Как сделать матрицу для печати

Обновлено: 06.07.2024

добавим теперь поле для хранения данных и конструктор. Единственный параметр, который нам нужен что определить матрицу (напомню, она у нас квадратная) есть ее размер, то бишь n.

Объявляя переменные приватными (используя слово private), я тем самым ограничиваю доступ к ним извне класса. То есть если кто-то создаст экземпляр класса Matrix, он не сможет напрямую обращаться к полю n и менять его. Вот как я его установил в конструкторе, таким оно и будет. Например:

И хотя технически это ни на что не влияет. Семантически я как бы говорю, что эти данные трогать нельзя, класс лучше знает, как с ними работать.

Давайте еще добавим свойство, которое будет возвращать размер матрицы. Возможно мы помним: свойство — это что-то вроде поля, только которому можно явно указать метод, который вызывается при присваивании и метод, который вызывается при запросе поля.

Давайте попробуем написать программу где используется это класс. Переключимся на функцию Main и напишем код:

если рассмотреть как вызывается код, получится примерно так:

Пока у нас получается пустая матрица

Как мы видим у нас есть объект матрица, внутри которого где-то есть массив для хранения данных. В принципе уже можно заполнить матрицу так

но это не очень красиво. А я хочу, чтобы моя матрица была прям настоящий двумерный массив с дополненными возможностями. То есть чтобы я мог написать вот так:

Такая возможности есть.

И так, отредактируем класс Matrix и определим метод для индексации

Ну вот теперь матрицу можно заполнять:

А давайте добавим еще метод, который будет выводить матрицу в консоль и метод для заполнения матрицы случайными числами:

и можно будет переписать код функции Main так:

Кратко и понятно.

В общем пока вроде ничего интересного. Ну сделали мы обертку двумерного массива. Ну добавили пару методов. А дальше и что? А дальше будем реализовывать операции над матрицами.

И так что есть результат сложения двух матриц? Очевидно, это новая матрица тех же размеров, что и исходная, но где соответствующие элементы сложены. Добавим функцию, которая будет добавлять к исходной матрице другую матрицу и возвращать новую. Правим класс Matrix

попробуем воспользоваться функций чтобы сложить две матрицы. Переключимся на код Main и перепишем его к следующему виду

увидим что-то в этом роде:

А теперь давайте проверим, как работает наша функция сложения:

В принципе код у нас получается весьма хороший. Но возможно вам, как и мне, запись операции сложения через функцию Add

кажется, слишком навороченный. Не правда ли, было бы лучше если б можно было написать код в виде:

Функция для переопределения (или т.н. перегрузки) оператора должна быть задана в следующем виде

собственно, что здесь и зачем попытается рассказать схема:

И вроде если кое-как все понятно, то можно добавить оператор в класс Matrix

вернемся к нашей функции Main и подправим код, так чтобы использовалась операция “+”

кстати переопределять операцию можно сколько угодно раз при условии, что входные параметры будут разные.

Введем оператор добавления числа к матрице. И хотя формальная математика не позволяет нам это сделать. Мы можем рассмотреть эту операцию как добавления единичной матрицы со всеми элементы равными константе к исходной матрице. Т.е. как-то так:

\[\begin1 & 2 & 3\\\ 4 & 5 & 6\\\ 7 & 8 & 9\end + 3 = \begin1 & 2 & 3\\\ 4 & 5 & 6\\\ 7 & 8 & 9\end + \begin3 & 0 & 0\\\ 0 & 3 & 0\\\ 0 & 0 & 3\end = \begin4 & 2 & 3\\\ 4 & 8 & 6\\\ 7 & 8 & 12\end\]

отредактируем наш класс Matrix:

и код функции Main

А что если мы захотим сложить наоборот, число + Матрица, поменяем

а фиг вам, такой код даже не скомпилируется:

И в этом есть доля логики, не все операции коммутативны, то же умножение матрицы. А в программировании все строго.

можно проверить, ошибка должна пропасть, и можно запустить программу:

В принципе с тестами никаких изменений нет, единственное так как мы разработали собственный сложный объект, то нам скорее всего захочется его сравнивать и как правило на предмет равенства, типа совпадают ли две матрицы.

Так же было бы удобно если б матрицу можно было инициализировать с двумерного массива.

Собственно, с этой операции и начнем.

Перегрузка конструктора

Сейчас у нас есть конструктор, которому передаешь целое число n, и он создает матрицу размером \(n\times n\).

