|
VRML-3Romby (gif anim.)
VRML
(Virtual Reality Markup Language) jest niezbyt popularnym językiem programowania, posiadając niewątpliwie pewne ograniczenia w stosunku do takich języków jak C++, Pascal, Visual Basic i.t.p ma jedną podstawową zaletę - nie wymaga środowiska do kompilacji kodu, który pisany jest otwartym tekstem. Plik tekstowy interpretowany jest w specjalnych przeglądarkach VRML (stand-alone), lub najczęściej w przeglądarkach internetowych z zainstalowanym (plug-in'em) VRML.
W zamiarze autorów tego języka było, by przy jego pomocy tworzyć "virtualne światy", wprawdzie zamysł ten formalnie się udał, ale oglądany świat razi swoją sztucznością, (kanciastością i sztywnością). Po zapoznaniu się z możliwościami tego języka postanowiłem pójść w nieco innym kierunku. Nie ma sensu budować takich światów, można
natomiast w pełni świadomie budować uproszczone modele różnych urządzeń mając na uwadze cel dydaktyczny.
Nikt nie będzie wybrzydzał, mając świadomość celowych uproszczeń w tych konstrukcjach.
Orientowanie w przestrzeni wirtualnej obiektów VRML wymaga określenia współrzędnych (xyz) każdego punktu zmieniającego
kierunek wektora jego krawędzi. Tę żmudną czynność doskonale usprawnia Excelowy Visual Basic i dlatego bardzo często
z niego korzystałem przy wytyczaniu np. takich krzywych jak parabole, hiperbole, elipsy, spirale a także krzywe przestrzenne, jeżeli dają się one opisać wzorem matematycznym.
Uzupełniając podstawowe informacje należy zaznaczyć, że język VRML współpracuje z bardzo popularną obecnie Javą i Java Script'em
Na zakończenie tego krótkiego wstępu należy wspomnieć o polskim popularyzatorze języka VRML, Panu Kamilu
Dąbkowskim.
Jego książka "VRML 97 trzeci wymiar sieci" świetnie popularyzuje w Polsce ten język.
Ważna informacja: animacja w języku VRML zapisywana jest w plikach *.wrl, obecnie brak plug-in-ów dla przeglądarek internetowych. Jednak dla zobrazowania jak działa animacja w *.WRL, dla kilku zaprezentowanych urządzeń dokonałem konwersji plików do formatu animowanych *.gif-ów.
|
 wyciągarka - download |
Wyciągarka
jest pierwszą moją próbą stworzenia animacji w środowisku VRML.
Wynikiem zafascynowania animacją w tym środowisku jest konstrukcja, gdzie udało się przenieść
paskiem klinowym napęd z silnika na oś "ślimaka" (równoległe przesunięcie osi napędu), by
następnie "złamać" oś napędu o 90 stopni za pośrednictwem "ślimacznicy" sprzężonej
z bębnem linowym na wspólnej osi. Ciekawostką jest to, iż przeliczone zostały prędkości
obrotowe zgodnie ze średnicami kół pasowych i liczbą zębów ślimacznicy. Kolejne zmiany
prędkości obrotowych zaobserwować można dzięki kolorowym punktom na obracających się
elementach modelu maszyny.
VRML-Wyciągarka (gif anim.)
|
Przegub Cardana
jest urządzeniem przenoszącym napęd ze zmianą kąta osi obrotu.
Opory przeniesienia napędu rosną bardzo szybko wraz z kątem "złamania" osi.
Konstrukcja wykorzystywana jest często w motoryzacji także w motocyklach.
Pisząc program do animacji ruchu urządzenia stanąłem wobec problemu opisania
obrotowo - wahliwego ruchu "krzyżaka", w fizycznym urządzeniu sworznie "krzyżaka"
to element sztywny, w programie sforznie wykonują ruchy oscylacyjne wokół swoich
osi co jednak podczas animacji jest niewidoczne.VRML-Przegub Cardana
|
przegub Cardana - download |
krzyż maltański - download |
Krzyż maltański
jest konstrukcją, która znalazła powszechne zastosowanie w aparatach
kinomatograficznych projekcyjnych. Zasada działania urządzenia polega na zamianie jednostajnego
ruchu obrotowego koła zdawczego na ruch poskokowo-obrotowy "krzyża maltańskiego".
