by mali zohľadňovať technickú kvalitu modelu, kreativitu, použitie daných techník a schopnosť študenta prezentovať svoje práce.
*'''Formálne a neformálne hodnotenie:''' Zvážte kombináciu formálnych a neformálnych hodnotiacich metód, aby ste získali komplexný pohľad na pokrok študentov. Okrem tradičných testov a projektových prác môžete zahrnúť aj hodnotenie prostredníctvom portfólií, sebahodnotenia a peer review.
*'''Spätná väzba na procese učenia:''' Poskytnite študentom pravidelnú spätnú väzbu na ich proces učenia a postupy pri modelovaní. Zamerajte sa nielen na výsledok, ale aj na to, ako študenti využívajú parametrické a generatívne techniky a ako zlepšujú svoje zručnosti.
*'''Podpora reflexie a sebahodnotenia:''' Podporte študentov v reflexii ich práce a sebahodnotení. Umožnite im identifikovať svoje silné a slabé stránky a stanoviť si ciele pre svoj ďalší rozvoj v oblasti 3D modelovania.
*'''Individuálne prispôsobenie hodnotenia:''' Uvažujte o individuálnom prispôsobení hodnotenia podľa potrieb a preferencií študentov. Niektorí študenti môžu mať lepšie porozumenie parametrického modelovania, zatiaľ čo iní sa môžu lepšie orientovať v generatívnych technikách.
*'''Zohľadnenie kreativity a inovácie:''' Nezabudnite hodnotiť aj kreativitu a inováciu študentov pri tvorbe ich 3D modelov. Uvažujte o tom, ako študenti využívajú funkcie na vytváranie originálnych a unikátnych dizajnov.
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Zohľadnenie rozdielnych úrovní skúseností a skúseností študentov'''</h2>
V prípade, že nastane situácia, kedy sa v skupine vyskytujú väčšie rzdiely v skúsenostiach č zručnostiach študentov je potrebné sa riadiť nasledovnými bodmi:
*'''Predhodnotenie:''' Získajte informácie o úrovniach študentov pred začiatkom lekcie abs ste vedeli nachystať potrebné mateirály a prispôsobiť sa tak všetkým.
*'''Diferenciácia úloh:''' Vytvorte rôzne úrovne úloh aby každý mal úlohu primeranú jeho schopnostiam.
*'''Flexibilné skupinovanie:''' Prispôsobte skupiny podľa zručností - kombinujte skupiny tak, aby skupia obsahovala čo najširšie spektrum zručností aby si tak mohli navzájom pomáhať a dopĺňať sa.
*'''Individualizovaná podpora:''' Poskytnite individuálny prístup podľa potreby.
</div>

Zbierka - Generovanie objektov - Blender

2024-05-09T05:34:56Z

Admin:

<div class="worksheet">
[[File:Generate_multiple.stl|360x360px|left|norotate=1]]
<h1>Generátor objektov</h1>
<div class="section">
<div class="lesson-plan-text">
<div><div>Trvanie:</div><span>1 hod</span></div>
<div><div>Náročnosť:</div><span>pokročilý</span></div>
<div><div>Zručnosti:</div><span>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Transform%C3%A1cie transformácie], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Cykly cykly], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Podmienky podmienky], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Funkcie funkcie], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Blender_Python_API práca s bpy]</span></div>
<div><div>Nástroje:</div><span>[https://www.blender.org/ Blender]</span></div>
<div><div>Inštrukcie pre učiteľov:</div><span>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Generovanie_objektov učitelia - generovanie objektov]</span></div>
</div>
<p>Jendným z hlavných metodík parametrického a generatívneho dizajnu je potrebné vedieť generovať mnoho objektov a vedieť ich rýchlo upravovať. Preto sme zahrnuli aj toto cvičenie, kde si ukážeme ako vieme rýchlo v Blenderi generovať objekty a apliklovať na ne viaceré zmeny.</p>
</div>

<br clear=all>
<div class="section">
<h3>Zadanie úlohy</h3>
<p>Cieľom je predstaviť si bázové programovacie koncepty v Pythone, ktoré potrebujeme ak chceme generovať v Blenderi veľa objektov rýchlo a modifikovať ich za behu.</p>
</div>

<div class="section">
<h3>Odkazy na materiály</h3>
<p>V tejto sekcii nájdete odkazy na materiály, ktoré vám môžu pomôcť pri riešení daných problémov a naučia vás ako používať požívané nástroje:</p>
<ul>
<li>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria Teória] - rozcestník stručnej teórie pre koncepty, ktoré potrebujeme</li>
<li>[https://docs.blender.org/ Rozcestník dokumentácií Blendera] - nájdete tu dokumentáciu pre vývojárov, používateľskú ríručku a aj Python API dokumentáciu</li>
<li>[https://docs.python.org/3/tutorial/index.html Python syntax] - tu nájdete syntax a použitie jazyka Python s ukážkami použitia</li>
<li>[https://docs.blender.org/api/current/index.html Blender Python API] - dokumentácia Python API v Blenderi - nájdete tu všetko čo sa týka programovania s Python API (s knižnicou bpy) v Blenderi</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Inštrukcie</h3>
<ol>
<li>Zapneme si nástroj Blender a z horných tabov si vyberieme ten s názvom "Scripting" pre otvorenie okna na písanie programu.<br>[[File:Blender_scripting.png|256px]]</li>
<li>Klikneme na ikonku "New," ktorou si vytvoríme nový súbor.<br>[[File:Blender_new_script.png|256px]]</li>
<li>Uistíme sa, že v druhom okne máme otvorenú časť "3D viewport" s módom "Object Mode." Naše rozloženie okien by malo vyzerať nasledovne:<br>[[File:Blender_setup.png|800px]]</li>
<li>S takto nastaveným prostredím môžeme začať písať kód. Prvým krokom je importovať si knižnice, ktoré budeme potrebovať, hlavnou je knižnica bpy, ktorá nám sprostredkúva funkcionality pre prácu s Blenderom. Importujeme a použijeme ju nasledovne:<br>[[File:Blender_bpy_import.png|256px]]<br> Takýmto volaním vieme získať objekt, ktorý máme aktuálne v scéne, kde pomocou "print" si dávame do konzoly vypísať jeho meno. Aby sme videli tento výstup v konzole, musíme si ju otvoriť v okne a to spravíme nasledovne:<br>[[File:Blender_system_console.png|312px]]<br></li>
<li>Pre pokračovanie je potrebné naštudovať si [https://docs.blender.org/api/current/index.html Blender Python API], aby sme vedeli používať funkcie, ktoré potrebujeme.</li>
<li>Najprv sa pokúsime vytvoriť si objekt v scéne priamo z kódu. Toto môžeme dosiahnuť napríklad spustením nasledovného skriptu v Blenderi:<br>
<pre>
import bpy

# Vytvorenie nového objektu - kocky
bpy.ops.mesh.primitive_cube_add(size=2)

# Presunutie kocky na inú pozíciu
bpy.context.object.location = (0, 0, 2)
</pre>
</li>
<li>Potom chceme týchto modelov vygenerovať viac vedľa seba a uložiť si ich napríklad do poľa. Vieme to spraviť napríklad takto:<br>
<pre>
import bpy

# Veľkosť kocky
size = 2

# Vytvorenie prvej kocky
bpy.ops.mesh.primitive_cube_add(size=size)
cube1 = bpy.context.object

# Uloženie referencie na aktuálny návrh
scene = bpy.context.scene

# Pozícia prvej kocky
pos_x = 0

# Vytvorenie a umiestnenie ďalších kociek
for i in range(1, 5):
# Vytvorenie novej kocky
bpy.ops.mesh.primitive_cube_add(size=size)
cube = bpy.context.object

# Nastavenie pozície
pos_x += size * 1.33 # Medzera o tretine priemeru
cube.location.x = pos_x

# Pridanie do scény
scene.collection.objects.link(cube)
</pre>
</li>
<li>Následne chceme implementovať modifikáciu týchto objektov, skúsme to spraviť tak, že každý jeden objekt v scéne modifikujeme iným spôsobom. Na jeden môdel môžme aplikovať jednu aj viac mien. Vytvorenie a aplikácia modifikátora na model (konkrétne pre modifikátor wireframe a subdivision) vyzerajú nasledovne:<br>
<pre>
import bpy

# Vytvorenie nového objektu - kocky
bpy.ops.mesh.primitive_cube_add(size=2)

# Získanie odkazu na vytvorený objekt
cube = bpy.context.object

# Pridanie Wireframe modifikátora
wireframe_mod = cube.modifiers.new(name="Wireframe", type='WIREFRAME')
wireframe_mod.thickness = 0.1 # hrúbka drôtového rámu

# Pridanie Subdivision modifikátora
subdivision_mod = cube.modifiers.new(name="Subdivision", type='SUBSURF')
subdivision_mod.levels = 2 # počet úrovní podrobností

# Presunutie kocky na inú pozíciu
cube.location = (0, 0, 2)
</pre>
</li>
<li>Hlavným princípom, ktorý budeme využívať na modifikovanie objektov budeme využívať Blender modifiers, o ktorých sa dozvieme viac v časti [https://docs.blender.org/manual/en/latest/modeling/modifiers/introduction.html Blender modifiers]. Skúste si preto viac modifikátorov a vyskúšajte si ich aplikovať viac na viaceré objekty samostatne alebo súčasne.</li>
<li>Ak máme vytvorených viac modifikácií a viac objektov, pokúsme sa tieto modifikácie aplikovať na dané objekty kým s nimi nie sme spokojní.</li>
</ol>
</div>

<div class="section">
<h3>Testovanie a úpravy</h3>
<p>Prezrite a skontrolujte si objekt a odpovedzte si na to či daný 3D model zodpovedá zadaniu a či ste s ním spokojní. Ak chcete skúsiť model upraviť, navrhujeme:</p>
<ul>
<li>skúste kód optimalizovať aby bol dostatočne prehľadný - rozmiestniť jednotlivé modifikácie do funkcií a podobne</li>
<li>pri aplikácií viacerých modifikácií môže byť problém s výkonom, skúste implementovať podmienky, ktoré zamedzia príliš veľkým alebo príliš nízkym hodnotám parametrov - vieme, že modifikároti majú urené rozdahy, ktoré môžeme aplikovať, napríklad "SUBSURF" úrovne môžu nadobúdať hodnotu <0,6></li>
<li>pokúste sa vytvoriť postupné renderovanie objektu a pri každej iterácií ho nejak viac modifikovať ako napríklad:<br>
[[File:Voronoi_object_4.png|alt=Voronoiov objekt 4|256px]] [[File:Voronoi_object_5.png|alt=Voronoiov objekt 5|256px]] [[File:Voronoi_object_6.png|alt=Voronoiov objekt 6|256px]]</li>
<li>modifikovať môžeme aj objekty, ktoré si vieme importovať do scény, vyskúšajte si teda importovanie a modifikáciu aj takéhoto objektu:<br>
[[File:blender_import_stl.png|alt=obrázok s návodom na import modelu|320px]]
</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Spätná väzba</h3>
<p>
Ak ste spokojní so svojím výsledným modelom, prezentujte ho ostatným, zhodnoťte koncepty, ktoré ste použili a ako ste ho implementovali, buďte otvorení k hodnoteniam od ostatných a k prípadným návrhom na zlepšenie.
</p>
</div>

<div class="section">
<h3>Vzorové riešenie</h3>
<p>Ak budete potrebovať motiváciu alebo si skontrolovať váš výsledný model, v nasledujúcich odkazoch nájdete implementáciu daného modelu v nástrojoch, ktoré ste na implementáciu mohli použiť:</p>
<ul>
<li>[https://github.com/Achinys-out/ParametricAndGenerativeDesign/blob/main/Python/generate_multiple.py Python]</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Záver</h3>
<p>V úlohe sme si predstavili akými spôsobmi môžeme generovať viac objektov naraz, manipulovať s nimi v scéne, modifikovať ich za behu programu či ako si isch uschovávať a prehľadávať. Tieto základy sú potrebné k tvorbe plnohodnotného generatívneho dizajnu.</p>
</div>
</div>

Zbierka - Generovanie objektov - Blender

2024-05-09T05:34:47Z

Admin:

<div class="worksheet">
[[File:Generate_multiple.stl|360x360px|left|norotate=0]]
<h1>Generátor objektov</h1>
<div class="section">
<div class="lesson-plan-text">
<div><div>Trvanie:</div><span>1 hod</span></div>
<div><div>Náročnosť:</div><span>pokročilý</span></div>
<div><div>Zručnosti:</div><span>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Transform%C3%A1cie transformácie], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Cykly cykly], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Podmienky podmienky], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Funkcie funkcie], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Blender_Python_API práca s bpy]</span></div>
<div><div>Nástroje:</div><span>[https://www.blender.org/ Blender]</span></div>
<div><div>Inštrukcie pre učiteľov:</div><span>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Generovanie_objektov učitelia - generovanie objektov]</span></div>
</div>
<p>Jendným z hlavných metodík parametrického a generatívneho dizajnu je potrebné vedieť generovať mnoho objektov a vedieť ich rýchlo upravovať. Preto sme zahrnuli aj toto cvičenie, kde si ukážeme ako vieme rýchlo v Blenderi generovať objekty a apliklovať na ne viaceré zmeny.</p>
</div>

<br clear=all>
<div class="section">
<h3>Zadanie úlohy</h3>
<p>Cieľom je predstaviť si bázové programovacie koncepty v Pythone, ktoré potrebujeme ak chceme generovať v Blenderi veľa objektov rýchlo a modifikovať ich za behu.</p>
</div>

<div class="section">
<h3>Odkazy na materiály</h3>
<p>V tejto sekcii nájdete odkazy na materiály, ktoré vám môžu pomôcť pri riešení daných problémov a naučia vás ako používať požívané nástroje:</p>
<ul>
<li>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria Teória] - rozcestník stručnej teórie pre koncepty, ktoré potrebujeme</li>
<li>[https://docs.blender.org/ Rozcestník dokumentácií Blendera] - nájdete tu dokumentáciu pre vývojárov, používateľskú ríručku a aj Python API dokumentáciu</li>
<li>[https://docs.python.org/3/tutorial/index.html Python syntax] - tu nájdete syntax a použitie jazyka Python s ukážkami použitia</li>
<li>[https://docs.blender.org/api/current/index.html Blender Python API] - dokumentácia Python API v Blenderi - nájdete tu všetko čo sa týka programovania s Python API (s knižnicou bpy) v Blenderi</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Inštrukcie</h3>
<ol>
<li>Zapneme si nástroj Blender a z horných tabov si vyberieme ten s názvom "Scripting" pre otvorenie okna na písanie programu.<br>[[File:Blender_scripting.png|256px]]</li>
<li>Klikneme na ikonku "New," ktorou si vytvoríme nový súbor.<br>[[File:Blender_new_script.png|256px]]</li>
<li>Uistíme sa, že v druhom okne máme otvorenú časť "3D viewport" s módom "Object Mode." Naše rozloženie okien by malo vyzerať nasledovne:<br>[[File:Blender_setup.png|800px]]</li>
<li>S takto nastaveným prostredím môžeme začať písať kód. Prvým krokom je importovať si knižnice, ktoré budeme potrebovať, hlavnou je knižnica bpy, ktorá nám sprostredkúva funkcionality pre prácu s Blenderom. Importujeme a použijeme ju nasledovne:<br>[[File:Blender_bpy_import.png|256px]]<br> Takýmto volaním vieme získať objekt, ktorý máme aktuálne v scéne, kde pomocou "print" si dávame do konzoly vypísať jeho meno. Aby sme videli tento výstup v konzole, musíme si ju otvoriť v okne a to spravíme nasledovne:<br>[[File:Blender_system_console.png|312px]]<br></li>
<li>Pre pokračovanie je potrebné naštudovať si [https://docs.blender.org/api/current/index.html Blender Python API], aby sme vedeli používať funkcie, ktoré potrebujeme.</li>
<li>Najprv sa pokúsime vytvoriť si objekt v scéne priamo z kódu. Toto môžeme dosiahnuť napríklad spustením nasledovného skriptu v Blenderi:<br>
<pre>
import bpy

# Vytvorenie nového objektu - kocky
bpy.ops.mesh.primitive_cube_add(size=2)

# Presunutie kocky na inú pozíciu
bpy.context.object.location = (0, 0, 2)
</pre>
</li>
<li>Potom chceme týchto modelov vygenerovať viac vedľa seba a uložiť si ich napríklad do poľa. Vieme to spraviť napríklad takto:<br>
<pre>
import bpy

# Veľkosť kocky
size = 2

# Vytvorenie prvej kocky
bpy.ops.mesh.primitive_cube_add(size=size)
cube1 = bpy.context.object

# Uloženie referencie na aktuálny návrh
scene = bpy.context.scene

# Pozícia prvej kocky
pos_x = 0

# Vytvorenie a umiestnenie ďalších kociek
for i in range(1, 5):
# Vytvorenie novej kocky
bpy.ops.mesh.primitive_cube_add(size=size)
cube = bpy.context.object

# Nastavenie pozície
pos_x += size * 1.33 # Medzera o tretine priemeru
cube.location.x = pos_x

# Pridanie do scény
scene.collection.objects.link(cube)
</pre>
</li>
<li>Následne chceme implementovať modifikáciu týchto objektov, skúsme to spraviť tak, že každý jeden objekt v scéne modifikujeme iným spôsobom. Na jeden môdel môžme aplikovať jednu aj viac mien. Vytvorenie a aplikácia modifikátora na model (konkrétne pre modifikátor wireframe a subdivision) vyzerajú nasledovne:<br>
<pre>
import bpy

# Vytvorenie nového objektu - kocky
bpy.ops.mesh.primitive_cube_add(size=2)

# Získanie odkazu na vytvorený objekt
cube = bpy.context.object

# Pridanie Wireframe modifikátora
wireframe_mod = cube.modifiers.new(name="Wireframe", type='WIREFRAME')
wireframe_mod.thickness = 0.1 # hrúbka drôtového rámu

# Pridanie Subdivision modifikátora
subdivision_mod = cube.modifiers.new(name="Subdivision", type='SUBSURF')
subdivision_mod.levels = 2 # počet úrovní podrobností

# Presunutie kocky na inú pozíciu
cube.location = (0, 0, 2)
</pre>
</li>
<li>Hlavným princípom, ktorý budeme využívať na modifikovanie objektov budeme využívať Blender modifiers, o ktorých sa dozvieme viac v časti [https://docs.blender.org/manual/en/latest/modeling/modifiers/introduction.html Blender modifiers]. Skúste si preto viac modifikátorov a vyskúšajte si ich aplikovať viac na viaceré objekty samostatne alebo súčasne.</li>
<li>Ak máme vytvorených viac modifikácií a viac objektov, pokúsme sa tieto modifikácie aplikovať na dané objekty kým s nimi nie sme spokojní.</li>
</ol>
</div>

<div class="section">
<h3>Testovanie a úpravy</h3>
<p>Prezrite a skontrolujte si objekt a odpovedzte si na to či daný 3D model zodpovedá zadaniu a či ste s ním spokojní. Ak chcete skúsiť model upraviť, navrhujeme:</p>
<ul>
<li>skúste kód optimalizovať aby bol dostatočne prehľadný - rozmiestniť jednotlivé modifikácie do funkcií a podobne</li>
<li>pri aplikácií viacerých modifikácií môže byť problém s výkonom, skúste implementovať podmienky, ktoré zamedzia príliš veľkým alebo príliš nízkym hodnotám parametrov - vieme, že modifikároti majú urené rozdahy, ktoré môžeme aplikovať, napríklad "SUBSURF" úrovne môžu nadobúdať hodnotu <0,6></li>
<li>pokúste sa vytvoriť postupné renderovanie objektu a pri každej iterácií ho nejak viac modifikovať ako napríklad:<br>
[[File:Voronoi_object_4.png|alt=Voronoiov objekt 4|256px]] [[File:Voronoi_object_5.png|alt=Voronoiov objekt 5|256px]] [[File:Voronoi_object_6.png|alt=Voronoiov objekt 6|256px]]</li>
<li>modifikovať môžeme aj objekty, ktoré si vieme importovať do scény, vyskúšajte si teda importovanie a modifikáciu aj takéhoto objektu:<br>
[[File:blender_import_stl.png|alt=obrázok s návodom na import modelu|320px]]
</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Spätná väzba</h3>
<p>
Ak ste spokojní so svojím výsledným modelom, prezentujte ho ostatným, zhodnoťte koncepty, ktoré ste použili a ako ste ho implementovali, buďte otvorení k hodnoteniam od ostatných a k prípadným návrhom na zlepšenie.
</p>
</div>

<div class="section">
<h3>Vzorové riešenie</h3>
<p>Ak budete potrebovať motiváciu alebo si skontrolovať váš výsledný model, v nasledujúcich odkazoch nájdete implementáciu daného modelu v nástrojoch, ktoré ste na implementáciu mohli použiť:</p>
<ul>
<li>[https://github.com/Achinys-out/ParametricAndGenerativeDesign/blob/main/Python/generate_multiple.py Python]</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Záver</h3>
<p>V úlohe sme si predstavili akými spôsobmi môžeme generovať viac objektov naraz, manipulovať s nimi v scéne, modifikovať ich za behu programu či ako si isch uschovávať a prehľadávať. Tieto základy sú potrebné k tvorbe plnohodnotného generatívneho dizajnu.</p>
</div>
</div>

Súbor:Generate multiple.stl

2024-05-09T05:34:18Z

Admin:

Zbierka - Generovanie objektov - Blender

2024-05-09T05:31:51Z

Admin:

<div class="worksheet">
[[File:Blender_object_generator.png|alt=Generátor objektov|left|256px]] <h1>Generátor objektov</h1>
<div class="section">
<div class="lesson-plan-text">
<div><div>Trvanie:</div><span>1 hod</span></div>
<div><div>Náročnosť:</div><span>pokročilý</span></div>
<div><div>Zručnosti:</div><span>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Transform%C3%A1cie transformácie], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Cykly cykly], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Podmienky podmienky], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Funkcie funkcie], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Blender_Python_API práca s bpy]</span></div>
<div><div>Nástroje:</div><span>[https://www.blender.org/ Blender]</span></div>
<div><div>Inštrukcie pre učiteľov:</div><span>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Generovanie_objektov učitelia - generovanie objektov]</span></div>
</div>
<p>Jendným z hlavných metodík parametrického a generatívneho dizajnu je potrebné vedieť generovať mnoho objektov a vedieť ich rýchlo upravovať. Preto sme zahrnuli aj toto cvičenie, kde si ukážeme ako vieme rýchlo v Blenderi generovať objekty a apliklovať na ne viaceré zmeny.</p>
</div>

<br clear=all>
<div class="section">
<h3>Zadanie úlohy</h3>
<p>Cieľom je predstaviť si bázové programovacie koncepty v Pythone, ktoré potrebujeme ak chceme generovať v Blenderi veľa objektov rýchlo a modifikovať ich za behu.</p>
</div>

<div class="section">
<h3>Odkazy na materiály</h3>
<p>V tejto sekcii nájdete odkazy na materiály, ktoré vám môžu pomôcť pri riešení daných problémov a naučia vás ako používať požívané nástroje:</p>
<ul>
<li>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria Teória] - rozcestník stručnej teórie pre koncepty, ktoré potrebujeme</li>
<li>[https://docs.blender.org/ Rozcestník dokumentácií Blendera] - nájdete tu dokumentáciu pre vývojárov, používateľskú ríručku a aj Python API dokumentáciu</li>
<li>[https://docs.python.org/3/tutorial/index.html Python syntax] - tu nájdete syntax a použitie jazyka Python s ukážkami použitia</li>
<li>[https://docs.blender.org/api/current/index.html Blender Python API] - dokumentácia Python API v Blenderi - nájdete tu všetko čo sa týka programovania s Python API (s knižnicou bpy) v Blenderi</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Inštrukcie</h3>
<ol>
<li>Zapneme si nástroj Blender a z horných tabov si vyberieme ten s názvom "Scripting" pre otvorenie okna na písanie programu.<br>[[File:Blender_scripting.png|256px]]</li>
<li>Klikneme na ikonku "New," ktorou si vytvoríme nový súbor.<br>[[File:Blender_new_script.png|256px]]</li>
<li>Uistíme sa, že v druhom okne máme otvorenú časť "3D viewport" s módom "Object Mode." Naše rozloženie okien by malo vyzerať nasledovne:<br>[[File:Blender_setup.png|800px]]</li>
<li>S takto nastaveným prostredím môžeme začať písať kód. Prvým krokom je importovať si knižnice, ktoré budeme potrebovať, hlavnou je knižnica bpy, ktorá nám sprostredkúva funkcionality pre prácu s Blenderom. Importujeme a použijeme ju nasledovne:<br>[[File:Blender_bpy_import.png|256px]]<br> Takýmto volaním vieme získať objekt, ktorý máme aktuálne v scéne, kde pomocou "print" si dávame do konzoly vypísať jeho meno. Aby sme videli tento výstup v konzole, musíme si ju otvoriť v okne a to spravíme nasledovne:<br>[[File:Blender_system_console.png|312px]]<br></li>
<li>Pre pokračovanie je potrebné naštudovať si [https://docs.blender.org/api/current/index.html Blender Python API], aby sme vedeli používať funkcie, ktoré potrebujeme.</li>
<li>Najprv sa pokúsime vytvoriť si objekt v scéne priamo z kódu. Toto môžeme dosiahnuť napríklad spustením nasledovného skriptu v Blenderi:<br>
<pre>
import bpy