Я хочу добавить возможность вызывать конструктор с двумерным массивом в качестве параметра. Для этого мне надо будет создать второй конструктор, но уже с другим типом аргумента.

Когда несколько функций имеют одно название, но разные аргументы, то говорят, что функция перегружена (англ. overload). Собственно, мы перегрузкой и занимались, когда операцию сложения реализовывали. Там мы операцию сложения аж три раза перегрузили.

И так добавим второй конструктор

теперь можно проверить как оно работает:

Пробуем тестировать

Создадим тест. Для этого по старинке тыкаем где-нибудь правой кнопкой внутри класса Matrix и выбираем “Создание модульных тестов”

нам столько тестить лень, поэтому убираем все лишнее и оставляем только один тест:

Так как тестирование как правило сводится к проверке на равенство одних объектов другим, то попробуем создать две одинаковый матрицы и сравнить их:

Короче, чтобы решить эту проблему надо переопределить операцию сравнения то бишь равенства двух матриц.

Переопределение операции равенства

Переопределить равенства немного отличается от переопределения операций. Для этого надо переопределить функцию Equals, она в отличие от операторов сложения/вычитания и т.д. имеет абсолютно конкретный аргумент.

Печать на 3D-принтере — процесс достаточно простой, если соблюдать правила работы с разными типами материалов и с конкретными моделями принтеров, но — со своими тонкостями. Чтобы избежать непредвиденных затруднений в процессе печати, следует тщательно проработать 3D-модель до загрузки файла на 3D-принтер.

Читайте нашу новую статью, чтобы узнать — как создать с нуля 3D-модель для 3D-принтера, и каких ошибок следует избегать.

Содержание

Какие файлы необходимы для 3D-принтера?

Большинство фотополимерных 3D-принтеров распознают STL-файлы. STL — это формат файла, изначально разработанный компанией 3D Systems для печати предметов методом стереолитографии. STL-файлы описывают только геометрию поверхности трехмерного объекта без какого-либо представления о цвете, текстуре или других атрибутах модели. Слайсеры различных моделей 3D-принтеров поддерживают файлы распространенных форматов OBJ, 3DS, а также проприетарные (FORM, PLG).

Создать STL-файл трехмерной модели можно в CAD-программе или при помощи 3D-сканеров RangeVision, ручных 3D-сканеров Einscan и т.д. Не следует путать файлы STL и Gcode. Файлы STL содержат 3D-объект, а Gcode-файл — это составленный слайсером код управления 3D-принтером. Многие производители 3D-принтеров предоставляют тестовый файл в формате .gcode, чтобы пользователь мог сразу испытать новое оборудование. Но как поступить, если необходимо создать проект для 3D-принтера с нуля? Рассмотрим популярные программы, которые дают возможность разработать сложные предметы для разных методов 3D-печати.

Программы для 3D-моделирования

Готовить модели для 3D-печати можно в различных программах, предназначенных для работы с трехмерными объектами. Хотя принцип моделирования объектов во всех программах схожий, существуют различия в подходе к решению задач. Можно использовать профессиональные приложения для отрисовки 3D-рендеров (The Brush, Autodesk Maya и 3ds Max и другие), приложения для инженеров (Fusion 360, Autodesk Solidworks Blender, Компас 3D), а также существуют программы, которые оптимизированы для работы с небольшими 3D-объектами (Sketchup). Выбор ПО зависит от привычек пользователя, поскольку от особенностей интерфейса зависит удобство использования программы. Рассмотрим часто встречающиеся примеры ПО для 3D-моделирования.

Видеоуроки по Fusion 360

Fusion 360 — это профессиональная многофункциональная программа, предназначенная в том числе для создания 3D-моделей для 3D-принтера. Несмотря на обширные возможности, интерфейс программы достаточно понятный. Более того, многие функции меню имеют визуальные подсказки, по которым легко ориентироваться. Программа Fusion 360 позволяет сразу конвертировать разработанную для 3D-печати модель в формат .STL, то есть получить готовый файл для печати. Одно из достоинств этого ПО — наличие условно-бесплатной версии.

