Zbierka - Točené schody

   https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/images/1/14/Twisted_stairs.stl

Točené schody

Trvanie:

1 hod

Náročnosť:

ľahký

Zručnosti:

transformácie, cykly, CSG operácie

Nástroje:

BlocksCAD alebo OpenSCAD

Inštrukcie pre učiteľov:

Točené schody

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.

Zadanie úlohy

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.

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
• 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.
2. 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:
   
   BlocksCAD:
   
   
   OpenSCAD:
   
   
   
3. 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."
4. Preskúmajte poskytnutý 3D model a premyslite si ako daný model implementovať. Aké transformácie, rotácie a CSG operácie budeme musieť využiť.
5. 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.
6. 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.
7. Pozrite si akým spôsobom je implementovaný model v druhom nástroji a porovnajte si rozdiely v postupoch a syntaxi.

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:

• namiesto jedného stĺpu v strede opísať kružnicu pri základni schodov a mať súvislú stenu z vnútornej strany pozostávajúcu s viacerých stĺpov
• vyskúšajte viac vyvýšiť jednotlivé schody alebo zmeniť uhol ich rotácie
• pomocou princípov, ktoré ste sa naučili skúste model upraviť aby pripomínal napríklad štruktúru DNA

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:

• BlocksCAD
• OpenSCAD

Záver

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.