mixly开源项目设计11：编程与3d打印结合制作互动古瓷瓶

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1、MixIy开源项目设计11:编程与3D打印结合制作互动古瓷瓶交互设计(InteractionDesign)是指两个或多个互动的个体之间交流的内容和结构，使Z互相配合，共同达成某种冃的。交互设计旨在努力创建一种人与产甜良好互动的关系，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，Z所以选择中国传统文化的代表一一瓷瓶作为主题，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

2、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一一柳叶瓶(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

3、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，画岀最基本的元素，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一一黑色（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

4、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）o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

5、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3D0ne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7.3o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

6、线，形成图7.4O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古瓷瓶一一柳叶瓶（如图8）。使用“圆形”命令，在瓶子的底部屮央画一个圆，并向上?M行拉伸，与瓷瓶做“减运算”，可以在瓷瓶底部挖开一个洞，方便LED灯从底部插入。将模型用3D打印机打印出来的效果如图9所示。•玩转为了使瓷瓶更加智能化，我们使用Arduino硬件和Mixly软件

7、，将光控灯从瓷瓶底部嵌入到瓷瓶内部，使得瓷瓶成为一个智能的装饰品。我们将红色LED灯的长针脚与Arduino板的3端口相连,短针脚接地。10KQ电阻与光敏电阻串联，并用蓝导线接入A1端口。光敏电阻的另外一端接地，而电阻的另外一端接5V端口（如图10）。打开Mixly软件，编辑程序（如图11）。打开串口监视器，光线越暗，则端口的值越高，光线越亮，则端口的值越低。因此若想在光暗的条件下使瓷瓶发光，应设置A1端口值大于某临界值时，输出管脚的值为高。在特定环境下测试，选择临界值为600。将Arduino电路与3D瓷瓶结

8、合在一起，光控发光柳叶瓶制作完成（如图12）o•分享我们使用图形化编程和3D打印软件制作出了古瓷瓶。希望通过制作这件作品，了解瓷瓶的器型，欣赏瓷瓶的美，体会其屮蕴含的中国传统文化。而这只是交互设计下的一个范例，运用软件还可以制作出更多的对称模型，如心理学模型一一鲁宾的花瓶、酒杯、碗、天坛等，我们可以沿着这个思路进一步探索！本案例的分享视频将会在以下公众号中陆续登载。