На следующем видео показано, как в программе создать модель, на примере опоры-кронштейна для лампы:

В конце следующего длинного видеоролика показано, как на основе чертежа создать 3D-модель станины:

Пример того, как составить 3D-модель рукоятки ножа, используя обычную фотографию, можно увидеть в ролике:

Достаточно сложный пример: проектирование кулона в виде Ленты Мёбиуса, процесс пошагово показан в 14-минутном видео:

Автор канала Make Anything опубликовал получасовой ролик о создании в Fusion 360 квадратной тарелки и высокой вазы. Бонусом автор прикрепил в описании к видео ссылку на готовые stl-файлы этих предметов.

В следующем видео показано, как в Fusion 360 спроектировать составную деталь с шарниром, на примере зажима:

Видеоуроки по SolidWorks

Программа SolidWorks имеет русифицированный интерфейс, что может быть удобно, в частности, при создании обучающих курсов по 3D-печати в школах. Меню программы не перегружено пунктами. Разобраться в приложении достаточно просто даже начинающему специалисту.

В следующем примере показано, как спроектировать в SolidWorks переходник для колков гитары:

На видео ниже показано, как спроектировать в SolidWorks изогнутую трубу с фланцами:

Моделирование опорной детали для различных инструментов — тема следующего ролика:

Чтобы смоделировать болт с правильной аккуратной резьбой, необходимо знать несколько трюков в SolidWorks. На канале My Digi Pro объяснили, как выполнить работу быстро:

Если вам необходимо строить объекты сложной формы, вам поможет разобраться в программе большой получасовой видеоурок:

Создайте шестеренку сложной формы. Сделать это вам поможет короткий видеоролик:

Видеоуроки по Компас 3D

Компас 3D — это профессиональная программа для создания 3D-объектов любой сложности. Вероятно, из-за ориентации на профессиональное CAD-моделирование, интерфейс программы получился довольно сложным: с большим количеством пунктов меню и обширными возможностями для настройки.

Если вы только начинаете осваивать Компас 3D, потренируйтесь на моделировании обычного ящичка:

Модель гайки представлена на следующем видео:

Порядок моделирования зубчатого колеса с использованием чертежа:

Подгонка и сборка шарнирного соединения на 3D-модели показана в следующем видео:

Пример сравнительно сложной детали, винта кулера, показан в этом ролике:

Видеоуроки по Blender

Blender — профессиональная программа, которая предназначена для создания сложных трехмерных объектов, в том числе анимированных. Интерфейс программы может показаться достаточно сложным для новичка, но в Интернете можно найти достаточно обучающих материалов по созданию 3D-моделей с ее помощью. Интерфейс программы русифицирован.

Начать освоение Blender можно с моделирования держателя полки (для фиксации на стене):

Поскольку Blender — это полноценный графический редактор, в программе можно создавать сложные арт-объекты. В туториале показано, как за час создать оригинальную модель, у которой будет фактурная поверхность и множество выразительных деталей:

Еще один арт-объект, но на этот раз — абстрактная модель ламы. Отрисовка такой модели занимает существенно меньше времени:

Головной убор для косплея:

Подготовка файла Blender для 3D-печати, пример — серьги-секиры:

Создание 3D-модели осевого держателя на основе чертежа:

Крючок с креплением для стенда с инструментами:

Создание модели сундучка с нуля:

Конвертация чертежей онлайн

В последние годы на рынке появляются и альтернативные методы 3D-моделирования. Например, немецкая компания CAD Schroer разработала комплекс из компьютерной программы MEDUSA4 Personal и онлайн-платформы CSG eSERVICES, которые позволяют превратить чертеж в трехмерный объект с сохранением в STL-файл. В десктопном ПО MEDUSA4 Personal пользователь открывает файл с двухмерным чертежом и запускает через пункт меню Model Reconstruct моделирование 3D-объекта. Сохраненный трехмерный объект в MOD-файле необходимо конвертировать онлайн в STL-файл. Единственным недостатком сервиса является оплата за каждую конверсию поштучно.

Ошибки, которые необходимо предотвратить при 3D-моделировании

Начинающие пользователи обычно приобретают FDM- или SLA/LCD-принтеры начального уровня. В FDM для печати используется пластиковый филамент. В SLA и LCD, фотополимерных технологиях печати — жидкая фотополимерная смола. FDM-принтеры доступнее, а фотополимерные принтеры позволяют создавать гораздо более сложные и детализированные объекты. Рассмотрим самые распространенные ошибки, совершаемые пользователями при подготовке модели к печати.

