Мектептин модели

3D-моделдөө азыркы коомдун турмушунда маанилүү ролду аткарат. Бүгүнкү күндө ал маркетинг, архитектура, дизайн чөйрөсүндө, ж.б. көптөгөн башка областтарда кеңири колдонулууда. 3D-моделдөө курулуучу имараттын, коммерциялык продукттун көлөмдүк форматтагы прототибин (алгачкы үлгүсүн) түзүүгө мүмкүндүк берет.

Мектептерге заманбап жабдууларды жигердүү киргизүү менен окуучулар укмуштуудай 3D-дүйнөсүнө сүңгүк кирүүгө мүмкүнчүлүк алышты. Чыныгы объектилердин үч өлчөмдүү моделдерин колдонуу маалыматты жеткирүүнүн адаттан тыш жана кызыктуу каражаты болуп саналат, ал окутуунун натыйжалуулугун бир топ жогорулата алат.

Мектептин макетин түзүү пайдалуу, анткени бардык эле адамдар чиймелерди окуп, түшүнө алышпайт. Макеттердин жардамында адамдар имараттын (курулманын) сырткы көрүнүшү жөнүндө толук маалымат алат жана бүтүндөй анын артыкчылыктарын баамдай алат.

Максаты: долбоорлук программалардын негизинде мектептин 3D-моделин түзүү.

Милдеттери:

• Моделдөө үчүн программаны тандоо

• Мектептин 3D-моделин тургузуу үчүн маалымат чогултуу

• Мектептин 3D-моделин түзүү

• Мектептин 3D-моделин кагазга басып чыгаруу

Моделдөө – бул кубулуштар тууралуу түшүндүрмөлөрдү алуу, ошондой эле изилдөөчүнү кызыктырган кубулуштарды болжолдоо үчүн реалдуу объектилердин, процесстердин же кубулуштардын моделдерин түзүү жана изилдөөдөн турган таанып билүү ыкмасы. Илимий изилдөөнүн ар кандай ыкмалары негизинен теориялык (ар кандай символикалык, абстракттуу моделдерди колдонот) жана эксперименталдык (предметтик моделдерди колдонуучу) моделдөө идеясына негизделген.

Моделдөөнүн түрлөрү:

- концептуалдык моделдөө, мында изилденүүчү объект же система жөнүндө мурдатан белгилүү болгон фактылардын же идеялардын жыйындысы кандайдыр бир атайын белгилердин, символдордун, алар боюнча операциялардын, табигый же жасалма тилдердин жардамы менен чечмеленет;

- физикалык (табигый) моделдөө, мында модель жана окшоштурулган объект бирдей же башка физикалык мүнөздөгү реалдуу объекттер же процесстер болуп саналат, ал эми баштапкы объекттеги процесстер менен моделдин ортосунда окшоштуктан келип чыккан физикалык кубулуштардын кандайдыр бир окшоштук мамилелери канааттандырылат;

- структуралык-функционалдык моделдөө, мында моделдер диаграммалар (блок-схемалар), графиктер, чиймелер, схемалар, таблицалар, чиймелер болуп саналат, аларды айкалыштыруу жана өзгөртүү үчүн атайын эрежелер менен толукталган;

- математикалык (логикалык-математикалык) моделдөө, мында моделдөө, анын ичинде моделди тургузуу математиканын жана логиканын жардамы менен ишке ашырылат;

- имитациялык (компьютердик) моделдөө, мында изилденүүчү объекттин логикалык-математикалык модели компьютер үчүн программалык комплекс катары ишке ашырылуучу объекттин иштешинин алгоритми болуп саналат.

Моделдөөнүн негизги этаптары болуп төмөнкүлөр саналат:

1) чечилүүчү маселени баяндоо;

2) моделди иштеп чыгуу, маселени талдоо жана изилдөө;

3) компьютердик (табигый, физикалык) эксперимент;

4) моделдөөнүн жыйынтыгын талдоо.

Модель – изилденүүчү объекттин, кубулуштун же процесстин маанилүү белгилерин чагылдырган жаңы объект.

Моделдердин түрлөрү

Натуралдык (материалдык) модель - моделдөөчү объекттин тышкы көрүнүшүн, түзүлүшүн же жүрүм-турумун чагылдырган кичирейтилген же чоңойтулган формадагы реалдуу объекттер.