W czasie projekcji filmowej w ciągu jednej sekundy pokazywane są 24 klatki filmu,
aby jednak jakość projekcji była właściwa rzutowana aktualnie klatka filmowa winna być
nieruchoma, zapewnia to "krzyż maltański", który przez około 3/4 obrotu koła zdawczego
jest nieruchomy. Ciekawostką jest opisanie w programie nieliniowego ruchu obrotowego
"krzyża maltańskiego".
VRML-Krzyż Maltański
|
różnicowy włą - download |
Układ różnicowy
(dyferencjał) jest kolejnym urządzeniem, które stosowane jest
powszechnie w motoryzacji samochodowej lecz nie tylko.
Podczas skrętu samochodu z napędem na tylną oś prędkość obu kół tej osi
nie powinna być taka sama ponieważ drogi po których się one toczą nie są równe.
Omawiany układ pozwala na proporcjonalne podzielenie mocy na oba koła, co przy
założeniu równego tarcia obu opon - proporcjonalnej zmiany prędkości obrotowej
obu kół. W skrajnym przypadku gdy jedno z kół nie natrafia na opór zaczyna się
obracać z prędkością dwa razy większą (drugie koło jest nieruchome) niż podczas
równych oporów. Kolejność przenoszenia napędu jest następująca: koło zębate
zdawcze, koło zębate tarczowe, koła zębate satelitarne, koła zębate półosi.
W niektórych sytuacjach korzystne jest wyłączenie układu różnicowego, można
tego dokonać poprzez zablokowanie obrotu kół satelitarnych.
VRML-Układ różnicowy włączony
VRML-Układ różnicowy wyłączony
|
różnicowy wył - download
|
pompa zębata - download |
Układy pompujące
zębate i rotacyjne do tłoczenia mediów wykorzystują
bezpośrednio ruch obrotowy elementów tłoczących co upraszcza ich
konstrukcje (podstawowy układ nie wymaga zaworów). Pompy mogą tłoczyć
media pod dużym ciśnieniem, są więc wykorzystywane zwłaszcza w siłownikach
hydraulicznych. Pompa zębata przesuwa medium zawarte między zębami z komory
ssania do komory sprężania, pompa rotacyjna przesuwa do komory sprężania
porcje medium zawarte na przemian w zagłębieniach rotorów.
VRML-Pompa zębata
VRML-Pompa rotacyjna
|
pompa rotacyjna - download
|
Przekładnia kulowa bezstopniowa
pozwala na bezstopniową zmianę prędkości obrotowej. Istotą przekładni jest zmiana średnicy
bieżni po których toczy się kula sprzęgająca wały zdawczy i odbiorczy. W tym samym czasie kula pokonuje
różne drogi na bieżniach wewnętrznych stron stożków, prędkości obrotowe są więc różne.
"Tworzące" stożków w punktach styku z kulą są równoległe co umożliwia przesuwnie kuli wzdłuż nich,
zmieniają się wówczas średnice bieżni na wewnętrznych stronach stożków. Stosunek prędkości obu
wałów może być większy, równy lub mniejszy od 1.
VRML-Przekładnia bezstopniowa (gif anim.) |
przekładnia kulowa - download
|
pompa zębata - download |
Zegar wahadłowy
posiada układ mechaniczny zapewniający stabilizację okresu wahnięć. Aby wahadło - wskutek
oporów łożyskowania i oporów powietrza - nie zatrzymało się po pewnym czasie, należy dostarczyć mu za każdym
wahnięciem porcji energii. Źródłem energii jest "koło wychwytowe", które za pomocą systemu np. ciężarków jest
wprawiane w ruch obrotowy ograniczany zębami "belki wychwytowej" na które napierają zęby "koła wychwytowego".
Wielkość siły napierającej ma wpływ na amplitudę wahnięć nie zaś na ich okres, co jest istotą zegara wahadłowego.
Okres wahań regulowany jest ciężarem lub długością wahadła.VRML-Zegar wahadłowy
|
Wielokrążek
zbudowany jest z dwóch lub większej liczby krążków połączonych liną, której jeden koniec
przeważnie zamocowany jest na stałe podczas gdy drugi może napędzać system wielokrążków
ale także może na nim być zamocowane obciążenie. Na widocznym modelu obok, ciężar można zawiesić na wolnym końcu liny , albo na wolnym krążku. W drugim przypadku ciągnąc w dół krążek musimy użyć 2 razy większej siły
niż wynosi masa zawieszonego ciężaru lecz w zamian ciągnąc pokonamy dwa razy krótszą drogę niż droga ciężaru do góry.