Добавление поддержки

При создании сложного объекта следует учесть, что участки модели, которые “висят в воздухе”, не могут быть напечатаны без создания поддержек. Поддержки — печатающиеся вместе с моделью опорные конструкции, которые удаляются после завершения печати. Во многих программах поддержки можно создавать автоматически и изменять вручную.

При использовании FDM-принтера с двумя экструдерами поддержки можно печатать из растворимого материала, например — поддержки из HIPS с деталью из ABS, поддержки из PVA с деталью из PLA. Такие поддержки легко удаляются с помощью растворителя, без риска повредить модель в процессе ее очистки от них.

Толщина стенок, диаметр отверстий

При создании легкого ажурного объекта пользователь может ошибиться и создать слишком маленькие отверстия, либо слишком тонкие стенки изделия, которые принтер не сможет воспроизвести корректно. Данная ошибка в большей степени характерна для FDM-моделей, однако и при работе с фотополимерными необходимо учитывать рекомендованные производителем параметры стенок и отверстий.
Мы рекомендуем моделировать стенки объектов с толщиной не менее двух диаметров сопла, для FDM-принтера, а для фотополимерных — не менее полмиллиметра.

Итоги

Как видно из приведенных примеров, процесс моделирования 3D-детали для печати на 3D-принтере легко освоить без прохождения длительных дорогостоящих курсов. В современной информационной среде достаточное количество бесплатных и, что важно — весьма содержательных и простых для понимания обучающих видео. Также в самообразовании может помочь чтение тематических форумов, участие в сообществах 3D-печатников, где принято помогать новичкам и объяснять неочевидные и сложные нюансы.

ПРЕЗЕНТАЦИЯ К УРОКУ ХУДОЖЕСТВЕННОГО ТРУДА ПО ТЕМЕ "КАК УКРАСИТЬ ШКОЛУ? ЗНАКОМСТВО С ТЕХНИКОЙ ПЕЧАТИ МАТРИЦА"2 КЛАСС

ТЕМА УРОКА: КАК УКРАСИТЬ ШКОЛУ? ЗНАКОМИМСЯ С ТЕХНИКОЙ РАБОТЫ С МАТРИЦАМИ. ЦЕЛИ УРОКА: - УЗНАЕШЬ ДЛЯ ЧЕГО УКРАШАЮТ ПОМЕЩЕНИЯ; - УЗНАЕШЬ ЧТО ТАКОЕ МАТРИЦА И ОТТИСК; - НАУЧИШЬСЯ ДЕЛАТЬ МАТРИЦУ И РАБОТАТЬ С НИМ; - НАУЧИШЬСЯ СОЗДАВАТЬ РАЗЛИЧНЫЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ В ТЕХНИКЕ ПЕЧАТИ МАТРИЦАМИ.

ПРЕЗЕНТАЦИЯ К УРОКУ ХУДОЖЕСТВЕННОГО ТРУДА ПО ТЕМЕ "КАК УКРАСИТЬ ШКОЛУ? ЗНАКОМСТВО С ТЕХНИКОЙ ПЕЧАТИ МАТРИЦА"2 КЛАСС

МАТРИЦА – ЭТО ФОРМА, С ПОМОЩЬЮ КОТОРОЙ МОЖНО ДЕЛАТЬ РАЗЛИЧНЫЕ ОТТИСКИ. ИЗОБРАЖЕНИЕ, ПОЛУЧЕННОЕ СПОСОБОМ НАДАВЛИВАНИЯ ФОРМЫ С КРАСКОЙ НА ЛИСТ БУМАГИ, НАЗЫВАЕТСЯ ОТТИСКОМ.

Коммуникативный педагогический тренинг: способы взаимодействия с разными категориями учащихся

Сертификат и скидка на обучение каждому участнику

Предмет: Художественный труд

Раздел долгосрочного плана:

Дата: ноябрь

ФИО учителя: Фунтова О.Г.

Знакомимся с техникой печати матрицами

Цели обучения, которые достигаются на данном уроке (ссылка на учебную программу)

2.1.3.2. собирать информацию из определенных источников для развития творческих идей.

2.2.3.1. измерять, размечать, вырезать, придавать форму, собирать, соединять, объединять материалы и компоненты различными способами.

2.2.2.1. использовать и экспериментировать с инструментами и материалами (природные и искусственные), применяя различные приемы и техники.

Развитие активной эстетической позиции, эстетического восприятия окружающего мира. Расширение представлений детей о выразительных возможностях при создании произведения с использованием новых техник.

