Zbierka - Valec z polygónov: Rozdiel medzi revíziami

Zo stránky Parametrické a Generatívne 3D modelovanie
Bez shrnutí editace
Bez shrnutí editace
 
(11 medziľahlých úprav od rovnakého používateľa nie je zobrazených.)
Riadok 1: Riadok 1:
[[File:Twist_cylinder.png|alt=Valec z polygónov|top|left|256px]]
<div class="worksheet">
V tejto aktivite sa naučíte, ako navrhnúť a vytvoriť 3D valec s polygónmi pomocou digitálneho dizajnového softvéru ako je Tinkercad, BlocksCAD alebo OpenSCAD. Preskúmate matematické a geometrické koncepty na konštrukciu valca s viacerými vrstvami otočených polygónov, čím vytvoríte vizuálne atraktívny dizajn.
    [[File:Twist_cylinder.stl|360x360px|left|norotate=0]]
    <h1>Valec z plygónov</h1>
    <div class="section">
    <div class="lesson-plan-text">
        <div><div>Trvanie:</div><span>1 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], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Funkcie funkcie]</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_-_Valec_z_polyg%C3%B3nov učitelia - valec z polygónov]</span></div>
    </div>


        <p>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.</p>
    </div>
<br clear=all>
<br clear=all>
    <div class="section">
        <h3>Zadanie úlohy</h3>
        <p>
            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.
        </p>
    </div>


<h2>'''Potrebné materiály:'''</h2>
    <div class="section">
*počítač s prístupom na internet
        <h3>Odkazy na materiály</h3>
*softvér Tinkercad, Blockscad alebo OpenSCAD
        <p>V tejto sekcii nájdete odkazy na materiály, ktoré vám môžu pomôcť pri riešení daných problémov a naučia vás ako používať požívané nástroje:</p>
*sčebné materiály (návody, videá, atď.)
        <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>
            <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>


<h2>'''Inštrukcie:'''</h2>
    <div class="section">
        <h3>Inštrukcie</h3>
        <ol>
            <li>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"</li>
            <li>Vysúšajte si vytvoriť vlastné jednoduché funkcie a následne ich zavolať a vytvoriť si tak základný objekt. Príklady použitia:
<br clear=all><br>
Tinkercad:<br>[[File:tinkercad_twist_cylinder_01.png|342px]]<br><br>
BlocksCAD:<br>[[File:blockscad_twist_cylinder_01.png|342px]]<br><br>
OpenSCAD:<br>[[File:openscad_twist_cylinder_01.png|342px]]<br><br>
</li>
            <li>Porozmýšľajte ako tento princíp viete využiť na implementáciu vášho modelu.</li>
            <li>Postupne začnite pridávať vaše objekty, transformácie či parametre do jednotlivých funkcií a sakldať tak komplexnejšie modely.</li>
            <li>Následne sa posuňme vyššie a skúsme v rámci funkcii volať iné funkcie a takto si poskladať o čosi komplexejší model.</li>
            <li>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.</li>
            <li>Všimnite si závislosti vo vzorových riešeniach medzi parametrami - napríklad na parametri p.</li>
        </ol>
    </div>


<h3>Skúmanie:</h3>
    <div class="section">
Otvorte digitálny dizajnový softvér (Tinkercad, BlocksCAD alebo OpenSCAD) na vašom počítači.
        <h3>Testovanie a úpravy</h3>
Zoznámte sa s nástrojmi a funkciami softvéru nasledovaním poskytnutých návodov alebo sprievodcov.
        <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>
Experimentujte s tvorbou základných polygónov a manipuláciou s nimi, aby ste pochopili, ako vytvoriť váš 3D model.
        <ul>
            <li>vyskúšajte iné stupne polygónov alebo ďalšie funkcie, ktoré by ste k modelu mohli pridať</li>
            <li>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</li>
            <li>vyskúšajte do parametrov dosadzovať rzne hodnoty a sledujte ako sa celkový dizajn mení - niekedy viac, inokedy menej</li>
        </ul>
    </div>


