Ечмаева Г.А. Основы 3D-моделирования в среде OpenSCAD

Учебно-методическое пособие. — Киров: Межрегиональный центр инновационных технологий в образовании, 2022. — 178 с. — ISBN 978-5-907541-09-2.За последнее десятилетие цифровые технологии шагнули далеко вперед. Сегодня изготовление или восстановление различных деталей или изделий стало возможно не только в производственных условиях, но и дома, благодаря трехмерной печати. Несмотря на то что 3D-принтеры появились совсем недавно, аддитивные технологии активно входят в нашу повседневную жизнь. Такое активное развитие данные технологии получили не только благодаря появлению доступных для персонального использования 3D-принтеров, но и в связи с разработкой легких в освоении сред трехмерного моделирования и проектирования, позволяющих получать цифровые модели любого уровня сложности. Данное пособие знакомит с возможностями среды OpenSCAD, которая не только позволяет изучить принципы компьютерного твердотельного моделирования, но и формирует представление о возможностях современных IT-технологий, принципах программирования графики, математическом описании компьютерных моделей.
Учебное пособие предназначено для школьников основной и старшей школы, учителей и педагогов дополнительного образования в области IT-технологий, инженерного дизайна, технологий прототипирования, преподавателей и слушателей курсов повышения квалификации по 3D-моделированию и системам CAD.Введение.
Введение в компьютерную графику и моделирование.
Общие сведения о компьютерной графике.
Общие сведения о современных технологиях компьютерного моделирования.
Задания для самостоятельной работы.
Введение в технологию быстрого прототипирования.
Технология и методы быстрого прототипирования.
Общая информация о 3D-принтерах.
Экструзионная технология 3D-печати.
Задания для самостоятельной работы.
Программное обеспечение быстрого прототипирования.
Среда OpenSCAD и ее возможности.
Основные понятия скриптового описания моделей.
Запуск программы, настройка и общие приемы работы в среде OpenSCAD.
Задания для самостоятельной работы.
Базовые понятия пространственной геометрии (стереометрии).
Основные пространственные фигуры.
Экранная система координат.
Задания для самостоятельной работы.
Базовые примитивы 3D-объектов.
Куб и прямоугольный параллелепипед.
Сфера (шар).
Цилиндр.
Конус.
Многогранник.
Задание для самостоятельной работы.
Проектные задания.
Контрольная работа.
Преобразование 3D-объектов.
Позиционирование объектов.
Изменение цвета объекта.
Поворот объекта.
Трансформация.
Зеркальное отображение.
Задание для самостоятельной работы.
Проектные задания.
Логические операции над 3D-объектами.
Великий математик и его вклад в развитие науки и техники.
Булевы операции в OpenSCAD.
Не булевы логические операции в OpenSCAD.
Задание для самостоятельной работы.
Контрольная работа.
Проектные задания.
Базовые примитивы 2D-объектов.
Общие сведения о плоских объектах.
Квадрат (прямоугольник).
Круг (эллипс).
Многоугольник (полигон).
Генератор полигонов.
Задание для самостоятельной работы.
Проектные задания.
Экструдирование (выращивание) объектов.
Экструзия как технологический процесс.
Общие сведения об экструзии объектов в OpenSCAD.
Линейная экструзия.
Поворотная экструзия.
Задание для самостоятельной работы.
Проектные задания.
Моделирование текстовых объектов.
Текст как графический объект.
Возможности OpenSCAD при работе c текстовыми объектами.
Операции преобразования текстовых объектов.
Трехмерное моделирование текстовых объектов.
Использование булевых операций при моделировании текстовых объектов.
Задание для самостоятельной работы.
Проектные задания.
Параметрическое моделирование 3D-объектов.
Параметрические возможности OpenSCAD.
Использование переменных.
Использование модулей.
Использование функций.
Использование библиотек.
Библиотека MCAD.
Задание для самостоятельной работы.
Проектные задания.
Использование базовых алгоритмических структур.
Понятие алгоритма.
Базовые алгоритмические структуры.
Реализация базовых алгоритмических структур в среде OpenSCAD.
Задание для самостоятельной работы.
Исследовательская работа.
Проектные задания.
Дополнительные возможности моделирования в среде OpenSCAD.
Импорт файлов.
Экспорт файлов.
Получение проекции (чертежа) 3D-модели.
Задание для самостоятельной работы.
Проектные задания.
Большие исследовательские проекты.
Заключение.
Литература.
Приложения.