Inštrukcie - L-systém: Rozdiel medzi revíziami

Zo stránky Parametrické a Generatívne 3D modelovanie
Bez shrnutí editace
Bez shrnutí editace
 
(6 medziľahlých úprav od rovnakého používateľa nie je zobrazených.)
Riadok 1: Riadok 1:
Stručné definície a linky ku konceptom nájdete na odkaze [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/L-syst%C3%A9my Teória - L-systémy].  
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>


<br>'''Zapojenie (Engage):'''<br>  
<h3>'''Odkaz na hárok'''</h3>
* na začiatok porozprávajte o výskyte l-systémov a čo to vlastne je a kde sa s nimi v prírode stretávame
{{
* povedzte ako súvisia s fraktálmi
Odkaz_harok
* uveďte 2D a 3D vizuálne príklady l-systémov
|difficulty_class=medium
* povedzte študentom nech si prezrú poskytnutý 3D model, prípadne naštudujú informácie o l-systémoch
|image_name=L-system_tree
* požiadajte študentov aby porozmýšľali nad konceptami využitými pri tvorbe takéhoto modelu aby vedeli vytvorit svoj vlastný
|alt=obrázok modelu l-systému
* uveďte medzi študentami diskusiu o rekurzii v l-systémoch, o pravidlách a postupoch, ktoré sa využívajú pri ich tvorbe
|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]
}}


<br>'''Skúmanie (Explore):'''<br>
<h3>'''Ciele'''</h3>
* poukážte na materiály k tvorbe v daných nástrojoch, ktoré sú uvedené aj v samotnom hárku
*Predstaviť si l-systémy.
* navrhnite študentom čo si môžu v návrhu vypočítať alebo načrtnúť (opakovanie rekurzie v stromoch), alebo čo by mohli zvážiť pred tvorbou l-systémov (podmienku na zastaveni rekurzie či pravidlá, ktoré treba používať pri vetvení l-systému)
*Používanie rekurzie na tvorbu fraktálov.
* spomeňte, ktoré z funkcií alebo blokov vedia použiť pri implementácii (cykly, rotácie, valec,...)
*Ukázať si závislosti výsledného objektu od parametrov.


<br>'''Vysvetlenie (Explain):'''<br>
* vysvetlite kľúčové pojmy l-systémov: axióma, pravidlá, iterácia
* ukážte im jednoduchú rekurziu (napríklad opakovanie kociek vedľa seba, alebo môžete použiť jeden z rekurzívnych modelov zo zbierky) a zdôraznite pri tom podmienku pre zastavenie
* ukážte základný objekt použitý pre opakovanie v rekurzii
* spýtajte sa či je všetko pre študentov zrozumiteľné a prípadne poskytnite podporu - zdroje, vysvetlenie, alebo ich nepriamo uveďte (napríklad otázkami) na správnu cestu


<br>'''Rozpracovanie (Elaborate):'''<br>
<h3>'''Metodika'''</h3>
* ak si študenti vytvorili nejaký zákaldný model, navrhnite im rozšíriť ho o ďalšie prvky - napríklad o implementáciu listov či kvetov na vrcholových vetvách stromu
'''Zapojenie (Engage):'''<br>
* navrhnite im aj zmeny parametrov - nech si skúsia pri každej iterácii viac parametrizovať zmeny danej vetvy
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.
* poukážte na náhodnosť a ako dokážeme pomocou náhodného generovania parametrov vytvárať dôveryhodnejšie reprezentácie stromov a povedzte študentom nech si to vyskúšajú implementovať tak, aby ich stromy boli čo najrealistickejšie
<br><br>'''Skúmanie (Explore):'''<br>
* uveďte diskusiu medzi študentami a ponúknite im témy pri l-systémoch, pri ktorých môžu vysvetľovať a diskutovať o tom ako k nim dospeli alebo ako ich implementovali (vetvenie, rotácie, hrúbky/dĺžky vetiev,...)
Navrhnite študentom, nech sa pokúsia skúmať model a následne si definovať pravidlá, ktoré budú ptrebovať pri tvorbe modelu.
 
<br><br>'''Vysvetlenie (Explain):'''<br>
<br>'''Hodnotenie (Evaluate):'''<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.
* navrhnite študentom, nech si sami alebo navzájom medzi sebou porovnali vytvárané modely l-systémov, poskytli si pripomienky a vedeli ich prijať
<br><br>'''Rozšírenie (Elaborate):'''<br>
* kritériami pre hodnotenie vytváraných l-systémov sú: správne použitie axiómy, pravidliel, rekurzie, dôveryhodnosť l-systému a rozšírenie základnej verzie o svoju (napríklad spomínané listy), na základe týchto kritérií ohodnoďte prácu študentov (objektívne a ideálne aj pozitívne pre zachovanie motivácie)
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.
* poskytnite konštruktívnu spätnú väzbu, ktorá zahrnie do akej miery pochopili študenti koncepty v l-systémoch a motivajte ich do ďalšieho skúmania a implementácie
<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.

Aktuálna revízia z 05:31, 9. máj 2024

Stručné definície a linky ku konceptom obsahujúce teóriu nájdete na odkaze Teória.
Odkaz na stiahnutie všeobecného hodnotiaceho hárku, ktorý môžete využiť na ohodnotenie študentov: hodnotiaci hárok

Odkaz na hárok

obrázok modelu l-systému
Trvanie:
1.5 hod
Náročnosť:
pokročilý
Zručnosti:
transformácie, cykly, CSG operácie, podmienky, funkcie, rekurzia
Nástroje:
BlocksCAD alebo OpenSCAD

Ciele

  • Predstaviť si l-systémy.
  • Používanie rekurzie na tvorbu fraktálov.
  • Ukázať si závislosti výsledného objektu od parametrov.


Metodika

Zapojenie (Engage):
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.

Skúmanie (Explore):
Navrhnite študentom, nech sa pokúsia skúmať model a následne si definovať pravidlá, ktoré budú ptrebovať pri tvorbe modelu.

Vysvetlenie (Explain):
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.

Rozšírenie (Elaborate):
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.

Hodnotenie (Evaluate):
Ohodnoďte stromy, ktoré sa študentom podarilo vytvoriť.

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.
Zdroj: „https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php?title=Inštrukcie_-_L-systém&oldid=1261“