编码遗产:Valvisciolo Abbey的玫瑰窗

589.

5.

4.

简介:编码遗产:Valvisciolo Abbey的玫瑰窗

你有没有站在一个巨大的大教堂或教堂里,并抬头抬头看着一个墙壁之一的大圆形玻璃窗?你知道它被称为玫瑰窗吗?
玫瑰窗通常用作应用于圆形窗口的通用术语,但特别用于哥特式大教堂和教堂中的那些。这种类型的窗口称为玫瑰窗户或轮窗,以指的是它由一系列较小的窗户制成,从车轮辐条或花瓣等中心辐射出来。玫瑰窗是哥特式艺术和建筑中最具代表性的元素之一。他们的象征主义位于几何形状和许多部件的感觉中。当我们研究它们时,我们开始意识到这些窗户是由几何形状制成的。无论窗户的风格如何,所有元素都在一个凝聚力的设计中聚集在一起,真实和象征的整体

在这个项目中,我们将使用CodeBlocks和开发算法,以便为架构的典型几何形状,制作玫瑰窗,中世纪架构的特征元素。(.stl文件附加)

推荐等级:6-8

Estimated time:60分钟

探索技能:Identifying the basic solids that make up the object and creating a computer program using variables for control points and count-controlled loops.

用品:

  • Computer
  • 互联网
  • 3D software (Tinkercad)
  • 电脑小鼠,3D打印机和打印的细丝(可选)

第1步:了解您的工具:TinkerCad CodeBlocks

Tinkercad是一个免费的,孩子友好的在线计算机辅助设计(CAD)程序,用户可以设计,修改和打印3D对象。Tinkercad提供“Codeblocks”: a section of the site dedicated to the production of complex solids through programming with code blocks.
使用CodeSblocks用户可以创建一系列会导致输出的指令。说明包含在彩色块中,可以拖到主屏幕上并以逻辑顺序插入,就像它们是砖一样。其特征在于可用于构成更复杂的物体的有限数量的固体(基元)。CodeBlocks与3D建模组合编码很高兴教育孩子们在计算思想中介绍算法的概念。

CodeBlocks通过引入程序建模来扩展TinkerCad的功能。程序建模是一种类型的3D绘图,它自动或半自动生成几何体,基于用户定义的程序脚本(在这种情况下代码块)。

该Codeblocks Interface:

  • Sign in to your“tinkercad”account.
  • Click on the仪表板左侧菜单中的“CodeBlocks”项。
  • Click on the "Create New Codeblock" button to access the Codeblocks Workspace.

该main sections of the workspace are as follows:

  1. Name of the project:In the upper left part of your screen you can see a random software-generated name. To change the name of the project, simply click with the left mouse button on the temporary name, type in the new desired name, and press the Enter key on the keyboard.
  2. 菜单栏:顶部的水平菜单包含我们需要运行代码的按钮。
  3. 块类别:该垂直列位于左侧,分为类别,以便于搜索块。
  4. 块库:位于左栏中,包含可插入工作区域的所有指令块。
  5. Working area:It is the space where the user will create the instructions that will make up the solids by “pulling” or “dragging” blocks from the block library
  6. 3D预览:enable the user to see the preview of the solid constructed through the instructions you entered.

第2步:识别和测量

识别几何元素:

我们将从简化版本的玫瑰窗口开始,并尝试识别构成Valvisciolo修道院的外观上的玫瑰窗口的基本固体。

We can easily identify seven solids :

  • 中央核心:the central core is made up of 4 cylinders, with the base pointing towards you.
  • 柱:由12个气缸组成,所有这些气缸都纵向排列。
  • Arch:12 arches connect the capitals of the columns remain.
  • Inner core外核内壳那and外壳也可以追溯到气缸,底座指向你。

We also notice that The arches and columns are arranged according to径向对称


测量几何元素:

一旦我们完成识别固体,我们就可以照顾测量。在这个项目中,我们将制作一个缩小的玫瑰窗口,适合3D打印,因此我们的措施将是:

  • 中心芯直径和高度:6mm和5mm
  • 柱直径和高度:4mm和28 mm
  • 拱门直径和高度:40毫米和4毫米
  • 内芯直径和高度:26mm和3毫米
  • 外芯直径和高度:32mm和5毫米
  • 内壳diameter and height: 115 mm and 8 mm
  • 外壳直径和高度:125毫米和12毫米

由于在径向对称性中,将一列与另一个列分开的角度始终具有相同的值。要找出相邻列/拱门之间的角度将等同于圆圈内的总angela(360度),除以拱形/列(12)的总数,将出现30 degrees

类似地,中央核心的两个相邻圆柱之间的角度将是90度

第3步:创建一个拱

For convenience, we will start creating an arch first.

