3D модель МБОУ СОШ с.Маяк

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа с. Маяк»

Нанайского муниципального района Хабаровского края

3D модель МБОУ СОШ с.Маяк

Выполнила:

ученица 9 класса

Савинова Евангелина

Руководитель:

Учитель информатики

Гейкер А.Е.

с.Маяк

2020

3D-моделирование играет важную роль в жизни современного общества. Сегодня оно широко используется в сфере маркетинга, архитектуры, дизайна и во многих других областях. 3D-моделирование позволяет создать прототип будущего сооружения, коммерческого продукта в объёмном формате. С активным внедрением современного оборудования в школы у учащихся появилась возможность окунуться в удивительный 3D-мир. Использование трёхмерных моделей реальных предметов – это необычное и интересное средство для передачи информации, которое может существенно повысить эффективность обучения.

Макет школы является полезным, так как не все люди умеют читать чертежи. Благодаря макетам, человек может составить себе полное представление о внешнем виде сооружения и оценить все его достоинства в целом.

Цель: создание 3D модели школы на основе программ проектирования.

Задачи:

• Выбор программы для моделирования

• Сбор сведений для построения 3D модели школы

• Создание 3D модели школы

• Печать 3D модели школы

Введение 2

Моделирование 4

Виды моделирования: 4

Виды моделей 5

Практическая работа «Создание 3D модели в программе Inventor». 9

Проектирование МБОУ СОШ с.Маяк в Autodesk Inventor. 13

Заключение 15

Список литературы 16

Моделирование — это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей реально существующих объектов, процессов или явлений с целью получения объяснений этих явлений, а также для предсказания явлений, интересующих исследователя. На идее моделирования по существу базируется любой метод научного исследования — как теоретический (при котором используются различного рода знаковые, абстрактные модели), так и экспериментальный (использующий предметные модели).

- концептуальное моделирование, при котором совокупность уже известных фактов или представлений относительно исследуемого объекта или системы истолковывается с помощью некоторых специальных знаков, символов, операций над ними или помощью естественного или искусственного языков;

- физическое (натурное) моделирование, при котором модель и моделируемый объект представляют собой реальные объекты или процессы единой или различной физической природы, причем между процессами в объекте-оригинале и в модели выполняются некоторые соотношения подобия, вытекающие из схожести физических явлений;

- структурно-функциональное моделирование, при котором моделями являются схемы (блок-схемы), графики, чертежи, диаграммы, таблицы, рисунки, дополненные специальными правилами их объединения и преобразования;

- математическое (логико-математическое) моделирование, при котором моделирование, включая построение модели, осуществляется средствами математики и логики;

- имитационное (компьютерное) моделирование, при котором логико-математическая модель исследуемого объекта представляет собой алгоритм функционирования объекта, реализованный в виде программного комплекса для компьютера.

Основными этапами моделирования являются:

1) постановка задачи;

2) разработка модели, анализ и исследование задачи;

3) компьютерный (натурный, физический) эксперимент;

4) анализ результатов моделирования.

Модель — это некий новый объект, который отражает существенные особенности изучаемого объекта, явления или процесса.

Натурная (материальная) модель - реальные предметы, в уменьшенном или увеличенном виде, воспроизводящие внешний вид, структуру или поведение объекта моделирования.

Информационная модель -  модель объекта, представленная в виде информации, описывающей существенные для данного рассмотрения параметры и переменные величины объекта, связи между ними, входы и выходы объекта и позволяющая путём подачи на модель информации об изменениях входных величин моделировать возможные состояния объекта.

В свою очередь, информационные модели делятся на:

• Образные модели – это зрительные образы объектов, которые зафиксированы на каком-либо носителе(рисунки, фотографии);

• Смешанные модели – это информация представленная в виде таблиц, графиков, схем и т.д;

• Знаковые модели – это модель, выраженная специальными знаками, т. е. средствами любого формального языка.

3D-моделирование — процесс создания трёхмерной модели объекта. Задача 3D-моделирования — разработать зрительный объёмный образ желаемого объекта. При этом модель может как соответствовать объектам из реального мира, так и быть полностью абстрактной.

Можно выделить 3 крупные отрасли, которые сегодня невозможно представить без применения трехмерных моделей. Это:

• Индустрия развлечений

• Медицина (хирургия)

• Промышленность

Индустрия развлечений.

Все виртуальные пространства и несуществующие герои созданы с помощью особой техники использования полигонов. Так называются обыкновенные геометрические фигуры с тремя или четырьмя гранями, которые соединяются под разными углами в один объект. Чтобы он пришел в движение, необходимо менять параметры у составляющих – вытягивать, перемещать, вращать. Так как все они связаны, то действие похоже на натяжение паутины – остальные сегменты деформируются в соответствии с первым.

Моделирование в медицине.

Данный метод развивается в двух направлениях:

• точечная или комплексная томография;

• конструирование и создание протезов.

Современные 3D-сканирования позволяют обнаружить дефекты органов и тканей, которые скрыты при простом рентгене или УЗИ. Появление таких технологий сделало возможным определение заболевания в тех ситуациях, когда ранее проводились диагностические операции. Широкое распространение они приобрели в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии. Воплощенный в жизнь результат томографии может стать основой для создания импланта, например, зуба, который будет идеально подходить по размерам пациенту. В более сложном варианте технология помогает смоделировать протез конечности, слуховой аппарат, вены, нервы и даже искусственный сердечный клапан. Активно развивается биопечать – в ней вместо красок используются живые человеческие клетки. Но первый этап конструирования остается за компьютерными 3D программами.

Методы промышленного проектирования.

Промышленное проектирование (Система автоматизированного проектирования) – это относительно новая, но актуальная отрасль, позволяющая смоделировать все элементы и узлы будущего устройства с использованием высоких технологий.

Цель этого метода — получить не только визуальный образ, но также измеримую и рабочую информацию о будущем изделии.

При подготовке создания макеты были рассмотрены программы: TinkerCad, Autodesk Fusion, Inventor.

1.TinkerCad: является бесплатной онлайн-программой для 3D –моделирования. Отличается простым интерфейсом и простотой использования. Минус этой программы в том, что все фигуры достаточно примитивны, и делать что-то масштабное неудобно.

2.Autodesk Fusion: является более упрощенной версией, чем Inventor. Имеет более скудный набор инструментов. Представлен, только в англоязычной версии.

3.Inventor: профессиональное программное обеспечение для создания 3D объектов и моделей. Inventor оказался наиболее удобной программой: понятный интерфейс, разнообразный набор инструментов, русскоязычная версия.

Создать файл:

Выбрать 2D - эскиз и плоскость, на которой будет находиться эскиз:

После выбора плоскости, открывается доступ к спектру разных фигур для эскиза:

В проекте были использованы все представленные инструменты, кроме «Дуги», так как в данной модели нет округлых форм.

Выбрав один из этих инструментов, например «Прямоугольник», начинаем строить эскиз на плоскости:

Для того, чтобы придать эскизу объем, необходимо нажить «Принять эскиз» и перейти в раздел «3D-модель»:

Перед нами появляется панель, на которой мы видим разные инструменты для придания объема:

С помощью инструмента «Выдавливание» мы можем придать объем любой простой геометрической фигуре:

А с помощью инструмента «Вращение» мы можем создать цилиндрическую фигуру, с заданным углом, вокруг определенной оси(ребра):

Также на этой панели есть такие инструменты как:

«Сдвиг» - сдвигание одного или нескольких эскизных контуров вдоль выбранной траектории для создания элемента или тела.

«Лофт» - создание переходной формы между двумя и более эскизами.

«Пружина» - создание винтовой пружины.

«Рельеф» - создание приподнятого или утопленного элемента на основе контура.

«Ребро жесткости» -создание ребер жесткости (тонкостенных форм) с использованием разомкнутого или замкнутого контура.

«Маркировка» - наносит изображение из файла на грань детали.

«Отверстие» - создание отверстий по точкам эскиза или другим выбранным геометрическим элементам.

«Сопряжение» - добавление сопряжений или скруглений для одного или нескольких ребер и граней.

«Фаска» - создание кромки для одного или нескольких ребер компонента.

«Оболочка» - полый конструктивный элемент с заданной толщиной стенок, получаемый удалением внутренней части детали.

«Наклон» - задание угла для определенных граней детали.

Для реализации проекта был изучен чертеж, но так как на чертеже была только площадь, то нужно было провести дополнительные замеры(высота здания, размер окон, размер дверей и т.д.)

После был составлен чертеж в Autodesk Inventor.

Для реализации проекта понадобилось решить следующие задачи: освоить принцип работы в программе Autodesk Inventor, составить схематический план школы в соответствии с её размерами, создать 3D-модель здания и воспроизвести макет на 3D-принтере.

Для того чтобы выбрать, где будет создаваться макет, пришлось произвести мониторинг всех существующих программ. Выбрана программа Autodesk Inventor, потому что у неё лёгкий для понимания интерфейс.

Для макета были найдены архитектурные чертежи, запрашивали у администрации школы план школы. В результате этих действий получилась 3D модель школы.

Созданная нами модель может быть использована для создания новых проектов и как наглядный материал.

1. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D1%80%D1%91%D1%85%D0%BC%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B3%D1%80%D0%B0%D1%84%D0%B8%D0%BA%D0%B0

2. https://habr.com/ru/post/451266/

3. https://3d-services.ru/3d-modelirovanie/medicina/

4. https://www.zwsoft.ru/stati/chto-takoe-3d-modelirovanie