# Vytvorenie nového objektu - kocky
bpy.ops.mesh.primitive_cube_add(size=2)

# Presunutie kocky na inú pozíciu
bpy.context.object.location = (0, 0, 2)
</pre>
</li>
<li>Potom chceme týchto modelov vygenerovať viac vedľa seba a uložiť si ich napríklad do poľa. Vieme to spraviť napríklad takto:<br>
<pre>
import bpy

# Veľkosť kocky
size = 2

# Vytvorenie prvej kocky
bpy.ops.mesh.primitive_cube_add(size=size)
cube1 = bpy.context.object

# Uloženie referencie na aktuálny návrh
scene = bpy.context.scene

# Pozícia prvej kocky
pos_x = 0

# Vytvorenie a umiestnenie ďalších kociek
for i in range(1, 5):
# Vytvorenie novej kocky
bpy.ops.mesh.primitive_cube_add(size=size)
cube = bpy.context.object

# Nastavenie pozície
pos_x += size * 1.33 # Medzera o tretine priemeru
cube.location.x = pos_x

# Pridanie do scény
scene.collection.objects.link(cube)
</pre>
</li>
<li>Následne chceme implementovať modifikáciu týchto objektov, skúsme to spraviť tak, že každý jeden objekt v scéne modifikujeme iným spôsobom. Na jeden môdel môžme aplikovať jednu aj viac mien. Vytvorenie a aplikácia modifikátora na model (konkrétne pre modifikátor wireframe a subdivision) vyzerajú nasledovne:<br>
<pre>
import bpy

# Vytvorenie nového objektu - kocky
bpy.ops.mesh.primitive_cube_add(size=2)

# Získanie odkazu na vytvorený objekt
cube = bpy.context.object

# Pridanie Wireframe modifikátora
wireframe_mod = cube.modifiers.new(name="Wireframe", type='WIREFRAME')
wireframe_mod.thickness = 0.1 # hrúbka drôtového rámu

# Pridanie Subdivision modifikátora
subdivision_mod = cube.modifiers.new(name="Subdivision", type='SUBSURF')
subdivision_mod.levels = 2 # počet úrovní podrobností

# Presunutie kocky na inú pozíciu
cube.location = (0, 0, 2)
</pre>
</li>
<li>Hlavným princípom, ktorý budeme využívať na modifikovanie objektov budeme využívať Blender modifiers, o ktorých sa dozvieme viac v časti [https://docs.blender.org/manual/en/latest/modeling/modifiers/introduction.html Blender modifiers]. Skúste si preto viac modifikátorov a vyskúšajte si ich aplikovať viac na viaceré objekty samostatne alebo súčasne.</li>
<li>Ak máme vytvorených viac modifikácií a viac objektov, pokúsme sa tieto modifikácie aplikovať na dané objekty kým s nimi nie sme spokojní.</li>
</ol>
</div>

<div class="section">
<h3>Testovanie a úpravy</h3>
<p>Prezrite a skontrolujte si objekt a odpovedzte si na to či daný 3D model zodpovedá zadaniu a či ste s ním spokojní. Ak chcete skúsiť model upraviť, navrhujeme:</p>
<ul>
<li>skúste kód optimalizovať aby bol dostatočne prehľadný - rozmiestniť jednotlivé modifikácie do funkcií a podobne</li>
<li>pri aplikácií viacerých modifikácií môže byť problém s výkonom, skúste implementovať podmienky, ktoré zamedzia príliš veľkým alebo príliš nízkym hodnotám parametrov - vieme, že modifikároti majú urené rozdahy, ktoré môžeme aplikovať, napríklad "SUBSURF" úrovne môžu nadobúdať hodnotu <0,6></li>
<li>pokúste sa vytvoriť postupné renderovanie objektu a pri každej iterácií ho nejak viac modifikovať ako napríklad:<br>
[[File:Voronoi_object_4.png|alt=Voronoiov objekt 4|256px]] [[File:Voronoi_object_5.png|alt=Voronoiov objekt 5|256px]] [[File:Voronoi_object_6.png|alt=Voronoiov objekt 6|256px]]</li>
<li>modifikovať môžeme aj objekty, ktoré si vieme importovať do scény, vyskúšajte si teda importovanie a modifikáciu aj takéhoto objektu:<br>
[[File:blender_import_stl.png|alt=obrázok s návodom na import modelu|320px]]
</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Spätná väzba</h3>
<p>
Ak ste spokojní so svojím výsledným modelom, prezentujte ho ostatným, zhodnoťte koncepty, ktoré ste použili a ako ste ho implementovali, buďte otvorení k hodnoteniam od ostatných a k prípadným návrhom na zlepšenie.
</p>
</div>

<div class="section">
<h3>Vzorové riešenie</h3>
<p>Ak budete potrebovať motiváciu alebo si skontrolovať váš výsledný model, v nasledujúcich odkazoch nájdete implementáciu daného modelu v nástrojoch, ktoré ste na implementáciu mohli použiť:</p>
<ul>
<li>[https://github.com/Achinys-out/ParametricAndGenerativeDesign/blob/main/Python/generate_multiple.py Python]</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Záver</h3>
<p>V úlohe sme si predstavili akými spôsobmi môžeme generovať viac objektov naraz, manipulovať s nimi v scéne, modifikovať ich za behu programu či ako si isch uschovávať a prehľadávať. Tieto základy sú potrebné k tvorbe plnohodnotného generatívneho dizajnu.</p>
</div>
</div>

Inštrukcie - L-systém

2024-05-09T05:31:15Z

Admin:

Stručné definície a linky ku konceptom obsahujúce teóriu nájdete na odkaze [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria Teória].<br>
Odkaz na stiahnutie všeobecného hodnotiaceho hárku, ktorý môžete využiť na ohodnotenie študentov: [[Media:Vseobecny hodnotiaci harok.pdf|hodnotiaci hárok]]<br>

<h3>'''Odkaz na hárok'''</h3>
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=medium
|image_name=L-system_tree
|alt=obrázok modelu l-systému
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_L-syst%C3%A9m L-systém]
|duration=1.5 hod
|difficulty=pokročilý
|skills=transformácie, cykly, CSG operácie, podmienky, funkcie, rekurzia
|software=[https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}

<h3>'''Ciele'''</h3>
*Predstaviť si l-systémy.
*Používanie rekurzie na tvorbu fraktálov.
*Ukázať si závislosti výsledného objektu od parametrov.

<h3>'''Metodika'''</h3>
'''Zapojenie (Engage):'''<br>
Na začiatok porozprávajte o Lindenmayerových systémooch (l-systémoch) a kde sa s nimi v prírode stretávame. Ukážte obrázky stromov, žilnatín listov a podobne. Vysvetlite ako súvisia s fraktálmi, pvedzte študentom nech si preskúmajú priložený 3D model l-systmu stromu a nech pouvažujú aké pravidlá pri tvorbe majú využiť. Porozprávajte o tom ako slúžia gramatiky l-systémov na prepis pravidiel, čo pripomína stromovú štruktúru. Spomeňte potrebu implementácie 3 základných prvkov, ktoré môžu študenti nájsť v materiáloch a v teórii.
<br><br>'''Skúmanie (Explore):'''<br>
Navrhnite študentom, nech sa pokúsia skúmať model a následne si definovať pravidlá, ktoré budú ptrebovať pri tvorbe modelu.
<br><br>'''Vysvetlenie (Explain):'''<br>
Uveďte medzi študentami diskusiu o l-systémoch a o tom ako ich navrhnúť. Naveďte ich nech si navzájom vysvetlia koncepty, prípadne ich opravte a zamerajte na srávne koncepty vysvetlené v materiáloch a ukážkách.
<br><br>'''Rozšírenie (Elaborate):'''<br>
Ak si študenti dokázali vytvoriť vlastný model, skúmajte či to dokázali rekurziou a či si správne definovali pravidlá na úpravu axiómi, navrhnite im aby implementovali náhodnoť - napríklad náhodnú rotáciu axiómy pri každej iterácii, vzniknutý strom môže byť potom dôveryhodnejší.
<br><br>'''Hodnotenie (Evaluate):'''<br>
Ohodnoďte stromy, ktoré sa študentom podarilo vytvoriť.
<br><br>
Zhrňte dôležité informácie a zručnosti, ktoré študenti nadobudli počas hodiny:
*Použitie rekurzie.
*Použitie prekladových pravidiel v l-systémoch.
*Inofmrácie o závislosti výsledného modelu od parametrov.

Inštrukcie - L-systém

2024-05-09T05:30:47Z

Admin:

Stručné definície a linky ku konceptom obsahujúce teóriu nájdete na odkaze [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria Teória].<br>
Odkaz na stiahnutie všeobecného hodnotiaceho hárku, ktorý môžete využiť na ohodnotenie študentov: [[Media:Vseobecny hodnotiaci harok.pdf|hodnotiaci hárok]]<br>

<h3>'''Odkaz na hárok'''</h3>
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=medium
|image_name=Recursive_sphere
|alt=obrázok modelu rekurzívnych guličiek
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Rekurz%C3%ADvne_guli%C4%8Dky Rekurzívne guličky]
|duration=1 hod
|difficulty=pokročilý
|skills=transformácie, CSG operácie, podmienky, rekurzia
|software=[https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}

<h3>'''Ciele'''</h3>
*Predstaviť si l-systémy.
*Používanie rekurzie na tvorbu fraktálov.
*Ukázať si závislosti výsledného objektu od parametrov.

<h3>'''Metodika'''</h3>
'''Zapojenie (Engage):'''<br>
Na začiatok porozprávajte o Lindenmayerových systémooch (l-systémoch) a kde sa s nimi v prírode stretávame. Ukážte obrázky stromov, žilnatín listov a podobne. Vysvetlite ako súvisia s fraktálmi, pvedzte študentom nech si preskúmajú priložený 3D model l-systmu stromu a nech pouvažujú aké pravidlá pri tvorbe majú využiť. Porozprávajte o tom ako slúžia gramatiky l-systémov na prepis pravidiel, čo pripomína stromovú štruktúru. Spomeňte potrebu implementácie 3 základných prvkov, ktoré môžu študenti nájsť v materiáloch a v teórii.
<br><br>'''Skúmanie (Explore):'''<br>
Navrhnite študentom, nech sa pokúsia skúmať model a následne si definovať pravidlá, ktoré budú ptrebovať pri tvorbe modelu.
<br><br>'''Vysvetlenie (Explain):'''<br>
Uveďte medzi študentami diskusiu o l-systémoch a o tom ako ich navrhnúť. Naveďte ich nech si navzájom vysvetlia koncepty, prípadne ich opravte a zamerajte na srávne koncepty vysvetlené v materiáloch a ukážkách.
<br><br>'''Rozšírenie (Elaborate):'''<br>
Ak si študenti dokázali vytvoriť vlastný model, skúmajte či to dokázali rekurziou a či si správne definovali pravidlá na úpravu axiómi, navrhnite im aby implementovali náhodnoť - napríklad náhodnú rotáciu axiómy pri každej iterácii, vzniknutý strom môže byť potom dôveryhodnejší.
<br><br>'''Hodnotenie (Evaluate):'''<br>
Ohodnoďte stromy, ktoré sa študentom podarilo vytvoriť.
<br><br>
Zhrňte dôležité informácie a zručnosti, ktoré študenti nadobudli počas hodiny:
*Použitie rekurzie.
*Použitie prekladových pravidiel v l-systémoch.
*Inofmrácie o závislosti výsledného modelu od parametrov.

