Проект по теме: "Моделирование кубика-рубика"

Моделирование Кубика Рубика

А.Е.Проноза, С.А.Сиголаев

ГБОУ №2065 г.Московский 

artemevgpronozza@gmail.com   sigolaev_s@mail.ru

В настоящее время каждый человек в своей жизни сталкивался с моделями, от совсем маленьких детишек, до взрослых людей. Маленькие дети коллекционируют модели машин, самолётов, кто-то имеет кукольные дома. В школе мы встречаемся с моделями на разных уроках: биологии, химии, физике, математике, географии. Глобус представляет собой модель земного шара, скелет – модель внутреннего строения человека и т.д.

А каким способом можно создавать модели? С чего начать? 

Один из самых доступных и несложных способов создания модели – это бумажная версия кубика. Также, попробуем создать 3D модель кубика Рубика.

Цель нашей работы – создание  моделей кубика Рубика.

Задачи: 1. Изучить терминологию по данной теме;

2.Создать бумажную модель кубика;

3. Создать 3D модель кубика Рубика.

1. Терминологический словарик.

• Модель – это искусственно созданный объект, дающий упрощенное представление о реальном объекте, процессе или явлении, отражающий существенные стороны изучаемого объекта с точки зрения цели моделирования.
• Моделирование - это построение моделей, предназначенных для изучения и исследования объектов, процессов или явлений.
• 3D-моделирование — это процесс создания трёхмерной модели объекта. Задача 3D-моделирования — разработать визуальный объёмный образ желаемого объекта. При этом модель может как соответствовать объектам из реального мира (автомобили, здания, ураган, астероид), так и быть полностью абстрактной 
• Развёртка многогранника – плоская фигура, составленная из многоугольников, его являющихся его гранями и расположенных определенным образом

2. Создание бумажной модели кубика.

Для создания бумажной модели необходимо: начертить развёртку, разрезать и аккуратно её склеить. Воспользуемся нашим учебником для построения чертежа куба на бумаге.

3. создание 3D модели кубика Рубика.

Чтобы моделирование было успешным нужно заранее рассчитать, каким образом наблюдаемые  объекты окружающего мира можно будет превратить в компьютерные модели. Чтобы моделировать объекты, нужно рассматривать создаваемый мир глазами художника, скульптора, архитектора или инженера. И при этом исследовать объекты в терминах того, как они создавались. Нужно уметь выделять из объектов сложной формы простые элементы, которые значительно проще моделировать. Все это позволит создавать качественные модели и сложные объекты в сценах виртуального мира. Примитивы -- это простейшие параметрические формы, такие как кубы, сферы и пирамиды. В визуализации такие объекты, как сфера, преобразуются в многоугольники, но получаемая поверхность выглядит намного более гладкой. Эффект сглаживания поверхности мы получаем за счет специальных алгоритмов закраски. Цвет -- это один из самых простых свойств материала. Однако даже в использовании цвета есть свои подводные камни. Цвет может быть основным, который определяет покрытие всего объекта, обтекающим, который определяет влияние фонового освещения, зеркальным, определяющим цветом наиболее ярких участков блестящей поверхности объекта и т. д.

Для создания 3D модели Кубика Рубика 2х2 необходимо:

1. Выбрать программу Polygon, 3DTouch — Axon 2, MakerBot — MakerWare,         Ultimaker — Cura;                        
2. Создать эскиз;                        
3. Выбрать ось;        
4. Выбрать параметры фигуры;
5. Выравнить 3D модель.

Таким образом, модель можно создавать, используя разные способы. Если мы создаем модель из бумаги, стоит учитывать, что не все свойства предмета, который мы моделируем, сохранятся. 3D моделирование намного сложнее, зато можно сохранить большое количество свойств моделируемого объекта.

Литература

1. Математика. Арифметика. Геометрия. 5 класс : учеб. Для общеобразоват. Организаций / [Е.А. Бунимович, Г.В. Дорофеев, С.Б. Суворова и др.].
2. Основы 3D-моделирования. Изучаем работу в AutoCAD, КОМПАС-3D, SolidWorks, Inventor [В. П. Большаков].

Создание 3D модели кубика Рубика.

Чтобы моделирование было успешным нужно заранее рассчитать, каким образом наблюдаемые  объекты окружающего мира можно будет превратить в компьютерные модели. Чтобы моделировать объекты, нужно рассматривать создаваемый мир глазами художника, скульптора, архитектора или инженера. И при этом исследовать объекты в терминах того, как они создавались. Нужно уметь выделять из объектов сложной формы простые элементы, которые значительно проще моделировать. Все это позволит создавать качественные модели и сложные объекты в сценах виртуального мира. Примитивы -это простейшие параметрические формы, такие как кубы, сферы и пирамиды. В визуализации такие объекты, как сфера, преобразуются в многоугольники, но получаемая поверхность выглядит намного более гладкой. Эффект сглаживания поверхности мы получаем за счет специальных алгоритмов закраски. Цвет - это один из самых простых свойств материала. Однако даже в использовании цвета есть свои подводные камни. Цвет может быть основным, который определяет покрытие всего объекта, обтекающим, который определяет влияние фонового освещения, зеркальным, определяющим цветом наиболее ярких участков блестящей поверхности объекта и т. д.

Для создания 3D модели Кубика Рубика 2х2 необходимо:

1. Выбрать программу Polygon, 3DTouch — Axon 2, MakerBot — MakerWare, Ultimaker — Cura;                        
2. Создать эскиз;                        
3. Выбрать ось;        
4. Выбрать параметры фигуры;
5. Выравнить 3D модель.