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        用Scratch理解3D打印技術(shù)

        2022-01-16 20:47:08陳新龍
        電腦報 2022年1期
        關(guān)鍵詞:小圓點打印機魔法

        陳新龍

        3D打印技術(shù)出現(xiàn)在20世紀90年代中期,屬于快速成形技術(shù)的一種,它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),運用粉末狀金屬或塑料等可黏合材料,通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)(積層造形法)。觀察3D打印機,不難發(fā)現(xiàn)它與傳統(tǒng)打印機最大的區(qū)別在于使用的“墨水”是實實在在的原材料,塑料、金屬、陶瓷、橡膠等材料都可以,有些3D打印機還可以接合不同的介質(zhì),通過不同的堆疊薄層方式打印出一頭堅硬一頭柔軟的物體。

        今天我們通過Scratch程序模仿來理解3D打印的原理與過程。首先選擇我們需要打印的圖形(默認的小貓)。此外還可以對創(chuàng)建的角色進行修飾,比如給小貓?zhí)砑印棒~眼”特效。所謂魚眼特效就是將圖片中心進行擴大,看起來像是通過貓眼看到的圖像。魚眼特效的默認值為0,隨著數(shù)值增大,圖形中間會凸出放大,隨著數(shù)值減小,圖形中間會凹陷縮小,你可以設(shè)定負值看看數(shù)值縮小后有什么變化(圖1)。

        另外還要在角色庫中尋找一個魔法棒,用來替代現(xiàn)實3D打印中的激光掃描儀。將魔法棒造型的中心點調(diào)整為棒的頂端(圖2)。

        3D打印的方式是逐層掃描,而魔法棒造型很難表達掃描的位置點,所以還要創(chuàng)建一個小圓點依附在魔法棒的頂端,目的是為了讓魔法棒跟隨著小圓點一起移動實現(xiàn)逐層掃描的效果(圖3)。

        3D掃描的過程是從左到右、從下到上。先讓小圓點移動到角色左下角的位置,確定好需要掃描的范圍(確保掃描的范圍能夠讓小貓的全身上下都被掃描到,兩個掃描的范圍分別代表兩層循環(huán),外循環(huán)代表了高度范圍,內(nèi)循環(huán)代表了寬度范圍),內(nèi)循環(huán)掃描移動的步數(shù)為1,在掃描的過程中如果接觸了掃描的物體,記錄下點的位置(打印點X,打印點Y)(圖4)。

        通過廣播的方式將打印點在原掃描物體的右側(cè)輸出一模一樣的點,位置左移150即可(打印點X+150,打印點Y),橫向掃描一排后將Y坐標增加1實現(xiàn)縱向掃描。需要注意掃描高度之前,將X橫坐標調(diào)整成初始值(圖5)。

        掃描結(jié)束后便可以得到一個Scratch版平面3D打印圖形了,掃描繪制的過程中畫筆的顏色、粗細、大小都可以根據(jù)自己的喜好來設(shè)定,尤其要注意抬筆和落筆的控制。

        通過Scratch我們模擬了3D打印技術(shù)的工作原理,期待下次能給大家?guī)砀嗟捏@喜。

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