Zbierka - L-systém

2024-05-09T05:19:02Z

Admin:

<div class="worksheet">
[[File:L-system_tree.stl|360x360px|left|norotate=0]]
<h1>L-systém</h1>
<div class="section">
<div class="lesson-plan-text">
<div><div>Trvanie:</div><span>1.5 hod</span></div>
<div><div>Náročnosť:</div><span>pokročilý</span></div>
<div><div>Zručnosti:</div><span>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Transform%C3%A1cie transformácie], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Cykly cykly], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/CSG_oper%C3%A1cie CSG operácie], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Podmienky podmienky], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Funkcie funkcie], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Rekurzia rekurzia]</span></div>
<div><div>Nástroje:</div><span>[https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]</span></div>
<div><div>Inštrukcie pre učiteľov:</div><span>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_L-syst%C3%A9m učitelia - l-systém]</span></div>
</div>
<p>Keďže sme už s rekurziou oboznámení, dokážeme ju použiť aj na zložitejšie modely akým môžu byť napríklad Lindenmayerove systémy (l-systémy). L-systémy sú formálne systémy, ktoré boli pôvodne vyvinuté ako modely rastu buniek v rastlinách. Sú definované pomocou abecedy symbolov a sady pravidiel pre transformáciu symbolov. L-systémy sa používajú na generovanie fraktálov a iných fraktálnych štruktúr tým, že rekurzívne aplikujú pravidlá na počiatočnú sekvenciu symbolov, čím vytvárajú komplexné a detailné obrazce.</p>
</div>
<br clear=all>
<div class="section">
<h3>Zadanie úlohy</h3>
<p>
V tejto aktivite budeme vytvárať jednoduchý l-systém podobajúci sa stomu. Využijeme na to väčšinu poznatkov, ktoré sme doposiaľ nadobudli, njamä rekurziu, modifikáciu parametrov a podmienky. Pre implementáciu takéhoto systému si potrebujeme definovať podmienky akými sa budeme riadiť pri každom jednom objekte, ktorý do celkového modelu budeme pridávať. Podmienky nám môžu rozhodovať o rotácii, veľkosti a podobne. Tu máme príklad jednoduchého 2D fraktálu generovaného l-systémom:<br>[[File:l-system_generating_fractal.png|alt=obrázok generovania l-systému|420px]]<br>
V L-systémoch implementujeme:<br>
* Axiómu: počiatočná štruktúra alebo stav systému, ktorý je reprezentovaný symbolmi
* Pravidlá pre transformáciu: tieto pravidlá určujú, ako sa každý symbol v axiomate mení na iný symbol v každom kroku iterácie
* Iteráciu: proces opakovania transformačných pravidiel, kde sa postupne mení axiom a generuje sa nový reťazec symbolov<br>
Pre predstavu ako sa taký systém správa si pozrite nasledovný obrázok s prepisom pravidiel kde každú vrstvu vzniknutého stormu si môžeme predstaviť ako jednu iteráciu:<br>
[[File:l-system_rules.png|alt=obrázok prepisu pravidiel v l-systéme|400px]]<br>

Rovnakým princípom vieme implementovať aj náš l-systém.
</p>
</div>

<div class="section">
<h3>Odkazy na materiály</h3>
<p>V tejto sekcii nájdete odkazy na materiály, ktoré vám môžu pomôcť pri riešení daných problémov a naučia vás ako používať požívané nástroje:</p>
<ul>
<li>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria Teória] - rozcestník stručnej teórie pre koncepty, ktoré potrebujeme</li>
<li>[https://www.blockscad3d.com/edu/lessons/ BlocksCAD lessons - lekcie pre tvorbu modelov] - tu si môžete vyskúšat modelovanie v BlocksCADe na úlohách s rôznymi modelmi, kde si viete triediť výber úloh podľa toho čo
potrebujete, alebo vás zaujíma</li>
</li>
<li>[https://en.wikibooks.org/wiki/OpenSCAD_User_Manual OpenSCAD manuál] - miesto kde nájdete všetky potrebné informácie k OpenSCADu vrátane všetkých príkazov, dokumentácie či syntaxe</li>
<li>[https://sk.wikipedia.org/wiki/Rekurzia_(matematika) Rekurzia - Wikipedia]</li>
<li>[https://sk.wikipedia.org/wiki/L-syst%C3%A9m L-systém]</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Inštrukcie</h3>
<ol>
<li>Otvorte si daný nástroj - BlocksCAD alebo OpenSCAD, ktorý ste si na implementáciu vybrali. Tinkercad Codeblocks nám neumožňuje implementovať rekurziu, preto vo výbere nie je zahrnutý.</li>
<li>Skúste analyzovať obrázok a predstaviť si opakovania, ktoré pri implementácii robíme a čo potrebujeme skontrolovať pri každej iterácii.</li>
<li>Vytvárame rekurziu, takže dávame pozor na podmienku, menu parametrov a nekonečné volania (ako sme sa naučili v predošlích príkladoch).</li>
<li>Implementujte do funkcie opakujúce sa štruktúry, ktoré ste si všimli na obrázku.</li>
<li>Ak sme implementovali tieto opakujúce sa štruktúry - vetvy stromu a umiestnili ich aspoň približne správne, je potrebné definovať podmienky a parametre pre zmeny týchto jednotlivých vetiev. Môžeme meniť rotáciu na daných osiach, posun, výšku či šírku daných vetiev, dokonca aj ich zakrivenie, predstavivosti sa medze nekladú. Pokúste sa implementovať čo najviac parametrov pre čo najviac rôznorodý storm.</li>
<li>Ukážka a vysvetlenie implementácie l-systému s parametrami a pravidlami pre prvých 5 iterácií:<br>
[[File:openscad_l-system_01.png|150px]] -> [[File:openscad_l-system_02.png|150px]] -> [[File:openscad_l-system_03.png|150px]] -> [[File:openscad_l-system_04.png|150px]]->[[File:openscad_l-system_05.png|150px]]<br clear=all>
Na prvom obrázku vidíme axiómu - základnú štruktúru, s ktorou budeme pracovať (v našom prípade valec).<br>
Tu vidíme parametre s komentármi k tomu ako fungujú a čo ovplyvňujú, tieto parametre použijeme na implementáciu pravidiel v l-systémoch:
<pre>
length = 40; // - dĺžka axiómy
width = 4; // - šírka axiómy
depth = 4; // - hĺbka zanorenia rekurzie - parameter je dôležitý na zastavenie rekurzie
branches = 4; // - počet vetiev, na ktoré sa pri každej iterácii konkrétna vetva rozdelí
angle = 40; // - uhol natočenia novo vznikajúcich vetiev
reduction = 0.8; // - redukcia / postupné zmenšovanie dĺžok a šírok axióm pri každej iterácii
</pre>
</li>
<li>Preskúmajte parametre, ktoré ste implementovali a vytvorte medzi nimi vzťahy tak ako môžete vidieť vo vzorovom riešení.</li>
<li>Skúste si meniť parametre a podmienky, ktoré ste implementovali aby ste si vizualizovali ako parametrický dizajn naozaj funguje a zakaždým si skúste vyrenderovať váš unikátny strom.</li>
</ol>
</div>

<div class="section">
<h3>Testovanie a úpravy</h3>
<p>Prezrite a skontrolujte si objekt a odpovedzte si na to či daný 3D model zodpovedá zadaniu a či ste s ním spokojní. Ak chcete skúsiť model upraviť, navrhujeme:</p>
<ul>
<li>vyskúšať implementovať na vetvy listy</li>
<li>vyskúšajte si pozmeniť parametre, obzvlášť parameter pre redukciu aby ste videli aký masícny to má násleodk na výsledný model</li>
<li>vo vzorovom riešení vidíme celkom pravidelný strom, skúste implementovať pravidlá pre rotáciu, dĺžky a šírky vetví tak aby bol strom čo najmenej pravidelný, prípadne skúste implmentovať zahnutie stromu akoby stál v silnom vetri a nakláňal sa na stranu</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Spätná väzba</h3>
<p>
Ak ste spokojní so svojím výsledným modelom, prezentujte ho ostatným, zhodnoťte koncepty, ktoré ste použili a ako ste ho implementovali, buďte otvorení k hodnoteniam od ostatných a k prípadným návrhom na zlepšenie.
</p>
</div>

<div class="section">
<h3>Vzorové riešenie</h3>
<p>Ak budete potrebovať motiváciu alebo si skontrolovať váš výsledný model, v nasledujúcich odkazoch nájdete implementáciu daného modelu v nástrojoch, ktoré ste na implementáciu mohli použiť:</p>
<ul>
<li>[https://www.blockscad3d.com/community/projects/1755245 BlocksCAD]</li>
<li>[https://github.com/Achinys-out/ParametricAndGenerativeDesign/blob/main/OpenSCAD/recursive_tree.scad OpenSCAD]</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Záver</h3>
<p>
V tejto aktivite sme si vytvorili náš prvý l-systém (Lindenmayerov systém). L-systémy sú pravidlá, ktoré používame na vytváranie modelov rôznych prírodných útvarov - stromy, rastliny alebo dokonca niektoré mikroorganizmy. Tieto pravidlá nám pomáhajú pochopiť, ako sa tieto útvary vyvíjajú a menia v čase. Keď vymodelujeme strom v CAD softvéri, vytvoríme si taký druh "digitálneho obrazu" tohto stromu na počítači. Potom použijeme pravidlá L-systémov na to, aby sme mohli stromu povedať ako má rásť, vetviť sa, (čo dokonca tvoriť listy a kvety).
</p>
</div>
</div>

Inštrukcie - Rekurzívne guličky

2024-05-09T05:18:10Z

Admin:

Stručné definície a linky ku konceptom obsahujúce teóriu nájdete na odkaze [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria Teória].<br>
Odkaz na stiahnutie všeobecného hodnotiaceho hárku, ktorý môžete využiť na ohodnotenie študentov: [[Media:Vseobecny hodnotiaci harok.pdf|hodnotiaci hárok]]<br>

<h3>'''Odkaz na hárok'''</h3>
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=medium
|image_name=Recursive_sphere
|alt=obrázok modelu rekurzívnych guličiek
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Rekurz%C3%ADvne_guli%C4%8Dky Rekurzívne guličky]
|duration=1 hod
|difficulty=pokročilý
|skills=transformácie, CSG operácie, podmienky, rekurzia
|software=[https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}

<h3>'''Ciele'''</h3>
*Precvičiť si viac rekurziu.
*Zopakovať si všetky naučené transformácie, cykly, CSG operácie.
*Naučiť sa používať viac podmienok v rekurzii.

<h3>'''Metodika'''</h3>
'''Zapojenie (Engage):'''<br>
Pripomeňte študentom rekurziu, prípade ju vysvetlite odznova - o tom ako funcia volá samú seba a je potrebné ju zastaviť. Predstavte ukážkový model a motivujte študentov k práci.
<br><br>'''Skúmanie (Explore):'''<br>
Navrhnite študentom nech preskúmajú model a pokúsia sa nájsť nejaké pravidlá, ktoré ho popisujú. Nech sa pokúsia takýto model vytvoriť, môžu najskôr pomocou cyklov, no neskôr pomocou rekurzie.
<br><br>'''Vysvetlenie (Explain):'''<br>
Nechajte študentov nech diskutujú o rekurzii, o pravidlách a podmienkach, ktoré je treba v prípade tejto rekurzie využiť. Nave%Dte ich nech použijú materiály, ktoré ju vysvetlujú, prípadne na ne poukážte. Dajte opäť do pozornosti potrebu zastavenia rekurzie pomocou nejakej podmienky. Upozornite a parameter $fn v súvislosti s rýchlosťou výpočtu.
<br><br>'''Rozšírenie (Elaborate):'''<br>
Ak si študenti dokázali vytvoriť vlastný model, skúmajte či to docielili rekurziou, ak nie, tak ich naveďte. Ďalej zhodnoťte či sú podmienky správne použité a navrhnite im implementáciu viacerých podmienok. Vo vzorovom riešení je len 6 kombinácií smerov, navrhnite im implementovať ďalšie, prípadne použitie iných objektov než guličiek. Navrhnite študentom úpravy parametra $fn aby sa ich model vykresľoval rýchlejšie.
<br><br>'''Hodnotenie (Evaluate):'''<br>
Zhodnoďte ako študenti pracovali a ako pochopili koncepty rekurzie, či sa im darilo zastavovať rekurziu a optimalizovať model ak aby sa renderoval relatívne rýchlo.
<br><br>
Zhrňte dôležité informácie a zručnosti, ktoré študenti nadobudli počas hodiny:
*Použitie rekurzie.
*Informácie o potrebe zastavenia rekurzie.
*Použitie parametra $fn a pochopenie ako ovplyvňuje rýchlosť renderovania.