  • 转到“块库”并选择允许“创建新对象”的指令。通过单击“白色”下拉“图标重命名块,然后重命名块,然后选择”重命名变量“。
  • Next, select instruction to create a "Tube" located in the "Shapes category". Click on the block, drag it into the "Working area", and release the mouse. Select the colored circle so that the tube is sold.
  • 该Arch has the following measurements: Diameter 40 mm (therefore radius = 20 mm), wall thickness 2.5 mm, and height 6 mm. Click on the "White arrow" to access the measurement options and enter this data.
  • Now, to drag a "Box" block to the workspace and snap it to the bottom of the tube block. We have to set the figure as empty. To get a vacuum, click on the "circular icon with diagonal gray bands", to the left of the white arrow.. and then enter the measurements as W= 60, L=60, and H=20.
  • 接下来,我们需要向外移动盒子。转到块库并选择允许您“移动”对象的指令。将其捕捉到框块的底部。进入一个-30offset on the X-axis, so that the box moves 30 mm toward the negative x-axis.
  • 现在转到块库并选择“创建组”指令。将其捕捉到移动块下,并在“菜单栏”中使用“3D预览按钮”以查看结果。

第4步:了解您的块:计数和旋转

在我们进一步移动之前,让我们看看代码块的两个有趣的功能:计数Rotateblock in the control and modify section分别,to repeat the instructions and easily position the solids in radial symmetry.

在识别玫瑰窗的几何元素的同时,我们注意到窗口在中央核心中间的花图案中具有5个圆柱孔。此外,我们在窗口中有12列和拱门。有趣的是要注意核心或拱形或柱子中的这些圆柱孔与形状和尺寸的其他孔,拱门和列相同,但只有旋转始终通过某些固定度增加。

因此,每个纵向柱(也是拱形和孔)不同于玫瑰窗中心周围的旋转角度不同,在块围绕z轴旋转。

实现该径向对称性的方法之一是通过在每次捕获旋转块时插入相同的块副本并添加旋转角度来重写指令。这将导致无聊,重复和无效的活动,知道我们有5个洞,我们玫瑰窗口中的12拱门12列。并想象一个更复杂或多元素玫瑰花圈可能需要多少块。

了解循环(计数)块:

重复是重复指令或指令序列。在CodeBlock中,这是由“控制”类别下的块库中存在的“计数”块来完成。

Observe the blocks (Pic 1 above), how often are these instructions executed?

  • 在第一种情况下,指令执行360次,因为它从0到360计算每次执行90个单位的步骤。
  • 在第二种情况下,循环执行360次,因为我们将计算在30到360中,但每次我们将从30个单位移动。

注意,计数块也有这封信'i'.为什么有?这个'i'是一个变量。变量表示可以随时间变化的对象。在计数周期中,'i'在每个步骤中接受不同的值。

在情况2(上面的PIC 1)中,初始值为30,所以'i'在第一步中有值1.此后,'i'增加第三个字段中定义的值,这是一步的数量。在第二步中,它需要60的值,因为i = i + 30 = 30 + 30.从这一点开始,'i'is no longer worth 30 but is set to 60 until the next cycle arrives. In the third step the'i'金额为90,因为i = i + 30 = 60 + 30.这将继续到最后,它假设第十二步中的值为330。

该variable'i'is therefore an object to store a value that must change in each step.

Understanding the Rotate Block:

要旋转稳定,我们需要转到块库并选择“旋转”指令。该指令位于“编辑”类别下,并由此块表示。

旋转锁定有3个可定制变量,“旋转轴“,”degrees of rotation", and the "pivot point”(中心点周围固体将旋转)。Codeblocks have a default value of 90 ° rotation on the x-axis on the rotate block.