Маалыматтык модель - бул кароо үчүн маанилүү болгон объекттин параметрлерин жана өзгөрмөлөрүн, алардын ортосундагы байланыштарды, объекттин кириш жана чыгыштарын сүрөттөгөн, маалымат түрүндө берилген объектилик модели, объекттин мүмкүн болгон абалын моделдөө үчүн, киргизилүүчү чоңдуктарындагы өзгөрүүлөр жөнүндөгү модель.

Өз кезегинде, маалымат моделдери төмөнкүчө бөлүнөт:

• Түспөлдүк моделдер – кандайдыр бир алып жүрүүчүдө (чиймелерде, фотосүрөттөрдө) белгиленген объекттердин визуалдык түспөлдөрү (сүрөттөрү);

• Аралаш моделдер – бул таблицалар, графиктер, диаграммалар ж.б. түрүндө берилген маалымат;

• Белги моделдери – бул атайын белгилер менен, башкача айтканда, кандайдыр бир формалдык тилдин жардамы менен туюнтулган модель.

3D-моделдөө - объекттин үч өлчөмдүү моделин түзүү процесси. 3D-моделдөөнүн милдети - керектүү объекттин визуалдык үч өлчөмдүү сүрөтүн иштеп чыгуу. Ошол эле учурда, модель реалдуу дүйнөдөгү объекттерге дал келиши мүмкүн, же толугу менен абстракттуу болушу мүмкүн.

Бүгүнкү күндө үч өлчөмдүү моделдерди колдонуусуз элестетүү мүмкүн болбогон 3 негизги тармактар бар. Алар:

• Көңүл ачуу индустриясы

• Медицина (хирургия)

• Өнөр жайы

Көңүл ачуу индустриясы

Бардык виртуалдык мейкиндиктер жана жок символдор көп бурчтуктарды колдонуунун атайын техникасынын жардамы менен түзүлөт. Бул үч же төрт беттери бар, бир объектке түрдүү бурчтарда бириктирилген кадимки геометриялык фигуралардын аталышы. Ал кыймылга келүү үчүн компоненттердин параметрлерин өзгөртүү керек - тартуу, жылдыруу, айландыруу. Алардын баары туташкандыктан, бул аракет желенин тартылуусуна окшош - калган сегменттер биринчиге ылайык деформацияланат.

Медицинадагы моделдөө

Бул ыкма эки багытта өнүгөт:

• чекитттик же комплекстик томография;

• протездерди долбоорлоо жана түзүү.

Заманбап 3D-сканерлөө органдардын жана ткандардын жөнөкөй рентген же УЗИ аркылуу караганда көрүнбөгөн дефекттерин көрүүгө мүмкүндүк берет. Мындай технологиялардын пайда болушу мурда диагностикалык операциялар жасалган жагдайларда ооруну аныктоого мүмкүндүк берди. Алар стоматологияда жана жаак-бет хирургиясында кеңири колдонулат. Томографиянын натыйжасы жашоого алып келиши мүмкүн болгон имплант түзүү үчүн негиз болуп саналат, мисалы, тиш бейтаптын идеалдуу өлчөмдөрүнө туура келет. Татаал версияда технология протездик мүчөнү, угуу аппаратын, веналарды, нервдерди, ал тургай жасалма жүрөк клапанын моделдөөгө жардам берет. Биопринтинг (басып чыгаруу) жигердүү өнүгүп жатат - боёктордун ордуна адамдын тирүү клеткалары колдонулат. Бирок конструкциялоонун биринчи этабы 3D компьютердик программалары үчүн калууда.

Өнөр жай үлгүсүнүн ыкмалары

Өнөр жайлык проектилөө (Проектилөөнүн автоматташтырылган системасы) – бул жогорку технологияларды колдонуу менен келечектеги түзүлүштүн бардык элементтерин жана компоненттерин моделдөөгө мүмкүндүк берүүчү салыштырмалуу жаңы, бирок актуалдуу тармак.

Бул ыкманын максаты - визуалдык түспөлдү гана эмес, ошондой эле келечектеги продукт жөнүндө өлчөнө турган жана оперативдүү маалыматты алуу.

Макетти түзүүгө даярданууда төмөнкү программалар каралат: TinkerCad, Autodesk Fusion, Inventor.

1. TinkerCad: акысыз онлайн 3D-моделдөө программасы. Ал жөнөкөй интерфейсти жана колдонууга ыңгайлуулукту камтыйт. Бул программанын кемчилиги бардык көрсөткүчтөр кыйла примитивдүү жана масштабдуу бир нерсе жасоого ыңгайсыз.

2. Autodesk Fusion: Inventor программасына карганда бир топ жөнөкөйлөштүрүлгөн версия. инструменттердин топтому начар. Англис тилиндеги гана версиясы бар.

3. Inventor: 3D объекттерин жана моделдерин түзүү үчүн кесиптик программалык камсыздоо. Inventor эң ыңгайлуу программа: интерфейси түшүнүктүү, ар түрдүү инструменттердин топтому жана орус тилдүү версиясы да бар.

“Inventor программасында 3D-модель түзүү” боюнча практикалык иш

Файлды түзгүлө:

2D-эскизди жана эскиз жайгашуучу тегиздикти тандагыла:

Тегиздикти тандагандан кийин, эскиз үчүн ар кандай фигуралардын диапазону ачылат:

Долбоордогу бул моделде тегерек фигуралар жок болгондуктан, "Дуги" ден башка бардык сунушталган инструменттер колдонулган. Бул инструменттердин бирин тандап алгандан кийин, мисалы, "Прямоугольник", тегиздикте эскизди тургуза баштайбыз:

Эскизди көлөмдүк түргө алып келүү үчүн "Принять эскиз" баскычын басып, "3D-модель" бөлүмүнө өтүү керек:

Экранда көлөмдү кошуу үчүн ар кандай инструменттери бар панель пайда болот:

«Выдавливание» инструментинин жардамы менен биз каалаган жөнөкөй геометриялык фигурага көлөм бере алабыз:

Ал эми «Вращение» инструментинин жардамы менен белгилүү бир октун (кырдын) айланасында, берилген бурч менен цилиндр түрүндөгү фигураны түзө алабыз:

Ошондой эле бул панелде төмөнкүдөй инструменттер бар:

“Сдвиг” - элементти же телону түзүү үчүн тандалган жол боюнча бир же бир нече эскиз контурларын жылдыруу.

“Лофт” - эки же андан көп эскиздердин ортосунда өткөөл форманы түзүү.

“Пружина” - винттүү пружинанын түзүү.

“Рельеф“ - Контурдун негизинде көтөрүлгөн же тереңдетилген элементти түзүү.

“Ребро жесткости” - ачык же жабык контурларды колдонуу менен катуулук капталдарын (жука беттик формаларды) түзүү.

“Маркировка” - файлдан сүрөттү тетиктин бетине коёт.

“Отверстие” - эскиз чекиттеринин же башка тандалган геометриялык элементтердин жардамы менен көзөнөктөрдү (тешиктерди) түзүү.

“Сопряжение” - бир же бир нече капталдарга жана беттерге түйүндөрдү (сопряжений) же ийилүүлөрдү (скруглений) кошуу.

“Фаска” - бир же бир нече капталдардын компоненти үчүн кыр (кромка) түзүү.

“Оболочка” - бөлүктүн ички бөлүгүн алып салуу менен алынган, берилген беттин калыңдыгы менен көңдөй конструктивдик элемент.

“Наклон” - тетиктин аныкталган грандары үчүн бурч коюу.

Долбоорду ишке ашыруу үчүн чийме изилденген, бирок чиймеде бир гана аянт болгондуктан, кошумча өлчөөлөрдү (имараттын бийиктигин, терезелердин, эшиктердин өлчөмдөрүн ж.б.) жүргүзүү керек болгон.

Андан кийин Autodesk Inventor программасында чийме түзүлгөн.

Долбоорду ишке ашыруу үчүн төмөнкү милдеттерди чечүү керек эле: Autodesk Inventor программасында иштөө принцибин өздөштүрүү, анын өлчөмдөрүнө ылайык мектептин схемалык планын түзүү, 3D-модель түзүү жана макетти 3D принтерде чыгаруу.

Макет түзүлө турган жерди тандоо үчүн, мен бардык иштеп жаткан программаларга мониторинг жүргүзүүгө туура келди. Autodesk Inventor тандалып алынгангынын себеби ал түшүнүктүү интерфейске ээ.

Макет үчүн архитектуралык чиймелер табылып, мектеп администрациясынан мектептин планы суралган. Бул иш-аракеттердин натыйжасында мектептин 3D-модели алынды.

Биз түзгөн модель жаңы долбоорлорду түзүү үчүн көрсөтмөлүү материал катары колдонулушу мүмкүн.

1. Что такое 3D-моделирование. https://www.zwsoft.ru/stati/chto-takoe-3d-modelirovanie

2. Википедиа. 3D-моделирование. 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

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

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