Inštrukcie - Rekurzívne guličky

2024-05-09T05:07:52Z

Admin: Vytvorená stránka „Stručné definície a linky ku konceptom obsahujúce teóriu nájdete na odkaze [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria Teória].<br> Odkaz na stiahnutie všeobecného hodnotiaceho hárku, ktorý môžete využiť na ohodnotenie študentov: hodnotiaci hárok<br> <h3>'''Odkaz na hárok'''</h3> {{ Odkaz_harok |difficulty_class=medium |image_name=Recursive_cubes |alt=obrázok modelu rekurzívnych koci…“

Stručné definície a linky ku konceptom obsahujúce teóriu nájdete na odkaze [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria Teória].<br>
Odkaz na stiahnutie všeobecného hodnotiaceho hárku, ktorý môžete využiť na ohodnotenie študentov: [[Media:Vseobecny hodnotiaci harok.pdf|hodnotiaci hárok]]<br>

<h3>'''Odkaz na hárok'''</h3>
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=medium
|image_name=Recursive_cubes
|alt=obrázok modelu rekurzívnych kociek
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Rekurz%C3%ADvne_kocky Rekurzívne kocky]
|duration=1 hod
|difficulty=pokročilý
|skills=transformácie, CSG operácie, podmienky, rekurzia
|software=[https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}

<h3>'''Ciele'''</h3>
*Predstaviť si tvorbu komplexných modelov pomocou rekurzie.
*Vysvetliť si ako rekurzia funguje.
*Zaviesť dôraz na mechanizmus zastavenia rekurzie.

<h3>'''Metodika'''</h3>
'''Zapojenie (Engage):'''<br>
Hodinu začnite rozpravou o rekurzií - o tom ako je to funkcia, ktorá volá samá seba stále dokola až kým nenarazí na nejakú podmienku, po ktorej sa už nezavolá. Povedzte ako sa s ňou riešia sieťové problémy, ako napríklad, návrh prepojenia internetovej siete pmocou káblov, hľadanie najkratšej cesty medzi bodmi a podobne.
<br><br>'''Skúmanie (Explore):'''<br>
Dajte študentom do pozornosti 3D model kochovej kocky z minulého cvičenia a povedzte im , že sa dá spraviť aj rekurzívne bez zbytočne zanorených cyklov. Povedte, že podobnú kocku budeme vytvárať na tomto cvičení. Povedzte študentom nech si prezrú model a skúmajú opakujúce sa prvky.
<br><br>'''Vysvetlenie (Explain):'''<br>
Nechajte študentov nech diskutujú o rekurzii, nech pužijú materiály, ktoré ju vysvetlujú, prípadne na ne poukážte. Dajte do pozornosti potrebu zastavenia rekurzie.
<br><br>'''Rozšírenie (Elaborate):'''<br>
Ak si študenti dokázali vytvoriť vlastný model, skúmajte či to docielili rekurziou, ak nie, tak ich naveďte. Ak áno, tak môžete navrhnúť aby implementovali aj pridávanie ďalšách kociek aj inými smermi než sú implementované vo vzorovom riešení.
<br><br>'''Hodnotenie (Evaluate):'''<br>
Zhodnoďte ako študenti pracovali a ako pochopili koncepty rekurzie, či sa im darilo zastavovať rekurziu. Spomeňte ako takto rekurziu vieme využívať na už spomínané fraktály a pomerne jednoducho ich vytvárať aj v pdobe 3D modelov. Motivujte ich, že aj takáto úloha j ev zbierke obsiahnutá.
<br><br>
Zhrňte dôležité informácie a zručnosti, ktoré študenti nadobudli počas hodiny:
*Použitie rekurzie.
*Informácie o potrebe zastavenia rekurzie.

Zbierka - Rekurzívne guličky

2024-05-09T05:07:45Z

Admin:

<div class="worksheet">
[[File:Recursive_spheres.stl|360x360px|left|norotate=0]]
<h1>Rekurzívne guličky</h1>
<div class="section">
<div class="lesson-plan-text">
<div><div>Trvanie:</div><span>1 hod</span></div>
<div><div>Náročnosť:</div><span>pokročilý</span></div>
<div><div>Zručnosti:</div><span>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Transform%C3%A1cie transformácie], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Cykly cykly], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/CSG_oper%C3%A1cie CSG operácie], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Rekurzia rekurzia]</span></div>
<div><div>Nástroje:</div><span>[https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]</span></div>
<div><div>Inštrukcie pre učiteľov:</div><span>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Rekurz%C3%ADvne_guli%C4%8Dky učitelia - rekurzívne guličky]</span></div>
</div>
<p>V predošlom príklade sme si vytvorili fraktál rekurzívnych kociek nejakým spôsobom. Touto úlohou si chceme prehĺbiť pochopenie rekurzie a ukázať iný spôsob, ktorý môžeme v rekurzii použiť, taktiež si ukážeme viac podmienok a prečo treba pri zložitejších objektoch akými sú napríklad gule dbať na počet plôch v nich obsiahnutých.</p>
</div>
<br clear=all>
<div class="section">
<h3>Zadanie úlohy</h3>
<p>
Úlohou je rekurzívne vytvoriť fraktál zostavený z gúľ, ktoré sa každú iteráciu rozmiestňujú na viaceré smery základného objektu.
</p>
</div>

<div class="section">
<h3>Odkazy na materiály</h3>
<p>V tejto sekcii nájdete odkazy na materiály, ktoré vám môžu pomôcť pri riešení daných problémov a naučia vás ako používať požívané nástroje:</p>
<ul>
<li>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria Teória] - rozcestník stručnej teórie pre koncepty, ktoré potrebujeme</li>
<li>[https://www.blockscad3d.com/edu/lessons/ BlocksCAD lessons - lekcie pre tvorbu modelov] - tu si môžete vyskúšat modelovanie v BlocksCADe na úlohách s rôznymi modelmi, kde si viete triediť výber úloh podľa toho čo
potrebujete, alebo vás zaujíma</li>
</li>
<li>[https://en.wikibooks.org/wiki/OpenSCAD_User_Manual OpenSCAD manuál] - miesto kde nájdete všetky potrebné informácie k OpenSCADu vrátane všetkých príkazov, dokumentácie či syntaxe</li>
<li>[https://sk.wikipedia.org/wiki/Rekurzia_(matematika) Rekurzia - Wikipedia]</li>
<li>[https://en.wikibooks.org/wiki/OpenSCAD_User_Manual/Other_Language_Features#Circle_resolution:_$fa,_$fs,_and_$fn Rozlíšenie kruhu]</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Inštrukcie</h3>
<ol>
<li>Otvorte si daný nástroj - BlocksCAD alebo OpenSCAD, ktorý ste si na implementáciu vybrali. Tinkercad Codeblocks nám neumožňuje implementovať rekurziu, preto vo výbere nie je zahrnutý.</li>
<li>Skúste analyzovať 3D model a predstaviť si opakovania, ktoré pri implementácii robíme.</li>
<li>Vytvárame rekurziu, takže primárne si vytvoríme funkciu, ktorú budeme opakovane volať.</li>
<li>Implementujte do funkcie opakujúce sa štruktúry, ktoré ste si všimli na modeli - dostatočne odpodmienkujte smery v ktorých budete Ďalšie objekty umiestnovať.</li>
<li>Z predošlej úlohy sme zistili na čo všetko si treba dávať pozor pri rekurzii - počet volaní, správne vytvorenú podmienku a premennú v tejto podmienke. Treba si na to dať pozor aj v tomto prípade.</li>
<li>Taktiež si treba dať pozor na počet plôch obsiahnutý v objektoch, ktoré sa pokúšame renderovať. Taká kocka má presne 6 plôch, čo je celkom málo, no taká guľa môže mať mnohonásobne viac - podľa toho akú hladkú ju chceme. No my ju nechceme hladkú keď ju využívame v rekurzii, pretože renderovanie takto zložitého objektu s mnohými plochami priveľa krát je príliš výpočtovo náročné. Preto si treba dobre pozrieť parameter <b>[https://en.wikibooks.org/wiki/OpenSCAD_User_Manual/Other_Language_Features#Circle_resolution:_$fa,_$fs,_and_$fn $fn]</b> a ako funguje (ako ho využijeme na zmenu počtu plôch v objekte).</li>
<li>Do funkcie implementujte volanie samej seba a skúste ju obozretne otestovať a upravovať.</li>
</ol>
</div>

<div class="section">
<h3>Testovanie a úpravy</h3>
<p>Prezrite a skontrolujte si objekt a odpovedzte si na to či daný 3D model zodpovedá zadaniu a či ste s ním spokojní. Ak chcete skúsiť model upraviť, navrhujeme:</p>
<ul>
<li>zmeniť parameter $fn pre porovnanie zložitosti výpočtov pri renderovaní</li>
<li>zmeniť parametre, ktoré určujú rozmiestnenie ďalších objektov, prípadne pridánie ďalších pozícií</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Spätná väzba</h3>
<p>
Ak ste spokojní so svojím výsledným modelom, prezentujte ho ostatným, zhodnoťte koncepty, ktoré ste použili a ako ste ho implementovali, buďte otvorení k hodnoteniam od ostatných a k prípadným návrhom na zlepšenie.
</p>
</div>

<div class="section">
<h3>Vzorové riešenie</h3>
<p>Ak budete potrebovať motiváciu alebo si skontrolovať váš výsledný model, v nasledujúcich odkazoch nájdete implementáciu daného modelu v nástrojoch, ktoré ste na implementáciu mohli použiť:</p>
<ul>
<li>[https://www.blockscad3d.com/community/projects/1765847 BlocksCAD]</li>
<li>[https://github.com/Achinys-out/ParametricAndGenerativeDesign/blob/main/OpenSCAD/recursive_spheres.scad OpenSCAD]</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Záver</h3>
<p>
V tejto úlohe sme implementovali ďalšiu rekurziu iným spôsobom a mohli sme v nej viac pozorovať ako moc je dôležité venovať pozornosť zložitosti objektov.
</p>
</div>
</div>

Učitelia

2024-05-09T05:07:21Z

Admin:

