2.3. Трёхмерные модели объектов. Построение конуса, цилиндра и сферы
Информатика, 6 класс. Учебник: Кадыркулов Р. А., Нурмуханбетова Г. К. (Алматыкітап баспасы, 2023). Раздел 2: 3D-печать. Страницы 50–54.
Чему научишься
- Пользоваться инструментами навигации: приближать, отдалять, вращать камеру и рассматривать модель со всех сторон.
- Строить в SketchUp цилиндр, конус и сферу по шагам.
- Применять инструмент «Следуй за мной» для арки, конуса и сферы.
- Подбирать материал (заливку), например прозрачное стекло.
Разминка
- О каких удивительных технических моделях, придуманных по образцу живой природы, ты можешь рассказать? Например, застёжка-липучка похожа на колючки репейника, а крыло самолёта придумано по мотивам птичьего. Такую науку называют бионикой.
- Какие трёхмерные геометрические фигуры ты знаешь? Куб, параллелепипед, пирамида, цилиндр, конус, шар (сфера). У каждой есть длина, ширина и высота.
Разбираемся
Как рассмотреть модель со всех сторон
Когда строишь модель, её нужно крутить, приближать и отдалять. Для этого в SketchUp есть инструменты навигации. Они лежат в меню «Камера» (Camera), а их значки есть и на панели инструментов.
| инструмент | что делает |
|---|---|
| Вращение | вращает камеру вокруг объекта. По умолчанию камера показывает вид спереди |
| Панорамирование | сдвигает объект в рабочем пространстве вправо, влево, вверх, вниз |
| Лупа | увеличивает изображение |
| Вращать колесико | передвижная лупа: потянул мышь на себя, изображение уменьшилось, от себя к объекту, увеличилось |
| В размер окна | максимально увеличивает объект, чтобы он уместился в окне |
| Предыдущий вид | возвращает к предыдущему виду |
| Следующий вид | идёт вперёд по видам, возвращая отменённые шаги |
С помощью Вращения можно увидеть даже нижнюю часть бруска, которая спереди не видна. Это главное отличие от плоской двумерной графики: в 3D видны не только лицевые, но и невидимые стороны.
⚠️ Частая ошибка. Инструменты камеры не меняют саму модель. Они меняют только то, откуда ты на неё смотришь. Если фигура на экране «перевернулась», не пугайся: можно вернуться кнопкой «Предыдущий вид».
«Следуй за мной»: сделать арку
Этот инструмент ведёт фигуру вдоль линии. Потренируемся на арке.
Строим цилиндр
- Инструментом «Окружность» нарисуй круг.
- Выбери «Тяни/Толкай» и потяни круг вверх. Получился цилиндр.
- Хочешь «пирамидку» из цилиндров, как на рисунке в учебнике? Примени к верхнему кругу кнопку «Смещение» (Контур): внутри верхнего круга появится круг поменьше. Потяни его вверх, и получится второй, более узкий цилиндр. Повторяй дальше.
Строим конус
📕 В учебнике сказано «потяни треугольник вдоль радиуса основания». Но в программе треугольник ведут вдоль окружности основания (по её краю), иначе конус не получится.
Строим сферу
💡 Видишь закономерность? Один и тот же инструмент «Следуй за мной» строит и арку, и конус, и сферу. Меняются только «профиль» (круг или треугольник) и «путь» (дуга или окружность).
👨👩👧 Родителю. Если на компьютере нет SketchUp, те же фигуры можно собрать в Tinkercad в браузере: там цилиндр, конус и сфера уже лежат готовыми в наборе «Основные фигуры». Попросите ребёнка сравнить: как строили фигуры в SketchUp и как в Tinkercad? Это хорошая тренировка мышления.
Проверь себя
- Для чего нужны инструменты навигации? Чтобы рассматривать модель со всех сторон, приближать и отдалять её.
- Что делает инструмент «Вращение»? Вращает камеру вокруг объекта. Можно увидеть нижнюю и заднюю стороны.
- Какие инструменты нужны для цилиндра? Окружность и Тяни/Толкай.
- Что ведут вдоль пути инструментом «Следуй за мной»? Профиль: круг, треугольник и тому подобное.
Решаем упражнения
№ 1
(Примени на практике, задание 1) Создай модель здания (рис. 17) инструментами SketchUp. Для прозрачного стекла нажми «Заливка» и выполни «Материалы → Светопроницаемое → Стекло — синее».
Как думать. Здание состоит из простых брусков: основание-платформа, основное здание, стеклянная часть.
Как сделать.
- Прямоугольник и Тяни/Толкай — плоская плита-основание (платформа).
- Тем же способом построй основной корпус здания на плите.