Oczywiście częściej stosowany jest pierwszy przypadek, bowiem częściej chcemy unieść dwa razy większy ciężar, niż wynika to z fizycznych możliwości podnoszącego. Okupione jest to jednak pokonaniem dwa razy dłuższej drogi niż wykona ciężar. Na modelu ciężar niebieski jest dwa razy większy niż czerwony a cały system pozostaje
(pomijając tarcie krążków i liny) w równowadze.VRML-Wielokrążek |
wielokrążek - download
|
pompa tłokowa - download |
Pompa głębinowa
o napędzie rotacyjnym była konstrukcją stosowaną powszechnie w ubiegłym stuleciu przy
wydobywaniu ropy naftowej z pionowych odwiertów głębinowych. Ponieważ aktywny ruch tłoka ma kierunek
z dołu do góry, a powrót jego wykorzystuje siłę grawitacji, można było tłok zawiesić na elastycznej linie,
rotacyjnie nawijanej i odwijanej na wycinku koła napędzanego wahaczem. Takie zawieszenie liny gwarantuje,
że bezpośrednio nad otworem wydobywczym ma ona kierunek pionowy, co bardzo dobrze ukazuje model urządzenia.
VRML-Pompa głębinowa (gif anim.)
|
Silnik Wankla
jest silnikiem spalinowym charakteryzującym się wirującym tłokiem. Silnik znalazł wprawdzie zastosowanie
w samochodach osobowych ale nie powszechnie. Napotkano na duże trudności z uszczelnieniem wirującego tłoka
w okresie dłuższej eksploatacji. Napotkano na problemy konstrukcyjne ze względu na dużo większe ciśnienia
w komorze spalania niż występujące w klasycznym silniku korbowym. W modelu, który wykonałem, wyzwaniem było
sprzężenie ze sobą wirującej osi z wirującym po jej obwodzie tłokiem. Wyliczenie kształtu komory spalania
wykonałem posiłkując się Excel'owym Visual Basic for Application. Zabrakło mi niestety cierpliwości do
wykonania wymienionego wyżej sprzężenia przy pomocy trybów - zewnętrznego i wewnętrznego.
VRML-Silnik Wankla |
Wankl - download
|
most śluzowy - download |
Most śluzowy (Falkirk Wheel)
jest wyjątkową konstrukcją inżynierską, łączącą w sobie urządzenie śluzowe z "mostem wodnym". Olbrzymi kołowrót
posiada na swych przeciwległych ramionach dwa doki do których mogą wpływać jednostki pływające. Gdy jeden z doków
jest zanurzony w dolnym zbiorniku, drugi wpasowany jest szczelnie w górny kanał wodny, następnie usuwane są
grodzie uszczelniające i wyrównywane są poziomy wody aby łódź mogła wpłynąć lub wypłynąć. Analogiczne czynności
wykonywane są w dolnym doku zanurzonym w niższym zbiorniku wodnym. Właściwie sprzężony zespół kół zębatych
utrzymuje doki zawsze w pozycji poziomej. To właśnie sprzężenie zainspirowało mnie do wykonania modelu VRML.
Nie został on dokończony z powodu braku chęci do wykonania jego statycznych elementów.
VRML-Most śluzowy
Oto zdjecia szkockiej konstrukcji 1. 2. 3.
|
Wieża Kennetha Snelsona
jest konstrukcją składającą się ze sztywnych prętów powiązanych w określony sposób elastycznymi linkami.
Wypadkowa wszystkich sił w prętach - pracujących na ściskanie, oraz w linkach - pracujących na rozciąganie,
wynosi zero. Konstrukcja zachowuje dość dużą sztywność pod warunkiem, że zachowana zostanie kompletność
wszystkich elementów.W wykonanym modelu VRML wszystkie segmenty są powtarzalne w przeciwieństwie do
oryginalnej wieży wybudowanej w Kröller Müller Museum, Otterlo, Holland. Wieża Needle Tower II z 1969 roku
o wymiarach 30 x 6 x 6m, będąc iglicą zwężała się ku górze. Przy pisaniu kodu w języku VRML stosowałem
także fragmenty w JavaScrypcie. Pozwoliło mi to na stosowanie pętli do budowania kolejnych segmentów,
zmniejszyło to znacznie długość kodu programu. Należy dodać, że kod pisany w czystej postaci VRML jest
wyjątkowo obszerny.
