Конструювання - різновид моделювання
Часто об'єкт, що підлягає моделюванню, можна розбити на більш дрібні деталі. Будинок складається з цегли або будівельних блоків, механізм - з окремих вузлів. Якщо розробити набір типових деталей, то на його основі можна створювати різні об'єкти. Така діяльність отримала назву конструювання.
Конструювання - один із способів моделювання. Воно передбачає розробку сумісних типових елементарних об'єктів (деталей) і створення більш складних об'єктів з цих деталей.
Цей процес спрощується, якщо використовувати комп'ютер. Для моделювання з будь-яких готових елементів зручно створити в будь-який графічному середовищі так зване меню готових форм. Іноді для створення такого меню потрібно багато часу. Але витрати виправдовуються. Меню готових форм полегшує роботу і звільняє час для творчості.
На прикладі задачі «Моделювання паркету» розглянемо етапи створення на комп'ютері меню типових сумісних деталей і конструювання з них.
ЗАВДАННЯ 1.10. моделювання паркету
У Санкт-Петербурзі і його околицях розташовані прекрасні палаци-музеї, в яких зібрані твори мистецтва великих російських і європейських майстрів. Крім прекрасних творінь живопису, скульптури, меблів тут збереглися унікальні зразки паркету.
Ескізи цих паркетів створили великі зодчі. А реалізували їх ідеї майстрові-паркетники.
Паркет складається з деталей різної форми і породи дерева. Деталі паркету можуть відрізнятися за кольором і малюнком деревини.
З цих деталей паркетники на спеціальному столі збирають блоки, сумісні один з одним. З цих блоків уже в приміщенні на підлозі компонується реальний паркет.
Одна з різновидів паркету - з правильних геометричних фігур (трикутників, квадратів, шестикутників або фігур більш складної форми). У різних поєднаннях деталі паркету можуть дати неповторні візерунки. Уявіть себе в ролі дизайнера паркету, що виконує замовлення.
Розробити ескіз паркету.
Розробити набір стандартних деталей паркету (рисунок 1.9). Розробити стандартний паркетний блок з деталей.
Об'єктом моделювання є геометричний паркет, складений зі стандартного набору правильних багатокутників. Деталі повинні бути сумісні, тобто мати єдиний типорозмір - довжину сторони багатокутника а.
Для забезпечення сумісності деталей використовуйте алгоритми, розроблені раніше.
МОДЕЛЬ 1. Моделювання геометричних об'єктів із заданими властивостями для створення стандартного набору деталей паркету з сумісними розмірами
Повний набір деталей, необхідних для моделювання (рисунок 1.10), створіть самостійно, використовуючи можливості поворотів і відображень фрагментів. Для створення квадрата, нахиленого на 60 ° і 30 °, використовуйте власний алгоритм.
Готові фігури розфарбуйте, імітуючи фактуру різних порід дерева.
МОДЕЛЬ 2. Моделювання паркетного блоку
Створене меню збережіть у файлі «Меню паркету» і захистіть від запису.
Кількість деталей в паркетній блоці залежить від розміру сторони багатокутника.
Блоки можуть компонуватись з деталей однієї, двох або трьох різновидів. На малюнку 1.11 зображені невеликі блоки з різної кількості і асортименту деталей.
МОДЕЛЬ 3. Компонування паркету зі створених блоків
Паркет збирається з готових блоків на підлозі. Порожнечі, що утворилися в кутах і біля стін закладаються деталями зі стандартного набору.
Можливі зразки паркету, складених на основі створених блоків, представлені на малюнку 1.12.
Ill етап. комп'ютерний експеримент
1. Тестування стандартного набору деталей - перевірка сумісності.
2. Розробка паркетного блоку.
3. Тестування блоків - перевірка їхньої сумісності.
4. Моделювання ескізів паркету.
1. Розробіть кілька варіантів паркетного блоку і ескізів паркету.
2. Запропонуйте їх на вибір замовника.
Якщо вид об'єкта не відповідає задуму замовника, повернутися до одного з попередніх етапів: розробити інший набір деталей, або вибрати інші деталі з набору, або створити інший блок з обраних деталей.
Якщо вид паркету задовольняє виконавця і (або) замовника, приймається рішення про розробку креслень в реальному масштабі і підборі матеріалів.
ЗАВДАННЯ 1.11. Комп'ютерне конструювання з мозаїки. Створення меню музичних форм
У будь-якої дитини серед іграшок є мозаїка, з якої можна отримати різноманітні візерунки та зображення. Мозаїка сприяє розвитку дитини, і мозаїчні побудови - це перші спроби дітей моделювати навколишній світ відповідно до своїх уявлень. Але мозаїка - не тільки дитяча іграшка.
Мозаїчні візерунки можна виконувати з метласької і керамічної плитки для прикраси ванних кімнат, наприклад. Взявши за основу деталі з тканини, можна зшити клаптева ковдра або подушку.
Де ще використовується моделювання (конструювання) з набору плоских деталей, подібних елементів паркету або мозаїки? Всі ви бачили картонних ляльок, у яких змінюються сукні, брюки і капелюшки. Це своєрідний «набір юного модельєра». Подібним моделюванням займаються не тільки діти, а й дорослі.
Міліціонери складають фотороботи злочинців з набору зображень очей, вусів і носів. За допомогою комп'ютерної програми з набором картинок модних зачісок перукар допоможе клієнту підібрати зачіску. Художнику або дизайнерові моделювання з плоских деталей допоможе придумати модний малюнок тканини, створити багатобарвний вітраж.
На малюнку 1.13 зображений алгоритм створення одного з таких меню.
ЗАВДАННЯ 1.12. Створення геометричних композицій з готових музичних форм
З різноманіття музичних композицій можна виділити два різновиди: орнаментальну і сюжетну.
Основу орнаментальної мозаїки становить симетричний візерунок. Завдання моделювання такого візерунка можна віднести до типу «що буде, якщо ..».
Орнамент починають «вибудовувати» з центру і далі будують в довільному порядку. При цьому головною умовою є дотримання симетрії.
На малюнку 1.14 представлені зразки орнаментів.
Орнаментальне мозаїка доречна для ковдри, диванної подушки, дитячого килимка, вітража. Комп'ютер дозволить вам не тільки багато разів переробляти візерунок, а й експериментувати з готовим візерунком, розфарбовуючи його по-різному.
Сюжетна композиція являє собою будь-яку сценку і містить деякі об'єкти, обриси яких мають бути реалізовані з стандартного набору музичних елементів. Тому це завдання можна віднести до типу «як зробити, щоб. ». Наприклад, при моделюванні композиції «Під водою» для ванної кімнати доведеться створити об'єкти підводного світу: рибок, водорості і т. П. На малюнку 1.15 дані варіанти зображення обрисів цих об'єктів.
Створити об'єкт по контурах - завдання досить складна, а створення самих обрисів, схожих на оригінали, - творчий процес.