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本项目组制定了课程实施的五个阶段：实施阶段内容安排内容描述虚实维度第一阶段案例学习通过例子掌握软件工具，初步形成空间思维构建。虚拟模仿第二阶段拍照创建通过拍摄实物照片，创建虚拟模型。从实体（二维）到虚拟第三阶段实物构建通过观察小型实物，构建虚拟模型从实体（三维）到虚拟第四阶段想象搭建主题引导，学生搭建内心所想的物体。从想象到虚拟第五阶段虚实创造通过想象，虚拟搭建，3D打印机，创造心中所想。从想象，虚拟，到实体创建旨在让学生能够想得到，并能够虚拟构造出来，更能够“打印”出实体！第一课3D打印的基本概况3D打印技术出现在20世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。它与普通打印工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。这打印技术称为3D立体打印技术。日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品，而所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。通俗地说，3D打印机是可以“打印”出真实的3D物体的一种设备，比如打印一个机器人、打印玩具车，打印各种模型，甚至是食物等等。之所以通俗地称其为“打印机”是参照了普通打印机的技术原理，因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。这项打印技术称为3D立体打印技术。3D打印存在着许多不同的技术。它们的不同之处在于以可用的材料的方式，并以不同层构建创建部件。3D打印常用材料有尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、橡胶类材料。打印过程折叠三维设计三维打印的设计过程是：先通过计算机建模软件建模，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，即切片，从而指导打印机逐层打印。设计软件和打印机之间协作的标准文件格式是STL文件格式。一个STL文件使用三角面来近似模拟物体的表面。三角面越小其生成的表面分辨率越高。PLY是一种通过扫描产生的三维文件的扫描器，其生成的VRML或者WRL文件经常被用作全彩打印的输入文件。折叠切片处理打印机通过读取文件中的横截面信息，用液体状、粉状或片状的材料将这些截面逐层地打印出来，再将各层截面以各种方式粘合起来从而制造出一个实体。这种技术的特点在于其几乎可以造出任何形状的物品。打印机打出的截面的厚度（即Z方向）以及平面方向即X-Y方向的分辨率是以dpi（像素每英寸）或者微米来计算的。一般的厚度为100微米，即0.1毫米，也有部分打印机如ObjetConnex系列还有三维Systems'ProJet系列可以打印出16微米薄的一层。而平面方向则可以打印出跟激光打印机相近的分辨率。打印出来的“墨水滴”的直径通常为50到100个微米。用传统方法制造出一个模型通常需要数小时到数天，根据模型的尺寸以及复杂程度而定。而用三维打印的技术则可以将时间缩短为数个小时，当然其是由打印机的性能以及模型的尺寸和复杂程度而定的。重要事件折叠3D打印人造颅骨2015年7月15日，称为“大头娃娃”的株洲3岁小女孩涵涵，在湖南省第二人民医院（湖南省脑科医院）成功接受了全球罕见的“全脑缩小整形“手术。历时17个多小时，她膨大的整个头盖骨被3D打印的颅骨所替代。折叠首台“土豪金”概念汽车面世2015年3月24日，中国首台3D打印概念汽车在海南三亚3D打印汽车发布。据了解，这台概念汽车由三亚思海三维技术有限公司开发研制，“土豪金”色车身部分是运用复合材料3D打印而成，重约500公斤，其余为组装配件，该车通过电力驱动。从设计到组装完成仅耗时一个月，其中3D打印阶段仅耗时5天。