Критерии успеха

Измеряет, вырезает и придает форму, соединяет и объединяет материалы и компоненты простыми способами при создании плаката

Использует простые приемы отделки для улучшения внешнего вида изделия.

Дает простые комментарии, вносит небольшие предложения о совершенствовании собственной работы.

Языковые цели

Языковая цель:

Объяснять идею создания оригинального образа, описывать его.

Объяснять создание простейшей матрицы и научить печати матрицами.

Искать среди обычных предметов основу для матрицы.

Провести анализ, обсуждение и презентацию работ.

Где можно использовать твою творческую работу?

Привитие ценностей

Развитие критического мышления через выполнение учащимся практической работы. Реализация миссии через воспитание у учащихся уважения к мнению друг друга.

Межпредметные связи

Навыки использования ИКТ

Использование ИКТ телевизор, компьютер.

Предварительные знания

Учащиеся обладают знаниями кто такие художники и почему труд художника очень важен.

Запланированные этапы урока

Запланированная деятельность на уроке

1. Орг момент.

Психологический настрой (тучка, солнышко)

В начале урока делаю акценты на ожидания к концу урока.

Цветная бумага, краски, альбом, готовые матрицы

2.Новая тема:

Ребята давайте вспомним, какие ты знаешь фигуры. А чтобы вам было интересно и вы примете в этом активное участие. Я придумала для вас задание. Вам предстоит отгадать кроссворд про геометрические фигуры. (работа в группах)

Сегодня на уроке мы с вами познакомимся с интересной техникой выполнения рисунка. Сегодня мы узнаем как работать с матрицами. Как вы думаете, что такое МАТРИЦА?

МАТРИЦА – это форма, с помощью которой можно делать различные оттиски. Изображение, полученное способом надавливания формы с краской на лист бумаги, называется – оттиском.

Работа с матрицами очень увлекательна, а делать их совсем несложно. Их можно изготовить из кусочков картофеля, яблока, моркови, кожуры тыквы, обычных ластиков и даже пенопласта. Достаточно вырезать из них несколько простых форм – круг, треугольник, овал, прямоугольник, ромб, чтобы получить большое разнообразие рисунков.

3. Практическая работа:

Последовательность работы:

Подготовь несколько матриц с изображением простых форм.

Разведи на палитре достаточное количество краски. В неё ты будешь макать матрицу для того, чтобы сделать оттиск на бумаге.

Сначала составь простой узор, повторяя один или несколько элементов. Узор, как ты уже знаешь, - это элемент украшения. Он может состоять из линий и форм. Может быть цветным и чёрно- белым.

Когда ты научишься делать хорошие оттиски, работу можно усложнить. На листе цветной бумаги простым карандашом нарисуй контур будущей работы – заполни его различными оттисками. Получится очень красиво.

Создаём узоры, композиции с матрицами.

ТБ на уроке с инструментами.

Взаимооценивание учащихся выполненной работы в парах. Предлагаю оценить работы друг друга по критериям:

1.Выполнение в цвете.

2.Плановость в композиции.

Учащиеся в парах делятся идеями о том, как можно улучшить внешний вид плаката для праздника.

4.Подведение итогов: Прошу учащихся представить свои плакаты.

Ответим на вопросы:

можешь, ли ты украсить свою комнату?

расскажи, как ты выполнил свой плакат.

Цветная бумага, краски, матрицы

Видео как работать с матрицами

Что нового узнали на уроке?

– Чему научились сегодня на уроке?

Какое эмоциональное настроение было на уроке при помощи часиков – раскрасьте стрелочку

Дифференциация – каким образом Вы планируете оказать больше поддержки? Какие задачи Вы планируете поставить перед более способными учащимися?

Оценивание – как Вы планируете проверить уровень усвоения материала учащимися?

Здоровье и соблюдение техники безопасности

-Дифференциация по заданию:

Учащиеся выбирают плакат, для какого праздника они будут делать.

-Дифференциация по материалу – учащиеся самостоятельно выбирают материал, который будут использовать при выполнении плаката.

Наблюдаю за процессом выполнения практической работы.

Хвалю ребят, отмечаю то, что получилось в их работах хорошо. Помогаю в случае необходимости.

Взаимооценивание учащимися работ друг друга по критериям.

Здоровьесберегающие технологии – демонстрация презентации на уроке не более 7 минут.

Работа на уроке с материалами и инструментами, используя правила техники безопасности.

Читайте также: