Zbierka - Valec z polygónov

   https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/images/a/af/Twist_cylinder.stl

Valec z plygónov

Trvanie:

1 hod

Náročnosť:

ľahký

Zručnosti:

transformácie, cykly, CSG operácie, funkcie

Nástroje:

Tinkercad, BlocksCAD alebo OpenSCAD

Inštrukcie pre učiteľov:

učitelia - alec z polygónov

Pri 3D modelovaní v pomocou programovania vo veľkom využívame funkcie a opakovanie modelov. Do funkcií si môžeme posielať parametre a následne s nimi pracovať a upravovať ich. Môžeme si aj vytvoriť závislosti medzi parametrami, to znamená napríklad to, že ak sa zmení hodnota jedného parametra, zmení sa aj hodnota iného jedného či viacerých parametrov. Taktiež v CAD systémoch využívame opakovanie určitých modelov v rámci tvorby väčšieho modelu, v tomto príklade si ukážeme ako - pomocou funkcií (modulov) vo všetkých troch nástrojoch na modelovanie.

Zadanie úlohy

V tejto úlohe budeme vytvárať model valca, ktorý je poskladaný z určitých polygónov. Každý z polygónov by mal tvoriť samostatnú funkciu a následne vieme túto funckiu volať aj v iných funkciách a zostaviť z týchto polygónov opäť väčší objekt, takto postupujeme až kým si nevytvoríme valec, ktorý pozostáva z týchto polygónov. Úloha ukazuje ako používať funkcie, preposielanie parametrov a ako vieme skladať menšie objekty do väčších.

Odkazy na materiály

V tejto sekcii nájdete odkazy na materiály, ktoré vám môžu pomôcť pri riešení daných problémov a naučia vás ako používať požívané nástroje:

• Teória - rozcestník stručnej teórie pre koncepty, ktoré potrebujeme
• Tinkercad learn - vzdelávacie centrum Tinkercad codeblocks modelov - na príkladoch ilustrované základné koncepty a používanie Tinkercad Codeblocks
• 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
• OpenSCAD manuál - miesto kde nájdete všetky potrebné informácie k OpenSCADu vrátane všetkých príkazov, dokumentácie či syntaxe

Inštrukcie

1. Otvorte si daný nástroj - BlocksCAD alebo OpenSCAD, ktorý ste si na implementáciu vybrali a naštudujte si ako sa dajú vytvárať funkcie - v Tinkercade ich nájdeme pomenované ako "Object" a v BlocksCADe a OpenSCADe ako "Module"
2. Vysúšajte si vytvoriť vlastné jednoduché funkcie a následne ich zavolať a vytvoriť si tak základný objekt. Príklady použitia:
   
   Tinkercad:
   
   
   BlocksCAD:
   
   
   OpenSCAD:
   
   
   
3. Porozmýšľajte ako tento princíp viete využiť na implementáciu vášho modelu.
4. Postupne začnite pridávať vaše objekty, transformácie či parametre do jednotlivých funkcií a sakldať tak komplexnejšie modely.
5. Následne sa posuňme vyššie a skúsme v rámci funkcii volať iné funkcie a takto si poskladať o čosi komplexejší model.
6. Pri tvorbe modelu čo najviac používame parametre, prvým parametrom by mal byť počet uhlov v mnohouholníku (polygone), ktorý vytvárame, taktiež tu môžeme využiť parameter pre počet poschodí, parameter rotácie jednotlivých poschodí a podobne. Vyskúšajte si ich pridať čo najviac a spraviť medzi nimi súvislosti.
7. Všimnite si závislosti vo vzorových riešeniach medzi parametrami - napríklad na parametri p.

Testovanie a úpravy

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:

• vyskúšajte iné stupne polygónov alebo ďalšie funkcie, ktoré by ste k modelu mohli pridať
• skúste jednotlivé mnohouholníky v rámci jednej úrovne rozšíriť od seba tak ďaleko aby sa nespájali a spojiť ich nejakým ďalším objektom alebo funkciou implementujúcou objekt, ktoré by ich spojili do jednotného modelu
• vyskúšajte do parametrov dosadzovať rzne hodnoty a sledujte ako sa celkový dizajn mení - niekedy viac, inokedy menej

Spätná väzba

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.

Vzorové riešenie

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:

• Tinkercad
• BlocksCAD
• OpenSCAD

Záver

V tejto úlohe sme si predstavili tvorbu funkcií a ako veľmi si tým vieme rozšíriť implemetáciu modelov, taktiež sme sa naučili lepšie vidieť súvislosti medzi parametrami, ako ich používať vo funkciách a ako sa náš parametrizovaný objekt vie rýchlo meniť pri zmene jednotlivých vstupov.