Observe the blocks (Pic 2 above), how will these instructions get executed?

  • 在第一种情况下,指令将在X轴上设置90度旋转,并且留空时,旋转变量变为固体本身的中心。
  • In the second case, the instruction sets a 90-degree rotation on the X-axis taking the origin(of coordinate x,y,z) as the pivot point.
  • 在第三种情况下,由于添加变量'i',指令将围绕X轴围绕X轴的固体作为枢轴点旋转。旋转角度取决于存储在变量'i'中的值,因为它在每个步骤中的变化

Step 5: The Central Core

该central core of our rose window consists of 2 concentric cylinders with 4 flower pattern holes at the origin.

  • 从添加创建一个新块并重命名它。
  • 捕捉“计数”block under the crate new block. The计数变量将会'i'and enter the values so that the instructions are executed 360 times, as it is counted from 0 to 360 making a step of 90 units each time.
  • 接下来,插入一个圆柱,然后挖掘进入基础以生成花卉图案,选择具有对角线灰度频带的圆形图标。然后单击白色箭头以分别进入3mm,5mm和20mm的测量范围,分别用于半径,高度和侧面。
  • 通过拖动移动块并将其卡在汽缸块下方将块5mm朝向x轴移动。
  • 要将空筒围绕玫瑰窗的中心旋转,从块库中拉出旋转块,并在移动气缸的指令下捕获它。选择z轴的旋转指令,然后插入变量'i'block" and "coordinates"block inside the "degree of rotation" and "pivot point" feature, respectively. We can find these blocks under the "Data" and the "Math" category in the block library.
  • Complete the central core by adding two solid tubes blocks, outside the Count block, each of measurements:
    • Inner tube: Radius = 13, Wall Thickness = 10, Height = 3
    • 外管:半径= 16,壁厚= 3,高度= 5
  • 最后,添加创建组指令并使用3D预览按钮查看结果。

第6步:拱门,列和炮弹

  • 从添加创建一个新块并重命名它。
  • Snap a Count block under the crate new block. The "Count variable"将会'j'并输入值,以便循环计数以30开始,到达360,并采取步骤30。
  • 要创建列,请在计数块内添加已出售的半径= 2和高度28。
  • Now, to place the column flat on the work surface, rotate it around the Y-axis by 90 degrees.
  • 我们需要向外移动列,将其退出中央核心。插入移动块并将块26 mm移位在x轴上。
  • 选择旋转指令到z轴,然后分别在旋转程度和枢轴点变量内插入变量'j'块并坐标块。
  • 以径向模式添加美丽的拱门。首先,添加先前创建的arch的副本。因此,请插入允许“添加对象副本”(在“修改类别”中的指令,然后将“Arch”变量(在数据类别下)放置在空椭圆形内部。
  • Move the column outward, to take it out of the central core. Insert a move block and shift the block 32 mm on the X-axis.
  • 选择旋转指令到z轴,然后分别在旋转程度和枢轴点变量内插入变量'j'块并坐标块。
  • 通过添加“删除对象”块并在此块内添加ARCH变量来删除Foundation Arch。在计数块下捕捉此块
  • 通过在删除块下添加两个固体管块来完成玫瑰窗,每个测量块:
    • 内管:半径= 57.5,壁厚= 6,高度= 8
    • Outer tube: Radius = 62.5, Wall Thickness = 5, Height = 12
  • 最后,将“创建组”块放在代码的末尾。

Congratulations, we have completed the simplified version of the Rose Window of Valvisciolo Abbey.

第7步:

Thank you for reading this Instructable :)

Block Code Contest

这是一个条目
Block Code Contest

是第一个分享

    建议书

    • 使它真正的学生设计挑战

      使它真正的学生设计挑战
    • Block Code Contest

      Block Code Contest
    • Battery Powered Contest

      Battery Powered Contest

    4.Discussions

    0.
    _Kamini.

    4.days ago

    哇 !如何与历史合作封锁的创造性方式。我只是喜欢它。

    0.
    thapaakash.

    2天前回复

    谢谢你@_kamini。我很高兴你喜欢它:)

    0.
    StumpChunkman

    4.days ago

    这个is awesome! Thank you so much for sharing!

    0.
    thapaakash.

    2天前回复

    非常感谢 :)