如何用scratch绘制3D作品.ppt

如何用画笔画出3D作品 教你成为3D作品制作的高手 尚祖铭中国航空工业空气动力研究院老师 目录 1 个人介绍以及创作经历2 作品介绍 3维物理世界和视角转换算例 27个方块3 作品介绍 3D魔方网易页面4 作品介绍 魔方V1 2 201711195 进一步创作的建议 1 个人介绍以及创作经历 姓名 尚祖铭科研领域 飞机风洞试验以及飞行仿真研究等方面 创意编程 从2016年开始关注少儿编程 1 创作的阶段分解与关键技术梳理 在Scratch中构建3D模型 以及视角变化 在物理世界中实现对魔方的操作 恢复魔方的策略 1 创作的阶段设想分解 第一阶段 实现对一个正立方体在3维空间中的观察 1 1 创作的阶段设想分解 第一阶段 实现对一个正立方体在3维空间中的观察 2 1 创作的阶段设想分解 第二阶段 在物理世界中实现对魔方的操作 2 作品介绍 3维物理世界和视角转换算例 27个方块 如何在二维空间表达一个三维物体 结构化四边形网格 非结构化三边形网格 2 作品介绍 3维物理世界和视角转换算例 27个方块 如何表达一个3D物体在物理空间的运动 对于平动和转动 变换时先转动后平动 2 作品介绍 3维物理世界和视角转换算例 27个方块 如何表达一个3D物体在物理空间的运动 转动 先让四个点绕中心点转动平动 对平面的中心点位置进行平动操作 2 作品介绍 3维物理世界和视角转换算例 27个方块 如何表达一个3D物体在物理空间的运动 一个固定不动坐标系一个随物体运动的坐标系 通过方向余弦实现二者转换 2 作品介绍 3维物理世界和视角转换算例 27个方块 主程序 1 初始化2 对程序进行操作3 每个单元的自转 在物理空间运动 4 将物理世界旋转后四个点坐标投影 2 作品介绍 3维物理世界和视角转换算例 27个方块 主程序 1 初始化和控制模块 2 作品介绍 3维物理世界和视角转换算例 27个方块 3 每个单元的自转和平移 在物理空间运动 每个单元的中心不同 先转动后平动 2 作品介绍 3维物理世界和视角转换算例 27个方块 4 将物理世界旋转后四个点坐标投影 每一个小方块用了16个点 画笔移动16次来完成一个方块的绘制 2 作品介绍 3维物理世界和视角转换算例 27个方块 4 将物理世界旋转后四个点坐标投影 先将3每个点的三维坐标转换成2位透视平面上的两个坐标 进行画笔移动 2 作品介绍 3维物理世界和视角转换算例 27个方块 2 作品介绍 3维物理世界和视角转换算例 27个方块 讨论一 如何实现27个模块的公转自转 3 作品介绍 3D魔方网易页面 如何对每个平面涂色 1 用MATLAB程序将照片的像素生成RGB的格式 3 作品介绍 3D魔方网易页面 如何对每个平面涂色 1 根据每个平行四边形单元的四个顶点位置求出四个边的长度2 并根据要求求出每一个像素点的长度本算例算例中采用1 90 即每个平面内有90 90个像素 一个平面内画91条线 3 作品介绍 3D魔方网易页面 如何对每个平面涂色 3 每条线要画90个点 4 将导入的像素转化为Scratch中画笔颜色 R 256 256 G 256 B 3 作品介绍 3D魔方网易页面 4 作品介绍 魔方V1 2 20171119 1 生成上下左右 6个面的9个正方形中心点坐标 4 作品介绍 魔方V1 2 20171119 2 根据中心点生成边上4个点的坐标 4 作品介绍 魔方V1 2 20171119 3 拧一次魔方就进行一次物理变换 按下一个键时候 旋转30度 4 作品介绍 魔方V1 2 20171119 4 对中心点和四个边上的顶点进行物理旋转其中因为平面的中心方向 以X坐标为例只有 1 0 1三个值 所以 通过判断选择需要旋转的平面 4 作品介绍 魔方V1 2 20171119 5 三维坐标在二维的投影这里 投影过程中同样是对每个中心点和四个边上顶点进行投影 中心点投影为平面排序做准备四个边上顶点为了涂色做准备 4 作品介绍 魔方V1 2 20171119 6 冒泡法排序这里用index列表储存平面涂色编号的排序结果 4 作品介绍 魔方V1 2 20171119 7 选择涂色的平面根据index的顺序选择不同的颜色 以及确定要涂色的四边形的顶点 4 作品介绍 魔方V1 2 20171119 7 给每个平面涂色每个四边形采用16根线画线的方式进行涂色 4 作品介绍 魔方V1 2 20171119 讨论二 如何实现高阶魔方 5 进一步创