3D-фракталы для слепых
реализация в системе Вектор

(авторы В.Болотов, Ю.Кондо (Япония))

 

            Для слепого человека важно иметь 3D-текстурную поверхность картины, которую он пальцами сумел бы «читать».  3D - фрактальная стрруктура наиболее отвечает этим условиям.   

            Идея – замещение ячейки первой поверхности другой поверхностью (фигурой).

В принципе, это паркет. В системе реализованы два вида задания паркета – 3-угольная и 4-угольная. В том и другом случае они плоские – лежат как бы на поверхности. Аналогично при создание одномерного фрактала полилиния (фигура) в отрезок полилинии. В случае двумерного фрактала – полиповерхность (генератор) замещает генератор участки полиповерхности. При этом  полиучасток (генератор) может быть 3-мерный (дважды 3-мерный).

Однако можно решить задачу – формировать поверхность(генератор) на поверхности (инициатор).

                

Пример формирование квадратичных поверхностей
инициатора и генератора  (МК 7.7 см. блок МК 7) 

 

Сначала сделаем реализацию данной задачи через макрос. Поверхность-инициатор может быть какой угодно (линейчатой, квадратичной, полиповерхность, аналитическая и т.д.). Генератор – квадратичная – задается 6 точками (МК7.7). Участки квадратичной поверхности могут «вшиты»  в поверхность инициатор и процесс замещения может быть  повторен – то есть имеем фрактал.

Вспоминаем.

МК построения линии на заданной в диалоге МК 7.7  квадратичной поверхности

Работает

Задаем сетку на поверхности инициатор 10х10. Фиксируем точки в углах ячейки, нужна точка в центре на поверхности ячейки, вектор нормали к поверхности и высоту над ней, допустим равной двойной длине стороны ячейки.

Генератор (поверхность ячейки) по 4 угловым точкам –
два вида – слева инициатор, справа генератор

 

Организуем цикл вычисления 4 точек на поверхности и через них построение генератора (квадратичной поверхности 3х3 линий). На ходе задается любую поверхность инициатор, преобразуем ее в полиповерхность  (сетка 10х10) -  и затем вызываем МК “ Генератор на полипов (ГП).vbs” – Высота «гор» задается координатой z

    

Фракталы по диагонали и краям

Чтобы получить другую диагональ, достаточно повернуть
исходную поверхность на 90 градусов и повторить МК ГП

 

Выступы строятся вертикально вверх 

 

            Пример Линейчатая поверхность – косая плоскость, превращая ее в полиповерхность   и затем выполнить МК.

 

 

Линейчатая поверхность наиболее детерминированная (закономерная) –
подходит для восприятия таких форм пальцами слепыми как «спокойных» форм

 

Задали поверхность вращения (образующая Безье), повернули на 90 градусов вокруг оси х,  преобразовали в полиповерхность и выполнить: МК «Генератор на полипов.vbs»

 

Пусть имеем фотографию (рис. ниже слева). В системе Вектор есть возможность получить по ней барельеф (команда фон->полилиния) и на нему цвет точек в зависимости от их высоты (рисунок ниже справа).

 

 

Далее по полученному барельефу можно выполнять можно выполнять множество операций: менять цвет по глубине, удалять уровни точек, случайно и не случайно изменять положение точек и прочее, по линиям задавать полиповерхность. Понятно, барельеф - 3-мерный и он сразу может быть «прочитан пальцами» на жидко-кристаллическом 3D-ПК для слепых* или сделан на 3D-принтере (например, выдавливанием). 

Здесь  возникают сложности, что поверхности все же получаются не детерминированные и картина часто  слепым воспринимается как хаос. Решить  эту проблему можно с помощью 3D фракталов, когда образов моделируется как в малом, так и в большом – это один момент и второй – 3D-текстура поверхности передает характере других составляющих картины.

Поэтому задача представить поверхность картины (ее частей) с разной 3D-текстурой каждый раз по своему (принятому единогласно допустим).   

 

Поверхность  барельефа формируется по линиям сканирования  как полиповерхность.

      

В грубом приближении поверхность с 3D выступами повернута *

            * Чтобы картина отвечала условиям ее восприятия пальцами, на правила формирования выступов наложены согласованные условия – их высота, острота, наклон, частота и т.п. Поэтому на первых этапах обучения должно быть что-то простое. Например, формы простых объектов, животных, человека. Особенно хорошо задаются формы, подготовленные в CorelDRaw, например, картинки из Clipart, а проще - формируем в системе Вектор, например квадратичной поверхностью.