Táto stránka je dedikovaná pre učiteľov a obsahuje všetky potrebné podporné návody, podklady a odporúčania pre vyučovanie parametrického a generatívneho 3D modelovania vrátane stručného zhrnutia modelu 5E.
<br>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Teória'''</h2>
V časti webu [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria Teoria] nájdete všetkú teóriu, ktorú ako učiteľ potrebujete k pochopeniu či vysvetleniu vyučovaných konceptov vysvetľovaných a vyučovaných na webe. Koncepty v teórií sú zoradené abecedne, teória je definovaná pomerne stručne a každý koncept obsahuje linky na stránky s podrobnejšími vysvetleniami či ukážkami.
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Potrebné nástroje'''</h2>
Vo všeobecnosti sa naprieč všetkými materiálmi a pre prácu so zbierkou využívajú tieto nástroje a materiály:
*počítače s prístupom na internet
*softvér Tinkercad, BlocksCAD, OpenSCAD, Blender a Python (OpenSCAD, Blender a Python treba nainštalovať lokálne, rovnako aj knižnicu Platypus-Opt)
*učebné materiály (návody, dokumentácie, videá, atď.)
*papier a písacie potreby na skicovanie a výpočty, prípadne iné modelovacie pomôcky
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Návody v štýle 5E pre úlohy zo zbierky'''</h2>
* [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Rotovan%C3%BD_objekt Rotovaný objekt]
* [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Mandala Mandala]
* [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_To%C4%8Den%C3%A9_schody Točené schody]
* [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Valec_z_polyg%C3%B3nov Valec polygónov]
* [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Parametrick%C3%BD_%C5%A1r%C3%B3b Parametrický šrób]
* [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Kochova_kocka_iterat%C3%ADvne Kochova kocka iteratívne]
* [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Rekurz%C3%ADvne_kocky Rekurzívne kocky]
*
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''5E model výučby'''</h2>
*'''Zapojenie (Engage):''' Ukážte príklady 3D objektov študentom a diskutujte o ich význame, využití či o umeleckých kvalitách. Požiadajte študentov, aby premýšľali o tom, ako by mohli vytvoriť vlastné 3D modely pomocou digitálneho dizajnového softvéru. Diskutujte o dôležitosti symmetrie, opakovania a geometrických tvarov pri dizajne modelov.
*'''Skúmanie (Explore):''' Poskytnite študentom prístup k softvéru Tinkercad, BlocksCAD alebo OpenSCAD spolu s tutoriálmi alebo sprievodcami, ako používať softvér. Podporte študentov pri skúmaní nástrojov a funkcií softvéru prostredníctvom praktických experimentov. Inštruujte študentov ako začať kresliť návrhy svojich 3D objektov, pričom zvážia prvky matematiky, symetrie, programovania a geometrickych vzorov.
*'''Vysvetlenie (Explain):''' Ukážte študentom demonštráciu, ako vytvoriť základné tvary a manipulovať s nimi, aby vytvorili detailné vzory v zvolenom softvéri. Vysvetlite kľúčové pojmy ako zoskupovanie, zarovnávanie a duplikácia objektov pre vytvorenie symetrických vzorov. Poskytnite ďalšie zdroje alebo podporu, aby študenti porozumeli a aplikovali geometrické princípy v ich dizajnoch.
*'''Rozpracovanie (Elaborate):''' Podporte študentov, aby aplikovali svoje pochopenie geometrických konceptov a dizajnových princípov na vytvorenie vlastných unikátnych 3D modelov. Umožnite študentom experimentovať s rôznymi tvarmi, veľkosťami a usporiadaniami, aby vyjadrili svoju kreativitu. Poskytnite príležitosti na zdieľanie pokroku študentov s rovesníkmi a na získanie spätnej väzby na zlepšenie.
*'''Hodnotenie (Evaluate):''' Hodnoťte 3D modely študentov na základe kritérií ako kreativita, symmetria, komplexnosť a dodržiavanie geometrických princípov. Použite rubriku, samo-hodnotenie alebo hodnotenie rovesníkov na meranie porozumenia študentov dizajnového procesu a ich schopnosti aplikovať geometrické koncepty v ich vytváraní. Poskytnite konštruktívnu spätnú väzbu, aby ste pomohli študentom zlepšiť ich dizajny a hlbšie porozumieť technikám 3D modelovania.
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Ciele vyučovania'''</h2>
*'''Zoznámenie s konceptmi a princípmi:''' Učiteľ by mal zabezpečiť, aby študenti pochopili základné koncepty a princípy matematiky, programovania a nakoniec aj samotného parametrického a generatívneho 3D modelovania. Tento cieľ môže byť dosiahnutý prostredníctvom interaktívnych prednášok, demonštrácií a diskusií.
*'''Rozvinutie technických zručností:''' Študenti by mali mať možnosť získať praktické skúsenosti s používaním nástrojov na parametrické a generatívne modelovanie. Učiteľ by mal poskytnúť príležitosť na cvičenie a experimentovanie s rôznymi softvérovými nástrojmi a technikami.
*'''Rozvoj kritického myslenia:''' Učiteľ by mal podporovať študentov v analýze a hodnotení rôznych aspektov ich modelov. Tento cieľ môže byť dosiahnutý prostredníctvom diskusií o rôznych prístupoch k modelovaniu - napríklad o ich výhodách a nevýhodách.
*'''Podpora tvorivosti a inovácie:''' Učiteľ by mal povzbudzovať študentov k tomu, aby boli kreatívni a inovatívni pri vytváraní svojich modelov. To môže zahŕňať podporu vo výbere a implementácii nových nápadov a riešení.
*'''Pripojenie k reálnym aplikáciám:''' Učiteľ by mal pomôcť študentom pochopiť, ako sa parametrické a generatívne modelovanie používa v reálnych aplikáciách a priemyselných odvetviach. To môže byť dosiahnuté prostredníctvom príkladov a štúdia prípadov z rôznych odvetví, ako sú architektúra, strojárstvo alebo dizajn.
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Metódy vyučovania'''</h2>
Hlavnými metódami, ktoré by mal učiteľ vo výučbe aplikovať sú metódy modelu 5E. Taktiež je potrebné aby bral do úvahy nasledovné metódy, ktoré sa do určitej miery prelínajú s prístupmi v 5E:
*'''Demonštrácie a praktické cvičenia:''' Učiteľ by mal zabezpečiť demonštrácie rôznych techník a nástrojov parametrického a generatívneho modelovania a následné praktické cvičenia, ktoré umožnia študentom zažiť a aplikovať naučené princípy a zručnosti.
*'''Kolaboratívne učenie:''' Podpora kolaboratívneho učenia môže pomôcť študentom pri zdieľaní nápadov, riešení a spoločnom riešení problémov. Učiteľ by mal vytvoriť prostredie, kde študenti môžu pracovať v skupinách a vzájomne sa podporovať a učiť.
*'''Projektové a problémové zameranie:''' Zameranie sa na projektovú a problémovú metódu môže poskytnúť študentom príležitosť uplatniť svoje vedomosti a zručnosti v reálnych situáciách. Učiteľ by mal ponúknuť projektové úlohy alebo problémy, ktoré vyžadujú použitie parametrického a generatívneho modelovania na ich riešenie.
*'''Aktívne učenie a zapojenie:''' Učiteľ by mal podporovať aktívne učenie študentov prostredníctvom rôznych aktivít, ako sú diskusie, skupinové cvičenia, otázky a odpovede, a praktické experimenty. Tieto aktivity by mali zabezpečiť, že študenti sú aktívne angažovaní a aktívne konštruujú svoje vedomosti.
*'''Individualizované a diferencované vyučovanie:''' Učiteľ by mal zvážiť individualizované a diferencované prístupy, aby zodpovedal potrebám a záujmom jednotlivých študentov. To môže zahŕňať poskytnutie dodatočných materiálov, rozšírených úloh pre študentov s väčším záujmom, alebo dodatočnú podporu pre študentov so špecifickými výzvami.
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Obsah a štruktúra'''</h2>
*'''Plánovanie obsahu a postupu lekcií:''' Učiteľ musí dôkladne premyslieť a plánovať, aké témy a koncepty budú zahrnuté v jednotlivých fázach 5E modelu (Zapojenie, Objavovanie, Porozumenie, Rozvoj, Hodnotenie). Mali by sa zahrnúť aj vhodné cvičenia a aktivity, ktoré podporia každú fázu.
*'''Organizácia lekcií a aktivít:''' Učiteľ by mal vytvoriť jasné a logické usporiadanie lekcií a aktivít, aby študenti mohli ľahko nasledovať proces učenia. Každá fáza 5E modelu by mala byť dobre definovaná a zahrnutá do celkovej štruktúry lekcie.
*'''Príprava materiálov a zdrojov:''' Učiteľ by mal pripraviť potrebné materiály, zdroje a nástroje potrebné na realizáciu každej lekcie a aktivity. To môže zahŕňať prezentácie, pracovné hárky, softvérové nástroje a ďalšie zdroje podporujúce učenie.
*'''Flexibilita a prispôsobenie sa potrebám študentov:''' Učiteľ by mal byť schopný prispôsobiť sa individuálnym potrebám a záujmom študentov počas vyučovania. To môže znamenať úpravu tempa lekcie, poskytnutie ďalších vysvetlení alebo ponúknutie doplnkových úloh podľa potreby.
*'''Hodnotenie a spätná väzba:''' Učiteľ by mal mať plán, ako bude hodnotiť pokrok študentov a poskytovať im spätnú väzbu na ich prácu. To môže zahŕňať rôzne formy hodnotenia, ako sú úlohy, projekty, testy alebo hodnotenie procesu.
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Cvičenia a aktivity'''</h2>
*'''Interaktívne demonštrácie:''' Učiteľ by mal usporiadať interaktívne demonštrácie použitia rôznych nástrojov a techník na parametrické a generatívne modelovanie. Študenti by mali mať možnosť sledovať, ako sa modely vytvárajú, a interagovať so všetkými krokmi procesu.
*'''Praktické cvičenia:''' Poskytnutie príležitosti na praktické cvičenia umožňuje študentom aplikovať svoje znalosti a zručnosti v praxi. Učiteľ by mal pripraviť úlohy a cvičenia, ktoré študentom umožnia experimentovať s rôznymi aspektmi parametrického a generatívneho modelovania.
*'''Projektové úlohy:''' Študentom by mali byť ponúknuté projektové úlohy, ktoré vyžadujú aplikáciu ich vedomostí a zručností na riešenie reálnych problémov. Tieto úlohy môžu zahrňovať návrh a vytvorenie konkrétnych 3D modelov alebo sériu modelovacích úloh s postupne narastajúcou zložitosťou.
*'''Kolaboratívne skupinové práce:''' Umožnenie študentom pracovať v skupinách na riešení úloh a projektov podporuje spoluprácu a zdieľanie nápadov. Učiteľ by mal vytvoriť prostredie, kde študenti môžu diskutovať a spolupracovať na riešení problémov v oblasti parametrického a generatívneho modelovania.
*'''Kreatívne experimentovanie:''' Učiteľ by mal povzbudzovať študentov, aby boli kreatívni a experimentovali s rôznymi prístupmi a technikami modelovania. To môže zahŕňať vytváranie vlastných projektov, kde študenti majú voľnosť výberu a implementácie svojich nápadov.
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Materiály a zdroje'''</h2>
*'''Softvérové nástroje:''' Učiteľ by mal mať prístup k softvérovým nástrojom na parametrické a generatívne 3D modelovanie. Na webe sú dostupné odkazy napríklad na Tinkercad, BlocksCAD či OpenSCAD.
*'''Vzorové projekty a príklady:''' Poskytnutie vzorových projektov a príkladov môže pomôcť študentom pochopiť rôzne aspekty parametrického a generatívneho modelovania a poskytnúť im inšpiráciu pre ich vlastné práce. Príklady sú voľne dohladateľné cez vyhľadávače.
*'''Online tutoriály a videá:''' Online tutoriály a videá sú užitočným zdrojom pre študentov, aby sa mohli naučiť nové techniky a postupy v 3D modelovaní. Učiteľ by mal poskytnúť odkazy na relevantné zdroje a videá, ktoré sú zamerané na parametrické a generatívne modelovanie.
*'''Pracovné hárky a materiály:''' Učiteľ by mal pripraviť pracovné hárky a materiály, ktoré študentom umožnia zaznamenať ich myšlienky, poznámky a postrehy počas vyučovania. Tieto materiály môžu obsahovať cvičenia, otázky a úlohy na posilnenie ich porozumenia. Zbierka a hárky sú dostupné na webe.
*'''Fyzické modelovacie pomôcky:''' V niektorých prípadoch môžu byť fyzické modelovacie pomôcky užitočné na demonštráciu konkrétnych konceptov a techník. To môže zahŕňať 3D tlačiarne na vytváranie fyzických modelov alebo modelovacie sady na vizuálne zobrazenie rôznych geometrických princípov, alebo aj običajný papier a pero pre tvorbu náčrtov.
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Rady pre hodnotenie'''</h2>
*'''Jasné kritériá hodnotenia:''' Definujte jasné kritériá hodnotenia, ktoré budú študentom poskytnuté na začiatku každej úlohy alebo projektu. Tieto kritériá by mali zohľadňovať technickú kvalitu modelu, kreativitu, použitie daných techník a schopnosť študenta prezentovať svoje práce.
*'''Formálne a neformálne hodnotenie:''' Zvážte kombináciu formálnych a neformálnych hodnotiacich metód, aby ste získali komplexný pohľad na pokrok študentov. Okrem tradičných testov a projektových prác môžete zahrnúť aj hodnotenie prostredníctvom portfólií, sebahodnotenia a peer review.
*'''Spätná väzba na procese učenia:''' Poskytnite študentom pravidelnú spätnú väzbu na ich proces učenia a postupy pri modelovaní. Zamerajte sa nielen na výsledok, ale aj na to, ako študenti využívajú parametrické a generatívne techniky a ako zlepšujú svoje zručnosti.
*'''Podpora reflexie a sebahodnotenia:''' Podporte študentov v reflexii ich práce a sebahodnotení. Umožnite im identifikovať svoje silné a slabé stránky a stanoviť si ciele pre svoj ďalší rozvoj v oblasti 3D modelovania.
*'''Individuálne prispôsobenie hodnotenia:''' Uvažujte o individuálnom prispôsobení hodnotenia podľa potrieb a preferencií študentov. Niektorí študenti môžu mať lepšie porozumenie parametrického modelovania, zatiaľ čo iní sa môžu lepšie orientovať v generatívnych technikách.
*'''Zohľadnenie kreativity a inovácie:''' Nezabudnite hodnotiť aj kreativitu a inováciu študentov pri tvorbe ich 3D modelov. Uvažujte o tom, ako študenti využívajú funkcie na vytváranie originálnych a unikátnych dizajnov.
</div>
<div class="teachers-section-container">
<h2>'''Zohľadnenie rozdielnych úrovní skúseností a skúseností študentov'''</h2>
V prípade, že nastane situácia, kedy sa v skupine vyskytujú väčšie rzdiely v skúsenostiach č zručnostiach študentov je potrebné sa riadiť nasledovnými bodmi:
*'''Predhodnotenie:''' Získajte informácie o úrovniach študentov pred začiatkom lekcie abs ste vedeli nachystať potrebné mateirály a prispôsobiť sa tak všetkým.
*'''Diferenciácia úloh:''' Vytvorte rôzne úrovne úloh aby každý mal úlohu primeranú jeho schopnostiam.
*'''Flexibilné skupinovanie:''' Prispôsobte skupiny podľa zručností - kombinujte skupiny tak, aby skupia obsahovala čo najširšie spektrum zručností aby si tak mohli navzájom pomáhať a dopĺňať sa.
*'''Individualizovaná podpora:''' Poskytnite individuálny prístup podľa potreby.
</div>

Inštrukcie - Rekurzívne kocky

2024-05-09T05:05:39Z

Admin:

Stručné definície a linky ku konceptom obsahujúce teóriu nájdete na odkaze [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria Teória].<br>
Odkaz na stiahnutie všeobecného hodnotiaceho hárku, ktorý môžete využiť na ohodnotenie študentov: [[Media:Vseobecny hodnotiaci harok.pdf|hodnotiaci hárok]]<br>

<h3>'''Odkaz na hárok'''</h3>
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=medium
|image_name=Recursive_cubes
|alt=obrázok modelu rekurzívnych kociek
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Rekurz%C3%ADvne_kocky Rekurzívne kocky]
|duration=1 hod
|difficulty=pokročilý
|skills=transformácie, CSG operácie, podmienky, rekurzia
|software=[https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}

<h3>'''Ciele'''</h3>
*Predstaviť si tvorbu komplexných modelov pomocou rekurzie.
*Vysvetliť si ako rekurzia funguje.
*Zaviesť dôraz na mechanizmus zastavenia rekurzie.

