Mixly开源项目设计11：编程与3D打印结合制作互动古瓷瓶

2017-02-24贺凯强吴俊杰

中国信息技术教育 2017年1期

贺凯强吴俊杰

交互设计（Interaction Design）是指两个或多个互动的个体之间交流的内容和结构，使之互相配合，共同达成某种目的。交互设计旨在努力创建一种人与产品良好互动的关系，如果教师将这种理念渗透到信息技术课堂上，促使学生与软硬件之间形成互动，可极大地激发学生的创造性与学习的主动性。

运用上述理念，我们编辑了交互性强的程序，之所以选择中国传统文化的代表——瓷瓶作为主题，旨在让制作者体验瓷器的制作过程，进而发现瓷器背后的文化与美。

瓷器，是中国古代人民手工制作的代表之作，是技术与艺术融合的典范。经过与中国传统文化上千年的融合，瓷器逐渐成为传统文化的要素。其以自身的独特之美，诠释着中国传统文化的发展与演进。本文中，我们将图形化编程与3D打印相结合，想制作一件古代瓷器——柳叶瓶（柳叶瓶为清代康熙官窑独特器形之一，如图1。侈口，细颈，敛腹修长，卧足。器形曲折多姿，隽秀典雅，若悬垂的柳叶，又似亭亭玉立的美人，故又有“美人肩”之称）。

● 制作

要制作柳叶瓶模型，首先需要制作柳叶瓶的黑色二维平面图。获得平面图的方法有很多，本文采用软件与硬件互动的方式来制作。软件使用Labplus图形化编程软件，硬件使用盛思Scratch实验箱1.1版。使用软件画出一条线段作为瓷瓶的最基本的元素，编辑程序使得实验箱滑杆可以控制这条线的长短。程序运行后，线段X坐标不变，Y坐标匀速增加。在这一过程中，移动滑杆控制线段长短，将会同时通过“图章”留下印记。线动成面后，就实现了最终的模型。具体制作过程如下。

在软件的造型界面中，画出最基本的元素，即一条线段。这条线段成为程序里的角色。设置线段的粗细和颜色——黑色（如图2）。之后单击“线段”，在画板的正中央画一条长度适中的线段（如图3）。

将软件与盛思实验箱连接后，就可开始编辑程序了。当“小绿旗”被点击后，清空舞台，将线段移动到（-28，-128）的位置（如图4）。

之后重复执行以下三条语句。首先将角色（线段）设定为可以调节的尺寸。滑杆传感器的值的范围为0～100，乘以2，其值为0～200，因此角色（线段）的尺寸为0～200%。“图章”语句会留下线段的印记。“将Y坐标增加1”使得线段匀速向上移动，移动的速度由增加的数值决定（如图5）。

程序编辑完成后，依照搜索到的柳叶瓶的形状，就可以开始画瓶子了。需要特别注意的是，为了画出与原瓶非常像的瓷瓶，需要综合调节线段的长短、粗细，滑杆移动的速度和线段移动的速度，这就要求制作者有足够的耐心反复调试，直至画出完美的瓷瓶。图6为原瓶与画出瓷瓶的对比图。

● 改装

现在的瓷瓶只是一个二维图形，还需要将它转化成三维立体模型。于是，我们将画出的瓷瓶截图，导入3DOne软件中。如图7.1所示，3Done软件显示瓷瓶的轮廓。用“修建/延伸曲线”命令去除轮廓的左侧曲线，留下另一半曲线，形成图7.2。使用“偏移曲线”命令，形成图7.3。图中共有三条曲线，其中中间的曲线为原始曲线，两侧的曲线为偏移产生的曲线。将中间的曲线删掉，使用“通过点绘制曲线”命令，沿着剩下的两条曲线画线，形成图7.4。使用“移动”命令，使得新画出的曲线移动位置，并删除原有的两条曲线，形成图7.5。使用“直线”命令，将两条直线连起来，形成一个封闭的图形，如图7.6。将图7.6显示的图形沿着轴（0，-1，0），进行360度旋转，形成立体的3D古瓷瓶——柳叶瓶（如图8）。