Иголки-фракталы сейчас направлены по оси z. Поэтому поверхность   ежа задаем  в повернутом состоянии и верхнюю часть - колпак

 

 

С помощью МК 8.9 (построение бортовую через две проекции) можно  задать колпак ежа

Колпак  - часть поверхности ежа с иголками (МК 8.9)

Резюме. Надо научится задавать иголки (ряды генераторов) с промежутками.

В МК сделали задание иголок также по нормали к поверхности

Упражнение.  Задать форму морского ежа та, чтобы иголки были длинными и острыми. В  МК «Генератор на полипов.vbs” для этого увеличить высоту (например = 10 в координате z точки). У земного ежа направление иголок может быть заданы по разному (придется задавать вектор их направления).

  

Слева еж на морском дне,
справа «еж» в 3D в системе Вектор

В зависимости от высот иголок, числа сечений на задаваемой полииповерхности, могут по  разному располагаться  основания (плотно не плотно) на поверхности

Инициатор (полиповерхность не показана) задан сеткой 11х11.

Генератор - шаг по u,v = 0.15, высота иглы = 1, точек по U и V иглы = 3.

 

Комплексный чертеж «доски»  с фигурами

 

 

Расположение игл (генераторов) на сфере (инициаторе)
при выше заданных параметров

Комплексный чертеж

Задание исходных точек для формирования квадратичной поверхности
с  «иголками» наружу и внутрь

Расположение «иголок» на квадратичной поверхности (МК 7.7 – по 6 точкам)

В зависимости от задания  «иголки будут наружу или внутрь поверхности»

 

В случае квадратичной поверхности МК 7.5 направление 4 линий контура u0,u1,vo,v1  также по разному задаются.

Иголки внутрь и наружу в зависимости от задания линий контура

 

            Классная работа. Смоделировать морского ежа с длиной иголок = 15, используя МК  в папке МК в курсантских ресурсах. МК называется Ёж.vbs 

На входе формируется поверхность, если она не полиповерхность  преобразовать в полиповерхность.

 

 

            Далее в открывшемся меню задать два параметра: поставить галку «Преобразовать» и указать какую поверхность.

 

 

Упражнение 2. Задать волосы с иголками. Задать поверхность МК 7.3 (задается три линии: нижний очерк, верхний и линия высоты, которая определяет  высоту шевелюры).

Чтобы  шевелюра сдвинулась на затылок,

регулируйте заданием начала  отрезка высоты  в МК 7.3

Упражнение 3. Аналогично задайте усы, бороду

  

Высота иголок меньше 1 не срабатывает – надо в делитель ставить не точку, а  запятую.

 

 

Делаем бороду

      

Чтобы наложить сетку на картинку, надо фотографию вызвать командой «Вид->Фон»

 

Фильтры фотошопа усиливают художественный образ
(это уже для зрячих)

 

Смоделируйте остальные части тела, а потом нарисуйте его всего волосатым и изобразите эволюцию от гомосапиенс (Homo sapiens) прямоходящего к обезьяне

 

 

Костюм зеленый остался из прошлой жизни –

 вот откуда зеленые человечки

 

Продолжение 3D -фракталы на поверхности

 

 

 

Примечание. Студенты с заданием справились на отлично – создали много интересных рисунков и композиций.

 

* Компьютер для слепых

 

 

            Концепт персонального компьютера Siafu создан для слепых и слабовидящих людей, чтобы дать им возможность полноценно работать с компьютером. Устройство выполнено в форме планшета и позволяет пользователям взаимодействовать с системой посредством касания. Поверхность компьютера сделана из концептуального материала под названием "magneclay" или намагниченная жидкость, которая может принимать любую форму благодаря контролируемому электромагнитному полю. Это позволяет устройству генерировать бесконечное количество шрифтов Брайля и изображений в трехмерном рельефе. Кроме этого, Siafu оснащен встроенным микрофоном и технологией распознавания голоса, которые можно использовать в качестве альтернативы печатному.

 

Шпионская ручка

(у нас она запрещена – Соколовского за нее и ловлю покемонов в церкви на крови осудили на 3.5 года)

Японская компания Digital Cowboy выпустила шариковую ручку, оснащенную видеокамерой и флэш-памятью, сообщает TechRadar. Длина DVR-BP - 150 миллиметров, ширина - 15. Устройство весит 30 граммов. В верхней части устройства, чуть выше клипсы для крепления ручки к карману пиджака, расположено окошко видеокамеры. Его диаметр равен одному миллиметру. Здесь же размещен микрофон. Внутри ручки находится флэшка. Ее можно подключить к компьютеру через USB-порт, чтобы скачать отснятый материал. Объем памяти равен двум гигабайтам. Аккумулятор DVR-ВР заряжается при USB-подключении. Стоит DVR-ВР около 175 долларов. lenta