<h3>'''Metodika'''</h3>
'''Zapojenie (Engage):'''<br>
Hodinu začnite rozpravou o rekurzií - o tom ako je to funkcia, ktorá volá samá seba stále dokola až kým nenarazí na nejakú podmienku, po ktorej sa už nezavolá. Povedzte ako sa s ňou riešia sieťové problémy, ako napríklad, návrh prepojenia internetovej siete pmocou káblov, hľadanie najkratšej cesty medzi bodmi a podobne.
<br><br>'''Skúmanie (Explore):'''<br>
Dajte študentom do pozornosti 3D model kochovej kocky z minulého cvičenia a povedzte im , že sa dá spraviť aj rekurzívne bez zbytočne zanorených cyklov. Povedte, že podobnú kocku budeme vytvárať na tomto cvičení. Povedzte študentom nech si prezrú model a skúmajú opakujúce sa prvky.
<br><br>'''Vysvetlenie (Explain):'''<br>
Nechajte študentov nech diskutujú o rekurzii, nech pužijú materiály, ktoré ju vysvetlujú, prípadne na ne poukážte. Dajte do pozornosti potrebu zastavenia rekurzie.
<br><br>'''Rozšírenie (Elaborate):'''<br>
Ak si študenti dokázali vytvoriť vlastný model, skúmajte či to docielili rekurziou, ak nie, tak ich naveďte. Ak áno, tak môžete navrhnúť aby implementovali aj pridávanie ďalšách kociek aj inými smermi než sú implementované vo vzorovom riešení.
<br><br>'''Hodnotenie (Evaluate):'''<br>
Zhodnoďte ako študenti pracovali a ako pochopili koncepty rekurzie, či sa im darilo zastavovať rekurziu. Spomeňte ako takto rekurziu vieme využívať na už spomínané fraktály a pomerne jednoducho ich vytvárať aj v pdobe 3D modelov. Motivujte ich, že aj takáto úloha j ev zbierke obsiahnutá.
<br><br>
Zhrňte dôležité informácie a zručnosti, ktoré študenti nadobudli počas hodiny:
*Použitie rekurzie.
*Informácie o potrebe zastavenia rekurzie.

Inštrukcie - Rekurzívne kocky

2024-05-09T04:53:24Z

Admin:

Stručné definície a linky ku konceptom obsahujúce teóriu nájdete na odkaze [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria Teória].<br>
Odkaz na stiahnutie všeobecného hodnotiaceho hárku, ktorý môžete využiť na ohodnotenie študentov: [[Media:Vseobecny hodnotiaci harok.pdf|hodnotiaci hárok]]<br>

<h3>'''Odkaz na hárok'''</h3>
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=medium
|image_name=Recursive_cubes
|alt=obrázok modelu rekurzívnych kociek
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Rekurz%C3%ADvne_kocky Rekurzívne kocky]
|duration=1 hod
|difficulty=pokročilý
|skills=transformácie, CSG operácie, podmienky, rekurzia
|software=[https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}

<h3>'''Ciele'''</h3>
*Zopakovať a precvičiť si rekurziu
*Zaviesť si do rekurzie viac podmienok a výpčtov.

<h3>'''Metodika'''</h3>
'''Zapojenie (Engage):'''<br>
Hodinu začnite rozpravou o rekurzií - o tom ako je to funkcia, ktorá volá samá seba stále dokola až kým nenarazí na nejakú podmienku, po ktorej sa už nezavolá.
<br><br>'''Skúmanie (Explore):'''<br>
Dajte študentom do pozornosti 3D model kochovej kocky a pvedte im nech prozmýšľajú ako sa vytvára. Môžete ich naviesť na CSG operácie.
<br><br>'''Vysvetlenie (Explain):'''<br>
Nechajte študentov nech diskutujú o tom ako sa dá takto zložitý objekt vytvoriť, hodnoďte ich úvahy, prípadne ich nasmerujte a nechajte ich pracovať.
<br><br>'''Rozšírenie (Elaborate):'''<br>
Keď študenti vytvorili nejaký základný model, navrhnite im ďalšie rozšírenie. Príkladom môže byť úprava počtu iterácií, zmena posunov či použitie iných základných objektov.
<br><br>'''Hodnotenie (Evaluate):'''<br>
Zhodnoďte ako študenti pracovali a ako pochopili koncepty. Porozprávajte ako je dôležité optimalizovať si v programovaní funkcie, inak v našom prípade môže tvorba takýchto ložitých modelov trvať veľmi dlho.
<br><br>
Zhrňte dôležité informácie a zručnosti, ktoré študenti nadobudli počas hodiny:
*Kombinovanie cyklov.
*Skladanie komplexného modelu bežne implementovaného rekurziou iba pomocou cyklov.
*Potreba optimalizácie programu.

Zbierka - Rekurzívne kocky

2024-05-09T04:35:50Z

Admin:

<div class="worksheet">
[[File:Recursive_cubes.stl|360x360px|left|norotate=1]]
<h1>Rekurzívne kocky</h1>
<div class="section">
<div class="lesson-plan-text">
<div><div>Trvanie:</div><span>1 hod</span></div>
<div><div>Náročnosť:</div><span>pokročilý</span></div>
<div><div>Zručnosti:</div><span>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Transform%C3%A1cie transformácie], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Cykly cykly], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/CSG_oper%C3%A1cie CSG operácie], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Rekurzia rekurzia]</span></div>
<div><div>Nástroje:</div><span>[https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]</span></div>
<div><div>inštrukcie pre učiteľov:</div><span>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Rekurz%C3%ADvne_kocky učitelia - rekurzívne kocky]</span></div>
</div>
<p>V predošlom zadaní na tvorbu fraktálu sme si povedali, že opakovanie vieme implementovať pomocou cyklov ale aj pomocou rekurzie. Rekurzia je dôležitý koncept, ktorý sa využíva pri tvorbe generatívneho dizajnu, ale aj v programovaní všeobecne na riešenie komplexných problémov. Generatívny dizajn sa zaoberá vytváraním štruktúr, vzorov alebo formou na základe algoritmov, pravidiel alebo procesov, ktoré vedú k vytváraniu komplexných a organických výsledkov. Fraktály sú práve takými príkladmi - sú vytvorené opakovaním jednoduchých pravidiel alebo vzorcov, ktoré vedú k tvorbe zložitých a detailných obrazcov s hierarchickou štruktúrou. Takýto fraktál sa teraz pokúsime pomocou rekurzie vytvoriť. Pamätajte však, že rekurzia býva spravidla veľmi náročná na výpočty.</p>
</div>
<br clear=all>
<div class="section">
<h3>Zadanie úlohy</h3>
<p>
V predošlom modeli sme sa pokúsili implementovať fraktál iteratívne, teraz si ukážeme ako to ide jednoduchšie pomocou rekurzie na podobnom objekte. Rekurzia v stručnosti zanemaná, že funkcia volá samú seba, no pri rekurzii si musíme dávať pozor na podmienku zastavenia programu. Ak by sme túto podmienku neimplementovali, program by sa volal stále dokola a nikdy by neskončil (alebo napríklad kým by nedošla programu pamäť). Vemi rýchlo by sme prišli na to prečo je to zlé:<br clear=all> [[File:recursion.jpg|alt=vtipný obrázok popisujúci rekurziu|400px]]
</p>
</div>

<div class="section">
<h3>Odkazy na materiály</h3>
<p>V tejto sekcii nájdete odkazy na materiály, ktoré vám môžu pomôcť pri riešení daných problémov a naučia vás ako používať požívané nástroje:</p>
<ul>
<li>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria Teória] - rozcestník stručnej teórie pre koncepty, ktoré potrebujeme</li>
<li>[https://www.blockscad3d.com/edu/lessons/ BlocksCAD lessons - lekcie pre tvorbu modelov] - tu si môžete vyskúšat modelovanie v BlocksCADe na úlohách s rôznymi modelmi, kde si viete triediť výber úloh podľa toho čo
potrebujete, alebo vás zaujíma</li>
</li>
<li>[https://en.wikibooks.org/wiki/OpenSCAD_User_Manual OpenSCAD manuál] - miesto kde nájdete všetky potrebné informácie k OpenSCADu vrátane všetkých príkazov, dokumentácie či syntaxe</li>
<li>[https://sk.wikipedia.org/wiki/Rekurzia_(matematika) Rekurzia - Wikipedia]</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Inštrukcie</h3>
<ol>
<li>Otvorte si daný nástroj - BlocksCAD alebo OpenSCAD, ktorý ste si na implementáciu vybrali. Tinkercad Codeblocks nám neumožňuje implementovať rekurziu, preto vo výbere nie je zahrnutý.</li>
<li>Skúste analyzovať 3D model a predstaviť si opakovania, ktoré pri implementácii robíme.</li>
<li>Vytvárame rekurziu, takže primárne si vytvoríme funkciu, ktorá bude opakovane volať samú seba, niečo podobné ako nám hovorí tento obrázok:<br>[[File:Recursion_simpsons.gif|alt=vtipný gif rekurzie|256px]]</li>
<li>Implementujte do funkcie opakujúce sa štruktúry, ktoré ste si všimli na modeli.</li>
<li>Predtým ako spustíte vašu prvú rekurziu, je potrebné nastaviť parametre tak, aby sa funkcia nespustila priveľa krát, to už totiž môže byť pre renderovanie extrémne náročné a nemusí to zvládnuť. Preto si pred prvým spustením renderovania radšej prejdite vaše riešenie a skontrolujte výpočtami koľko krát sa daná funkcia zavolá. Ideálny počet na začiatok je zhruba 3.</li>
<li>Pri implementácii si však dajte pozor na spúšťanie renderovania ak nemáte implementovanú podmienku na zastavenia, alebo ju máte nesprávne a funkciou voláte samú seba. V takom prípade môžete o program prísť. Ak sa vám program ri renderovaní zacyklí (zasekne), skúste ho zatvoriť, opäť spustiť a následne prerobiť implementáciu. Pre to je dôležité priebežne si držať niekde aktuálnu kópiu vašej implementácie.</li>
<li>Do funkcie implementujte volanie samej seba a nezabudnite zmeniť parametre, ktoré jej posúvate, jeden z nich musí byť parameter, ktorým budeme kontrolovať či má funkcia zastaviť alebo nie. Pri každom volaní funkcie skontroluejme, či tento parameter nenadobudol takú hodnotu, pri ktorej chceme zastaviť, napríklad: ak je šírka objektu menšia ako 1, tak chceme skončiť, alebo aj: "Pokračujme vo volaní funkcie kým je šírka objektu väčšia alebo rovná 1."</li>
</ol>
</div>

<div class="section">
<h3>Testovanie a úpravy</h3>
<p>Prezrite a skontrolujte si objekt a odpovedzte si na to či daný 3D model zodpovedá zadaniu a či ste s ním spokojní. Ak chcete skúsiť model upraviť, navrhujeme:</p>
<ul>
<li>vyskúšať iné transofrmácie pri volaní funkcie</li>
<li>namiesto jednoduchých základných objektov použiť komplexnejšie modely</li>
<li>vo vzorovom riešení si môžete všimnúť kolko krát a kam sa kocka pri jednom volaní funkcie umiestnuje, skúste zmeniť tieto miesta apočet kociek a sledujte ako bude vyzerať výsledok</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Spätná väzba</h3>
<p>
Ak ste spokojní so svojím výsledným modelom, prezentujte ho ostatným, zhodnoťte koncepty, ktoré ste použili a ako ste ho implementovali, buďte otvorení k hodnoteniam od ostatných a k prípadným návrhom na zlepšenie.
</p>
</div>

