项目2
精准的毫厘之间
阿杜在大伙的簇拥下,捧着设计师大赛冠军奖杯得意地走进教室。
浩哥:“真没想到!阿杜这小子真的拿到了今年的设计师大赛冠军!他是怎么做到的?”
小艾:“阿杜设计的飞行器笔盒构思确实巧妙,还能分层分区收纳,确实高我们一筹。”
阿杜:“早就跟你们提前公布比赛结果啦,还不信!嘿嘿!”
浩哥:“让你小子得意一回!”
小艾:“浩哥,话说回来上次看你的小熊笔设计得挺可爱的,怎么连优秀奖都没有啊?”
浩哥:“呃……别提啦……我把15cm长的笔设置成15mm了,打印出来才发现只比我的指甲长一点,可惜那个时候没法改了。”
小艾:“唉,太可惜了!这可真是‘失之毫厘,谬以千里’啊!”
建模中输入的长度单位一般默认为mm,即毫米。浩哥在设置长度时,没有进行长度单位转换,错把厘米数设为了毫米数,大家一起来制作一把标准尺送给浩哥,帮助他精准认识长度吧。
个人任务
制作一把标准尺(任务奖励:2颗智慧豆)。
标准尺示例如图2-1所示。
图2-1 直尺与三角尺
团队任务
1.能说出长度单位间的换算关系,如厘米与毫米、厘米与米之间的换算公式等(任务奖励:每位成员增加20经验值)。
2.自主设计一把标准尺,刻度清晰、准确,方便测量(任务奖励:每位成员增加50经验值)。
3.测量身边的物品,并记录它们的长度(任务奖励:每位成员增加30经验值)。
行动计划
1.组成活动小组,小组成员之间展开讨论,确定分工,填写表2-1。
表2-1 ______________小组行动计划
2.设计草图。设计属于自己的标准尺,画出设计草图。
行动指南
按照计划进行设计与创作,在此过程中根据团队实际情况,不断完善初始设计方案,改进作品效果。
训练营
1.绘制标准直尺主体
1调整视图。单击视图导航图标“上”,将视图模式调整为“上”视图(即顶视图),并适当放大。
2绘制梯形草图。首先,需要选择绘制平面。在“上”视图网格中单击鼠标,即以默认的网格所在平面进行绘制。此外,还可以在实体的某个面或已有草图中进行绘制。
在使用“草图”工具绘制图形时,有一个开始和结束草图的过程。进入草图状态后,屏幕上会出现绿色背景的对钩图标,意味着此时进入了2D图形绘制状态,与在“画图”软件中绘制平面图形很相似。当绘制图形结束后,单击绿色的对钩图标就会退出草图状态,网格就会返回到默认位置。
单击选取“草图”工具栏中的“多段线”工具,鼠标再移动到屏幕中间位置,绘制出截面草图(图中距离单位均为mm),这就是直尺的截面图。
直尺的锐角部分最好保留0.2mm的高度,这样可以使打印出来的直尺边缘更平整。
3拉伸。单击选取“拉伸”工具,对梯形平面进行拉伸,拉伸距离为160mm。此时我们制作的是一把15cm的直尺,但直尺全长要比测量刻度至少多1cm。
2.旋转并移动直尺
1旋转直尺。单击选取“变换”工具栏中的“移动/旋转”工具,将直尺模型平放于网格上。
2移动直尺。将直尺向下(Z轴方向)移动并平放(向X轴和Y轴方向移动)在网格中心位置,直尺的制作就完成了。
最后,记得将刻度贴纸对齐直尺边缘,贴放在直尺的坡面上,这样可以帮助使用者更方便地测量和读取刻度数。
3.制作刻度线
想一想:仔细观察一下,直尺上的刻度线是有规律的,你想设计的直尺拥有哪几种刻度线?每种刻度线分别具有什么规律?将你对直尺刻度的观察记录在表2-2中。
表2-2 刻度观察表
从观察中可以发现,量程15cm的直尺一共有16根间隔1cm的刻度线,分别对应数字0~15。此外,一般还会在直尺上标注间距分别为5mm、1mm,甚至0.5mm的刻度线。发现刻度线的规律后,我们就可以使用“阵列”命令来批量制作刻度线了。
制作1cm刻度线的具体操作步骤如下。
根据1cm刻度线的制作步骤,我们可以完成5mm刻度线的制作,仅将“第1步”中的“草图矩形”的尺寸改为长为5mm、宽为0.2mm的矩形,将“第4步”中的“阵列数目”改为31,“间距”不变即可。
根据以上步骤,结合对直尺的观察,你能完成1mm刻度线的制作吗?此时“第4步”中的阵列数目应该是多少呢?