第二课3D打印机的基本构造3D打印时代已经来到什么是3D打印？举个简单的实例。假如你在虚拟游戏中看到一个喜欢的人物或者宠物，而你又没有办法得到他，如果你有他的三维模型，那么3D打印机可以帮助你实现梦想，给你打印一个与你提供的模型完全一样的人物或者宠物，这就是3D打印机。3D打印机又叫三维立体打印机，也可以称之为快速成型机，它是用液体或粉状塑料制造物品，能制造从牙刷到凉鞋等许多家庭用品。目前3D打印机在建筑设计、食品制作、微型模型、复杂结构、零配件、趣味模型等领域都已经有了一定的应用。简单的3D打印原理看了很多3D打印的视频和模型，你会被它神奇的克隆能力惊呆了，这太神奇了，完全是神奇的克隆机器嘛。这样的高科技到底是怎么工作的呢？说起它的原理，它一点都不复杂，其运作原理和传统打印机工作原理基本相同，也是用喷头一点点“磨”出来的。只不过3D打印它的喷的不是墨水，而是液体或粉末等“打印材料”，利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置。通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。下面我们就以Makerbot公司（这家公司的创始人之一BrePettis，曾经是一名普普通通的教师）的3D打印机为例来讲讲3D打印是怎么工作的。它的工作这样的。使用CAD软件来创建物品，如果你有现成的模型也可以，比如动物模型、人物、或者微缩建筑等等。然后通过SD卡或者USB优盘把它拷贝到3D打印机中，进行打印设置后，打印机就可以把它们打印出来，其工作结构分解图如下。3D打印机的工作原理和传统打印机基本一样，都是由控制组件、机械组件、打印头、耗材和介质等架构组成的，打印原理是一样的。3D打印机主要是在打印前在电脑上设计了一个完整的三维立体模型，然后在进行打印输出。它的工作这样的。使用CAD软件来创建物品，如果你有现成的模型也可以，比如动物模型、人物、或者微缩建筑等等。然后通过SD卡或者USB优盘把它拷贝到3D打印机中，进行打印设置后，打印机就可以把它们打印出来，其工作结构分解图如下。3D打印机的工作原理和传统打印机基本一样，都是由控制组件、机械组件、打印头、耗材和介质等架构组成的，打印原理是一样的。3D打印机主要是在打印前在电脑上设计了一个完整的三维立体模型，然后在进行打印输出。3D打印与激光成型技术一样，采用了分层加工、叠加成型来完成3D实体打印。每一层的打印过程分为两步，首先在需要成型的区域喷洒一层特殊胶水，胶水液滴本身很小，且不易扩散。然后是喷洒一层均匀的粉末，粉末遇到胶水会迅速固化黏结，而没有胶水的区域仍保持松散状态。这样在一层胶水一层粉末的交替下，实体模型将会被“打印”成型，打印完毕后只要扫除松散的粉末即可“刨”出模型，而剩余粉末还可循环利用。3D打印的精度是控制的？3D打印机要打印出逼真的3D物体，其中的最重要的是对物体的精度控制，比如细到发丝和纤维的打印。这是怎么做的呢？根据前面讲述的3D打印原理，我们知道3D打印是一层一层进行的。每打一层的厚度0.01毫米，这个厚度基本上人的肉眼很难看出。而且在每层的横切面，3D打印技术能够实现600dpi分辨率（dpi单位代表每英寸所打印的点数或线数，用来表示打印机打印分辨率），这是很高的精度了。我们知道高质量的印刷打印，一般要求是300dpi，这样的精度，即使模型表面有文字或图片也能够清晰打印。所以3D打印机在生产应用方面存在着巨大的潜力，并在珠宝首饰、工业设计、建筑、汽车、航天、医学高领域得到了广泛的应用。总结：普通用户在使用3D打印技术时通常面临这样的难题：并非每个人都能使用3D软件进行图像设计，并非每个人都买得起价格百万的3D打印机。但是“开源”、“社交”等互联网理念，使这些问题迎刃而解。一些公司将3D建模软件分享到互联网，例如123D和Tinkercad，它们使用起来并不复杂，可以把一张iPhone照片，或旧名信片，转换成3D图像数据。另外一款名为Photofly的软件，只要你有一台单反相机或者是普通的卡片机，就可以将你自己的人像生成3D数据。