<div class="section">
<h3>Vzorové riešenie</h3>
<p>Ak budete potrebovať motiváciu alebo si skontrolovať váš výsledný model, v nasledujúcich odkazoch nájdete implementáciu daného modelu v nástrojoch, ktoré ste na implementáciu mohli použiť:</p>
<ul>
<li>[https://www.blockscad3d.com/community/projects/1756459 BlocksCAD]</li>
<li>[https://github.com/Achinys-out/ParametricAndGenerativeDesign/blob/main/OpenSCAD/recursive_cubes.scad OpenSCAD]</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Záver</h3>
<p>
V tejto úlohe sme implementovali svoju prvú rekurziu a ukázali si, že to nie je zrovna najjednoduchšie, no je to koncept, ktorý je veľmi rozšírený a široko využívaný. S rekurziou sa stretneme aj pri ďalších modeloch pre lepšie precvičenie a navyknutie na tento prístup programovania.
</p>
</div>
</div>

Inštrukcie - Rekurzívne kocky

2024-05-09T04:35:17Z

Admin: Vytvorená stránka „Stručné definície a linky ku konceptom obsahujúce teóriu nájdete na odkaze [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria Teória].<br> Odkaz na stiahnutie všeobecného hodnotiaceho hárku, ktorý môžete využiť na ohodnotenie študentov: hodnotiaci hárok<br> <h3>'''Odkaz na hárok'''</h3> {{ Odkaz_harok |difficulty_class=medium |image_name=Koch_cube |alt=obrázok modelu kochovej kocky |link=[h…“

Stručné definície a linky ku konceptom obsahujúce teóriu nájdete na odkaze [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria Teória].<br>
Odkaz na stiahnutie všeobecného hodnotiaceho hárku, ktorý môžete využiť na ohodnotenie študentov: [[Media:Vseobecny hodnotiaci harok.pdf|hodnotiaci hárok]]<br>

<h3>'''Odkaz na hárok'''</h3>
{{
Odkaz_harok
|difficulty_class=medium
|image_name=Koch_cube
|alt=obrázok modelu kochovej kocky
|link=[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Zbierka_-_Kochova_kocka Kochova kocka iteratívne]
|duration=1 hod
|difficulty=pokročilý
|skills=transformácie, cykly, CSG operácie
|software=[https://openscad.org/ OpenSCAD]
}}

<h3>'''Ciele'''</h3>
*Naučiť sa vytvárať zložité iterácie.
*Predstaviť si úvod do rekurzie - zjednodušenie takto zložitých procesov.
*Predstaviť si koncept fraktálov a ako v nich funguje iterovanie.
*Poukázať na dôležitosť optimalizácie riešenia.

<h3>'''Metodika'''</h3>
'''Zapojenie (Engage):'''<br>
Hodinu začnite rozpravou o fraktáloch - zložitých objektoch vyskytujúcich sa všade v prírode, ktoré vieme popísať matematickými funkciami, no sú veľmi zložité. Povedzte ako si takýto objekt budeme vytvárať v tejto úlohe, no namiesto bežne používanej rekurie si ho vytvoríme pomocou cyklov. Zdôraznite, že bude potrebné riešenie navrhnúť odladené, inak môže byť veľmi nepraktické - program môže dlho trvať alebo aj spadnúť.
<br><br>'''Skúmanie (Explore):'''<br>
Dajte študentom do pozornosti 3D model kochovej kocky a pvedte im nech prozmýšľajú ako sa vytvára. Môžete ich naviesť na CSG operácie.
<br><br>'''Vysvetlenie (Explain):'''<br>
Nechajte študentov nech diskutujú o tom ako sa dá takto zložitý objekt vytvoriť, hodnoďte ich úvahy, prípadne ich nasmerujte a nechajte ich pracovať.
<br><br>'''Rozšírenie (Elaborate):'''<br>
Keď študenti vytvorili nejaký základný model, navrhnite im ďalšie rozšírenie. Príkladom môže byť úprava počtu iterácií, zmena posunov či použitie iných základných objektov.
<br><br>'''Hodnotenie (Evaluate):'''<br>
Zhodnoďte ako študenti pracovali a ako pochopili koncepty. Porozprávajte ako je dôležité optimalizovať si v programovaní funkcie, inak v našom prípade môže tvorba takýchto ložitých modelov trvať veľmi dlho.
<br><br>
Zhrňte dôležité informácie a zručnosti, ktoré študenti nadobudli počas hodiny:
*Kombinovanie cyklov.
*Skladanie komplexného modelu bežne implementovaného rekurziou iba pomocou cyklov.
*Potreba optimalizácie programu.

Zbierka - Rekurzívne kocky

2024-05-09T04:35:12Z

Admin:

<div class="worksheet">
[[File:Recursive_cubes.stl|360x360px|left|norotate=1]]
<h1>Rekurzívne kocky</h1>
<div class="section">
<div class="lesson-plan-text">
<div><div>Trvanie:</div><span>1 hod</span></div>
<div><div>Náročnosť:</div><span>pokročilý</span></div>
<div><div>Zručnosti:</div><span>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Transform%C3%A1cie transformácie], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Cykly cykly], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/CSG_oper%C3%A1cie CSG operácie], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Rekurzia rekurzia]</span></div>
<div><div>Nástroje:</div><span>[https://www.blockscad3d.com/ BlocksCAD] alebo [https://openscad.org/ OpenSCAD]</span></div>
<div><div>inštrukcie pre učiteľov:</div><span>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/In%C5%A1trukcie_-_Rekurz%C3%ADvne_kocky učitelia - ekurzívne kocky]</span></div>
</div>
<p>V predošlom zadaní na tvorbu fraktálu sme si povedali, že opakovanie vieme implementovať pomocou cyklov ale aj pomocou rekurzie. Rekurzia je dôležitý koncept, ktorý sa využíva pri tvorbe generatívneho dizajnu, ale aj v programovaní všeobecne na riešenie komplexných problémov. Generatívny dizajn sa zaoberá vytváraním štruktúr, vzorov alebo formou na základe algoritmov, pravidiel alebo procesov, ktoré vedú k vytváraniu komplexných a organických výsledkov. Fraktály sú práve takými príkladmi - sú vytvorené opakovaním jednoduchých pravidiel alebo vzorcov, ktoré vedú k tvorbe zložitých a detailných obrazcov s hierarchickou štruktúrou. Takýto fraktál sa teraz pokúsime pomocou rekurzie vytvoriť. Pamätajte však, že rekurzia býva spravidla veľmi náročná na výpočty.</p>
</div>
<br clear=all>
<div class="section">
<h3>Zadanie úlohy</h3>
<p>
V predošlom modeli sme sa pokúsili implementovať fraktál iteratívne, teraz si ukážeme ako to ide jednoduchšie pomocou rekurzie na podobnom objekte. Rekurzia v stručnosti zanemaná, že funkcia volá samú seba, no pri rekurzii si musíme dávať pozor na podmienku zastavenia programu. Ak by sme túto podmienku neimplementovali, program by sa volal stále dokola a nikdy by neskončil (alebo napríklad kým by nedošla programu pamäť). Vemi rýchlo by sme prišli na to prečo je to zlé:<br clear=all> [[File:recursion.jpg|alt=vtipný obrázok popisujúci rekurziu|400px]]
</p>
</div>

<div class="section">
<h3>Odkazy na materiály</h3>
<p>V tejto sekcii nájdete odkazy na materiály, ktoré vám môžu pomôcť pri riešení daných problémov a naučia vás ako používať požívané nástroje:</p>
<ul>
<li>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria Teória] - rozcestník stručnej teórie pre koncepty, ktoré potrebujeme</li>
<li>[https://www.blockscad3d.com/edu/lessons/ BlocksCAD lessons - lekcie pre tvorbu modelov] - tu si môžete vyskúšat modelovanie v BlocksCADe na úlohách s rôznymi modelmi, kde si viete triediť výber úloh podľa toho čo
potrebujete, alebo vás zaujíma</li>
</li>
<li>[https://en.wikibooks.org/wiki/OpenSCAD_User_Manual OpenSCAD manuál] - miesto kde nájdete všetky potrebné informácie k OpenSCADu vrátane všetkých príkazov, dokumentácie či syntaxe</li>
<li>[https://sk.wikipedia.org/wiki/Rekurzia_(matematika) Rekurzia - Wikipedia]</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Inštrukcie</h3>
<ol>
<li>Otvorte si daný nástroj - BlocksCAD alebo OpenSCAD, ktorý ste si na implementáciu vybrali. Tinkercad Codeblocks nám neumožňuje implementovať rekurziu, preto vo výbere nie je zahrnutý.</li>
<li>Skúste analyzovať 3D model a predstaviť si opakovania, ktoré pri implementácii robíme.</li>
<li>Vytvárame rekurziu, takže primárne si vytvoríme funkciu, ktorá bude opakovane volať samú seba, niečo podobné ako nám hovorí tento obrázok:<br>[[File:Recursion_simpsons.gif|alt=vtipný gif rekurzie|256px]]</li>
<li>Implementujte do funkcie opakujúce sa štruktúry, ktoré ste si všimli na modeli.</li>
<li>Predtým ako spustíte vašu prvú rekurziu, je potrebné nastaviť parametre tak, aby sa funkcia nespustila priveľa krát, to už totiž môže byť pre renderovanie extrémne náročné a nemusí to zvládnuť. Preto si pred prvým spustením renderovania radšej prejdite vaše riešenie a skontrolujte výpočtami koľko krát sa daná funkcia zavolá. Ideálny počet na začiatok je zhruba 3.</li>
<li>Pri implementácii si však dajte pozor na spúšťanie renderovania ak nemáte implementovanú podmienku na zastavenia, alebo ju máte nesprávne a funkciou voláte samú seba. V takom prípade môžete o program prísť. Ak sa vám program ri renderovaní zacyklí (zasekne), skúste ho zatvoriť, opäť spustiť a následne prerobiť implementáciu. Pre to je dôležité priebežne si držať niekde aktuálnu kópiu vašej implementácie.</li>
<li>Do funkcie implementujte volanie samej seba a nezabudnite zmeniť parametre, ktoré jej posúvate, jeden z nich musí byť parameter, ktorým budeme kontrolovať či má funkcia zastaviť alebo nie. Pri každom volaní funkcie skontroluejme, či tento parameter nenadobudol takú hodnotu, pri ktorej chceme zastaviť, napríklad: ak je šírka objektu menšia ako 1, tak chceme skončiť, alebo aj: "Pokračujme vo volaní funkcie kým je šírka objektu väčšia alebo rovná 1."</li>
</ol>
</div>

<div class="section">
<h3>Testovanie a úpravy</h3>
<p>Prezrite a skontrolujte si objekt a odpovedzte si na to či daný 3D model zodpovedá zadaniu a či ste s ním spokojní. Ak chcete skúsiť model upraviť, navrhujeme:</p>
<ul>
<li>vyskúšať iné transofrmácie pri volaní funkcie</li>
<li>namiesto jednoduchých základných objektov použiť komplexnejšie modely</li>
<li>vo vzorovom riešení si môžete všimnúť kolko krát a kam sa kocka pri jednom volaní funkcie umiestnuje, skúste zmeniť tieto miesta apočet kociek a sledujte ako bude vyzerať výsledok</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Spätná väzba</h3>
<p>
Ak ste spokojní so svojím výsledným modelom, prezentujte ho ostatným, zhodnoťte koncepty, ktoré ste použili a ako ste ho implementovali, buďte otvorení k hodnoteniam od ostatných a k prípadným návrhom na zlepšenie.
</p>
</div>

<div class="section">
<h3>Vzorové riešenie</h3>
<p>Ak budete potrebovať motiváciu alebo si skontrolovať váš výsledný model, v nasledujúcich odkazoch nájdete implementáciu daného modelu v nástrojoch, ktoré ste na implementáciu mohli použiť:</p>
<ul>
<li>[https://www.blockscad3d.com/community/projects/1756459 BlocksCAD]</li>
<li>[https://github.com/Achinys-out/ParametricAndGenerativeDesign/blob/main/OpenSCAD/recursive_cubes.scad OpenSCAD]</li>
</ul>
</div>

<div class="section">
<h3>Záver</h3>
<p>
V tejto úlohe sme implementovali svoju prvú rekurziu a ukázali si, že to nie je zrovna najjednoduchšie, no je to koncept, ktorý je veľmi rozšírený a široko využívaný. S rekurziou sa stretneme aj pri ďalších modeloch pre lepšie precvičenie a navyknutie na tento prístup programovania.
</p>
</div>
</div>