VRML-Wieża Snelsona |
Tower Snelsona - download
|
|
Wznowienie zainteresowania grafiką 3D - program SketchUp Make2017.
Jest to wersja Pro dla użytku niekomercyjnego - Free
Grudzień 2024 r. - Udało mi się zainstalować nową wersję Pro (stara - SketchUp Make 2017), która ma nieco większe możliwości
i dodatkowo pozwala instalować rozszerzenia *.rbz projektowane dla nowszych programów SketchUp 2020 - 2023. Aplikacja SketchUp ma prawie nieograniczone możliwości projektowe w zakresie grafiki 3D, szczególnie w dziedzinie architektury. Obsługa tego programu w podstawowym zakresie możliwości jest bardzo prosta i łatwa. Wszystko można narysować przy pomocy myszki komputerowej i ewentualnie dodatkowo przy pomocy programowalnych klawiszy. Istotne jest, że praca nad nawet bardzo złożonymi projektami nie wymaga stosowania wyższego poziomu matematyki - wystarcza zaledwie arytmetyka. Program SketchUp jest na tyle "inteligiętny", że wyręcza projektanta w obliczeniach nawet z dokładnością do kilkunastu miejsc po przecinku, uwzględniając dynamicznie aktualną skalę rysunku, jego orientację przestrzenna i zastosowane jednostki miary. Manual polega na "chwyceniu" kursorem myszki jednego z 30 (w podstawowej kofiguracj) narzędzi. Przegladając na YouTube filmy instruktarzowe zauważyłem, że profesjonaliści używają monitorów o dużej rozdzielczości - powyżej 3000 tysięcy pikseli i mają nawet po blisko 100 lub nawet więcej tak zwanych wtyczek usprawniających i upraszczających profesjonalistom pracę projektową.
Trudno w takiej krótkiej notce zawrzeć tak wiela informacji których by wymagała ta aplikacja, przeto odsyłam do internetu zainteresowanego czytelnika.
Jak już wspomniałem wcześniej, na YouTube proponuję szukać na początek samouczków np. - po polsku "ProGrupaTv" autorzy - Dawid Mąkinia, Kamil Sokalski. Większość kursów jest oczywiście po angielsku, ale nie jest to barierą, ponieważ w zasadzi wszystko widać, ewentualnie można cofnąć lub zatrzymać prezentację.
Fotka 1.
|
Fotka 1a.
|
Fotka 2.
|
|
Fotka 3.
|
|
Fotka 4.
|
Fotka 5.
|
Fotka 1. przedstawia screen okna konstrukcyjnego SketchUp-a. Zwracam uwagę dodatkowo, że pokazany monito jest dużej rozdzielczości. U góry, z lewej i na dole okna widoczne są paski z narzędziami. Na górze jest tych narzędzi około 180, z boku i na dole są pozostałe. Nad nimi widoczne są rozwijane listy sterujące aplikacją Sketchup.
Fotka 1a pokazuje inny zrzut ekranu SketchUp-a z widokiem Kamila Sokalskiego - świetnego grafika 3D z którym miałem pomocny kontakt.
Fotki od 2 do 5 pokazują moje prace, jest to wbrew pozorom nie takie łatwe do wykonania bo wymagają adaptowania rysunku do innego układu osi współrzędnych - czerwonej, zielonej i niebieskiej. Niebawem będę kontynuował ciekawe projekty SketchUp 3D. Wszystkie te pliki są typu *.gif, wieżę wykonałem przed laty fizycznie, zaprojektował ją i wykonał Kennet Snelson w latach 50-tych ubiegłego wieku. Następna fotka pokazuje wykonaną przeze mnie fizycznie konstrukcję ogrodową z przed kilkunastu lat - teraz widać jak wykonałem ją w SketchUp.
Fotka 5. pokazuje wykonaną przeze mnie w SzketchUp-ie kostkę, którą podobnie jak poprzednie grafiki 3D wprawiłem w ruch obrotowy. Następnie innym programem zapisałem ten ruch w formacie *.avi, potem w innym programie OnLine dokonałem konwersji z tego formatu do formatu *.gif, bowiem ten format animowany łatwo daje się pokazać w internecie.
-Back To Top-
Aby oglądać świat VRML
odwiedź i zainstaluj Cartona 3D Wiever
Aby oglądać animacje
odwiedź i zainstaluj ShockwaveFlash
|