<h3>Brainstorming:</h3>
    <div class="section">
Zamyslite sa nad štruktúrou polygónového valca a ako viaceré vrstvy otočených polygónov môžu vytvoriť zaujímavý dizajn.
        <h3>Spätná väzba</h3>
Nakreslite si niekoľko nápadov pre váš 3D model, zvážte rôzne tvary polygónov - počet ich vrcholov, veľkosti a usporiadania.
        <p>
Zvážte, ako môžete použiť nástroje v softvéri na vytvorenie a otáčanie polygónov pre vytvorenie tvaru valca.
            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>


<h3>Návrh:</h3>
    <div class="section">
Začnite vytvárať váš model v digitálnom dizajnovom softvéri.
        <h3>Vzorové riešenie</h3>
Začnite konštruovať jednu vrstvu polygónov usporiadaných v kruhovej forme okolo vertikálnej osi.
        <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>
Experimentujte s duplikáciou a otáčaním vrstvy pre vytvorenie ďalších úrovní, pričom každá vrstva bude trochu otočená okolo vertikálnej osi, aby ste pridali hĺbku a rozmer.
        <ul>
            <li>[https://www.tinkercad.com/codeblocks/6pbgHDfcL53?sharecode=ZDktAtHZHNf2nlN-u9mLfCg8SbFR-ra6MDNSEScVYM8 Tinkercad]</li>
            <li>[https://www.blockscad3d.com/community/projects/1747212 BlocksCAD]</li>
            <li>[https://github.com/Achinys-out/ParametricAndGenerativeDesign/blob/main/OpenSCAD/twist_cylinder.scad OpenSCAD]</li>
        </ul>
    </div>


<h3>Doladenie:</h3>
    <div class="section">
Neustále prehodnocujte a doladzujte váš dizajn počas procesu, robte úpravy na zlepšenie symetrie a celkového vzhľadu.
        <h3>Záver</h3>
Dbajte na hrúbku stien objektu a medzery medzi vrstvami, aby ste dosiahli vyvážený a vizuálne atraktívny dizajn.
        <p>
Experimentujte s rôznymi tvarmi polygónov a ich otáčaním, aby ste vytvorili zaujímavé vzory a textúry na povrchu.
            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.
 
        </p>
<h3>Zdieľanie:</h3>
    </div>
Keď ste spokojní s vaším 3D modelom, uložte svoju prácu a zdieľajte ju s vašimi spolužiakmi alebo učiteľom pre spätnú väzbu.
</div>
Premýšľajte o vašom dizajnovom procese a zvážte, ako ste aplikovali matematické a geometrické koncepty pri tvorbe.
Diskutujte o vašej inšpirácii a umeleckých voľbách s ostatnými a buďte otvorení pre prijatie návrhov na zlepšenie.
 
<h3>Prezentovanie:</h3>
Prezentujte váš dokončený 3D model pred triedou, vysvetlite váš dizajnový koncept a techniky, ktoré ste použili na jeho vytvorenie.
Predstavte symetriu, vzory a textúry vášho modelu, zdôraznite jeho vizuálnu príťažlivosť a umeleckú hodnotu.
Buďte hrdí na svoje dielo a oslavujte rozmanitosť dizajnov v triede.
 
<h3>Zdroje modelov:</h3>
[https://www.tinkercad.com/codeblocks/6pbgHDfcL53?sharecode=ZDktAtHZHNf2nlN-u9mLfCg8SbFR-ra6MDNSEScVYM8 Tinkercad]<br>
[https://www.blockscad3d.com/community/projects/1747212 BlocksCAD]<br>
[https://github.com/Achinys-out/ParametricAndGenerativeDesign/blob/main/OpenSCAD/twist_cylinder.scad OpenSCAD]<br>

Aktuálna revízia z 04:01, 9. máj 2024

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

Valec z plygónov

Trvanie:
1 hod
Náročnosť:
ľahký
Nástroje:
Tinkercad, BlocksCAD alebo OpenSCAD
Inštrukcie pre učiteľov:
učitelia - valec 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:

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:
    Tinkercad twist cylinder 01.png

    BlocksCAD:
    Blockscad twist cylinder 01.png

    OpenSCAD:
    Openscad twist cylinder 01.png

  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:

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.