4.制作刻度数字
1绘制刻度数字。单击选取“文字”工具,在直尺上面单击后会出现对话框,文字输入0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15(数字间隔2~3个空格)。字体选择黑体,大小输入4.5。原点选择第一条刻度线的正上方,完成0~15数字的绘制。
2镶嵌数字。单击右侧“隐藏实体/网格”,选中文字,单击“构造”工具栏中的“拉伸”工具,距离为0.5,单击右侧“显示实体/网格”,得到直尺最终效果。
加油站
1.打印与切片
(1)切片
在切片时,如果导入模型处于灰色不可打印状态,我们可以进行如下操作。
第一,须将待打印模型放置在打印区域内,如图2-2所示。在图2-2中,左图位置错误,模型呈灰色,处于不可打印状态;右图位置正确,模型呈彩色,处于可打印状态。
图2-2 直尺切片效果图
第二,当某个方向空间不足时,可以将打印模型进行旋转,直至模型变成彩色,处于可打印状态,如图2-3所示。
图2-3 旋转打印模型
(2)打印
本次设计的直尺测量长度为15cm,可以一次性打印成型。如果直尺的长度超过了打印机的打印范围,则需要考虑分段打印后以拼接的方式进行组合,直尺打印效果图如图2-4所示。
图2-4 直尺打印效果图
2.拓展设计
你还能设计出什么样式的尺子?能设计一把三角尺吗?你可以结合项目1学习的“相减”工具设计一款方便绘制常见形状的直尺吗?(拓展任务奖励:经验值50,2颗智慧豆)。图2-5所示为各种各样的尺子。
图2-5 各种各样的尺子
博物院
一尺有多长?
《汉书·律历志》记载,度量衡出于黄钟之律也。古人用黄钟律管作为长度标准,所以古尺又称乐尺、律尺、黄钟尺,是度量横制定的基础。而历代尺度因时代不同又各有差异。尺是古今都有的,但实际长度却不一样。
商代,一尺合今16.95cm,按这一尺度,人高约一丈,故有“丈夫”之称;
周代,一尺合今19.91cm;
秦时,一尺合今23.1cm;
汉时,一尺合今21.35~23.75cm;
三国,一尺合今24.2cm;
南朝,一尺合今25.8cm;
北魏,一尺合今30.9cm;
隋代,一尺合今29.6cm;
唐代,一尺合今30.7cm;
宋元时,一尺合今27.68cm;
明清时,木工一尺合今31.1cm。
很显然,古代的尺要短于今天的尺。
秦始皇是中国历史上第一位统一了全国度量衡的皇帝。
《孙子算经》卷上有“度之所起,起于忽。欲知其忽,蚕所生,吐丝为忽。十忽为一秒,十秒为一毫,十毫为一厘,十厘为一分”的说法。这些十退位的分、厘、毫、秒、忽成为算术上专用的小数名称和长度小单位名称。到了宋代,人们把秒改为丝。清末时则把长度单位定到毫位。
彩绘骨尺与鎏金铜尺如图2-6所示。
图2-6 彩绘骨尺与鎏金铜尺(东汉)
行动记录
使用图文形式,将探索、制作过程中的收获或遇到的问题记录在表2-3中。
表2-3 行动记录表
任务评定
1.作品检测
收集作品,在现场或通过网络平台进行作品展示,各活动小组内部讨论后推选“评委”对成果进行评比。各小组在使用自制尺测量物品后,看看与标准尺测量结果是否一致,比一比哪个小组设计的自制尺误差最小,记录在表2-4中。
表2-4 作品检测表
根据展示情况,将对各小组作品的评价和建议填写在表2-5中。
表2-5 作品评价反馈表
2.表现评定
通过自评或互评的方式,统计个人在活动中的表现,思考后期努力的方向,并将表现记录在表2-6中。
表2-6 表现评定表