从工业领域到寻常百姓家，3D打印的产业链正在形成。“社会化制造”成为行业内外热议的一个话题，制造业的形态正在发生潜移默化的改变。未来我们有可能利用这项“野蛮”的技术来直接打印出手机。无论如何，3D打印技术实现了一种可能，只要你有一台电脑，一个想法，不管你在穷乡僻壤，还是繁华都市，都可以通过自己的方式，改造这个世界——至少改变自己的世界。第三课SketchUpProv8.0（草图大师）的初步认识草图大师(Sketchup)是一个表面上极为简单，实际上却令人惊讶地蕴含着强大功能的构思与表达的工具。草图大师[2]Sketchup是一个表面上极为简单，实际上却令人惊讶地蕴含着强大功能的构思与表达的工具，草草图大师图大师可以极其快速和方便地对三维创意进行创建、观察和修改。传统铅笔草图的优雅自如，现代数字科技的速度与弹性，通过草图大师得到了完美结合.草图大师与通常我们过多地让设计过程去配合软件完全不同，他是专门为配合我们的设计过程而研发的。在设计过程中，我们通常习惯从不十分精确的尺度、比例开始整体的思考，随着思路的进展不断添加细节。当然，如果你需要,你可以方便快速进行精确的绘制。与CAD的难于修改不同的是，草图大师使得我们可以根据设计目标，方便地解决整个设计过程中出现的各种修改，即使这些修改贯穿整个项目的始终一草图大师SketchUp4.0最新版有了较大的改进,可以说是一次相当成功的升级,让其更快速更方便.新增功能主要有:1:沿路径放样2:从组件库导入的2D物体可随视角转动。3:布尔运算4:贴图坐标的改进。编辑本段折叠编辑本段SketchUpPro的功能SketchUpPro版可供设计专业人员探索和交流复杂的设计理念。SketchUpPro包含两个用于设计和演示的工具：LayOut和StyleBuilder。SketchUpPro套装软件提供如下功能：·绘制、修改、测量、旋转、缩放和移动几何图形。·使用准确的尺寸，并用文本工具传达这些数据。·放置剖面以查看模型内部并进行相应处理。·向模型中添加砖、木、木瓦和玻璃等预制的纹理，或者制作新纹理。·向模型中添加树、汽车、门、窗和人物等预制的组件，或者制作新组件。·制作名为动态组件的自定义智能对象。·对表面进行软化和平滑处理。·为地球上的任一位置投射实时阴影。·模拟摄影机的机位。·执行演练。·制作演示游览。·使用有机建模（沙盒）。·导入2D图像：JPEG图像(.jpg)、便携式网络图形(.png)、标签图像文件(.tif)、Targa文件(*.tga)、Windows位图(.bmp)·导入3D模型和信息：3DS(.3ds)。请注意：如果您希望在导入3DS时包含纹理，则需要在导入前将纹理文件保存到3DS文件自身所在的文件夹中。DEM（.dem和.ddf）、ACAD（.dwg和.dxf）·导出模型的2D图像：便携式文档格式(.pdf)、封装的PostScript格式(.eps)、Epix(.epx)、AutoCAD（.dwg和.dxf）、JPEG图像(.jpg)、便携式网络图形(.png)、标签图像文件(.tif)、Windows位图(.bmp)。·将3D模型导出为多种不同格式：3DS(.3ds)、AutoCADDWG(.dwg)、AutoCADDXF(.dxf)、FBX(.fbx)、OBJ(.obj)、XSI(.xsi)、VRML(.vrml)·使用我们提供的许多导入程序和导出程序插件。·将动画和演练导出为MOV或AVI文件。·制作带有具体地理位置的模型，并将它们放到Google地球中。·将Google地球文件直接导出为KMZ格式。·向3D模型库中上传SketchUp模型。如果上传的模型在Google地球中有具体位置，那么，系统会分别创建SketchUp(.skp)、Google地球(.kmz)和Collada(.zip)文件。·用Ruby编程语言编写插件程序。·生成SketchUp模型中所有命名图元的报告（xml和csv）及其关联的属性。·用LayOut制作专业文档、多页演示文稿和结构图。·用StyleBuilder设计自定义的草绘边线