- Вырежь или построй стеклянную часть фасада (в учебнике это светло-синий прозрачный объём и маленький оранжевый брусок внутри).
- Заливка → Материалы → Светопроницаемое → Стекло — синее для стеклянной части. Корпус покрась в коричневый, основание в серый.
Что должно получиться: здание на платформе с прозрачной синей частью, сквозь которую виден внутренний брусок.
Ответ: модель здания построена, прозрачность задана материалом «Стекло — синее».
№ 2
(Примени на практике, задание 2) Построй модель арки (рис. 18) с помощью инструмента «Следуй за мной».
Как думать. Это та же арка, что в уроке, только сечение (профиль) у неё прямоугольное, а не круглое.
Как сделать.
- Дуга — нарисуй дугу.
- На её конце нарисуй инструментом Прямоугольник небольшой прямоугольник, перпендикулярный дуге. (Круг тоже подойдёт, получится «труба».)
- Следуй за мной — протяни прямоугольник вдоль дуги.
- Заливка — покрась арку в зелёный, а торцы можно сделать коричневыми.
Что должно получиться: арка в виде изогнутой «ленты» с прямоугольным сечением.
Ответ: арка построена: Дуга → профиль на конце → Следуй за мной → Заливка.
№ 3
(Вопросы для размышления, № 1) Как можно создавать модели в программе SketchUp?
Решение. Рисуют плоские фигуры инструментами рисования (Линия, Прямоугольник, Окружность, Дуга), превращают их в объём инструментами Тяни/Толкай и Следуй за мной, потом красят Заливкой. Камерой осматривают результат.
Ответ: нарисовать плоскую фигуру, сделать её объёмной (Тяни/Толкай, Следуй за мной), покрасить, осмотреть камерой.
№ 4
(Вопросы для размышления, № 2) Каковы функции инструментов управления пространством в программе SketchUp?
Как думать. «Управление пространством» — это инструменты навигации из таблицы урока.
Решение. Вращение поворачивает камеру вокруг объекта. Панорамирование сдвигает вид вверх, вниз, вправо, влево. Лупа увеличивает. «Вращать колесико» приближает и отдаляет. «В размер окна» показывает объект на всё окно. «Предыдущий вид» и «Следующий вид» возвращают прежний или идут вперёд по видам.
Ответ: они помогают приближать, отдалять, двигать и поворачивать вид на модель, не меняя саму модель.
№ 5
(Вопросы для размышления, № 3) Для выполнения каких действий используется инструмент «Вращение»?
Решение. Для осмотра объекта: камеру вращают вокруг него. По умолчанию видно спереди, а с помощью Вращения можно рассмотреть, например, нижнюю часть.
Ответ: для рассматривания объекта с разных сторон.
№ 6
(Вопросы для размышления, № 4) Как бы ты описал алгоритм использования инструмента «Следуй за мной»?
Как думать. Алгоритм — это порядок шагов. Нужны «путь» и «профиль».
Решение.
- Нарисуй путь (например, дугу или окружность).
- Нарисуй на конце пути плоскую фигуру-профиль (круг, треугольник).
- Включи «Следуй за мной», нажми на профиль и веди его вдоль пути.
- Закончи щелчком и при желании залей цветом.
Ответ: путь → профиль → выбрать инструмент → провести профиль вдоль пути.
№ 7
(Вопросы для размышления, № 5) Какова роль инструмента «Следуй за мной» в построении конуса и сферы?
Решение. Для конуса он ведёт треугольник по краю основания, и фигура «обегает» конус. Для сферы он ведёт верхний круг по краю нижнего круга.
Ответ: он вращает профиль (треугольник или круг) вдоль окружности и строит из него объёмную фигуру.
№ 8
(Домашнее задание) Познакомься со способами построения конуса, цилиндра и сферы в SketchUp, используя Интернет (рис. 19). Выбери понравившуюся модель и выполни её на компьютере.
Как думать. Видеоурок помогает увидеть движения мыши, которые в тексте трудно описать.
Как сделать.
- Найди видео «Построение моделей конуса, цилиндра и сферы в программе SketchUp» (ссылка на YouTube указана в учебнике; если не открывается, ищи по названию).
- Выбери одну фигуру (на рисунке показаны конус, усечённый конус, шар и полушария).
- Повтори шаги из видео и из урока. Сохрани файл.
Что должно получиться: построенная фигура на экране, а может, и целая «выставка» фигур, как в видео.
Ответ: готовая модель на компьютере. Образца ответа нет.
Шпаргалка
- Камера меняет только взгляд на модель, а не саму модель.
- Цилиндр: круг и Тяни/Толкай. Конус и сфера: Следуй за мной.
- Прозрачное стекло: Заливка → Материалы → Светопроницаемое → Стекло — синее.