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woody

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Samstag, 24. März 2007, 08:18

"Blender": Konstruktion eines Torus

Hallo alle miteinander,

da anscheinend die Zahl der "Blender"-Benutzer immer mehr zunimmt und RobyToby die Frage hatte, wie man damit einen Torus konstruieren kann, möchte ich Euch dies mit einem kurzen Tutorial vorstellen. Ziel soll dabei natürlich sein, daß der Torus abwickelbar und damit für den Kartonmodellbau verwendbar sein soll ... also nix mit NURBS - so schön die auch sind. :(

OK, dann wollen wir mal loslegen. Als erstes muß man sich überlegen, aus wie viel Segmenten und mit welchem Innen- und Außenradius der Torus konstruiert werden soll. Für diese Einführung sollten 8 Segmente genügen, wobei der Innenradius 1 BU (Blender-Unit) und der Außenradius 2 BU betragen soll. Und damit wollen wir jetzt eine "Grundplatte" konstruieren, auf der wir alle Hilfslinien zur Maßabnahme "einzeichnen" können.

Schalten wir als zunächst auf eine Draufsicht auf unseren Arbeitsbereich mit "View - Top" und fügen mit "Abstandstaste - Add - Mesh - Cylinder" einen Zylinder ein. Für die Zahl der Vertices geben wir den Wert 8 (Anzahl der späteren Segmente) ein. Und damit ergibt sich das folgende Bild:
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Samstag, 24. März 2007, 08:19

Anschließend markieren wir den Mittelpunkt der oberen Zylinder-Deckfläche. Dazu stellt man den Zylinder leicht schräg, bis man die Boden- und die Deckfläche sauber auseinanderhalten kann und markiert dann mit der RMB (rechten Maustaste) den Mittelpunkt. Dann positioniert man den Blender-Cursor durch "Mesh - Snap - Cursor->Selection" genau in diesem Punkt und wechselt dann wieder auf die Draufsicht. Das sieht dann so aus:
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Samstag, 24. März 2007, 08:25

Diesen "Zylinder" müssen wir jetzt verdoppeln: mit 2 mal Drücken von "A" alle Punkte markieren und mit "Shift-D" duplizieren. Und diesen Zylinder skalieren wir auf den Außendurchmesser unseres Torus. Der Skalierungsfaktor berechnet sich aus dem Verhältnis von Innen- zu Außendurchmesser, in unserem Fall also 2 / 1 = 1! Wie praktisch! :D

Aber bitte Vorsicht: wenn Ihr jetzt mit "S" und Eingabe von 2 den zweiten Zylinder skalieren wollte, erlebt Ihr eine böse Überraschung: Der Zylinder wird in allen 3 Dimensionen skaliert!!! Wir brauchen aber nur X und Y. Daher müssen wir den Vorgang zweimal machen. Fangen wir mit X an: "S", "X", "2", "<Enter>"

Und das Ergebnis sieht dann so aus:
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Samstag, 24. März 2007, 08:26

Und das Selbe in Y-Richtung: "S", "Y", "2", "<Enter>"
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Samstag, 24. März 2007, 08:28

So, und aus diesem "Arbeits"-Zylinder erstellen wir jetzt unsere "Arbeits"-Platte, indem wir die doppelten Punkte löschen und die Bodenscheibe des Zylinders löschen:
  • Alle Punkte markieren (zweimal "A" drücken) und "Mesh" - "Vertices" - "Remove Doubles" anklicken
  • Zylinder schräg stellen, die Vertices der Bodenplatte markieren und mit "X" - "Vertices" löschen.
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Samstag, 24. März 2007, 08:52

ACHTUNG: Für alle folgenden Schritte muß sichergestellt werden, daß der Blender-Cursor IMMER in der Mitte der Arbeitsfläche bleibt!!!

Und in diese Arbeitsvorlage wollen wir jetzt noch einige Hilfslinien zur Abnahme von Längenmaßen eintragen: markiert Euch doch mal (nach Umschalten in die Draufsicht) die folgenden Punkte und schaltet die Anzeige der Kantenlängen ein:
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Samstag, 24. März 2007, 08:56

Wie Ihr sehen könnt, gibt es zwei Kanten, für die wir keine Längenangaben sehen ... :(

Und warum das? Na ja, wir haben die Außenscheibe durch Skalieren der Innenscheibe erstellt, und daher sehen wir hier die "Radius"-Linie von der Außenlinie zum Zentrum der Scheibe. Es existiert aber tatsächlich KEINE Kante von der Außenkante der Innenscheibe zur Außenkante der Außenscheibe! Aber diesen Mißstand können wir ja leicht beheben:
  • Markiert jeweils die gewünschten Eckpunkte ...
  • ... und verbindet diese durch Drücken von "F" mit einer Kante.
Und das sieht so aus:
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Samstag, 24. März 2007, 09:09

Ein paar weitere Hilfslinien brauchen wir noch:
  • Markiert die Außenkante und macht einen "Subdivide"
  • Das Selbe machen wir mit der Innenkante ...
  • ... und zuletzt verbinden wir die neu erstellten Punkte mit einer eigenen Kante ...
... bis das zuletzt so aussieht:
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Samstag, 24. März 2007, 12:37

Jetzt könnt Ihr ein prinzipielles Problem dieser Art der Torusabwicklung sehen: Genaugenommen ist der Torus insgesamt in der Dicke gestaucht und hat einen kreisförmigen Durchmesser nur an den Stoßstellen zwischen zwei Segmenten. Das kann man zwar als eine Annäherung gelten lassen, ist m. E. nach aber nicht optimal. Ich würde auf jeden Fall den kreisförmigen Querschnitt in der Mitte des Segments bevorzugen.

Um das zu erreichen, müssen wir die "Arbeitsplatte" zunächst drehen und dann skalieren. Und das machen wir mathematisch präzise durch Berechnung des Drehwinkels und des Streckungsfaktors:
  • Der Drehwinkel berechnet sich aus 360 Grad / Anzahl der Segmente / Anzahl der Stoßkanten pro Segment, also konkret 360 / 8 / 2 Grad = 22.5 Grad
  • Der Streckungsfaktor berechnet sich wie folgt: Radius Außenkante / "Radius / Höhe" Arbeitsplatte, also konkret 2 / (2 * 0.924) = 2 / 1.848 = 1.08225...

Bitte daran denken: Der Blender-Cursor muß immer noch in der Mitte der Arbeitsplatte stehen!!!

Und dann schaut das so aus:
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Samstag, 24. März 2007, 12:40

Und damit haben wir alle relevanten Maße für die Kontruktion eines Segments beieinander. Zunächst wechseln wir in die Seitenansicht ("View" - "Side") und fügen dann einen Zylinder ein. Damit es ein bisschen schöner aussieht, aber während der Übungen nicht zu unübersichtlich wird, wollen wir 16 Vertices pro Querschnitt wählen.
  • Wechseln auf Seitenansicht: "View" - "Side"
  • Hinzufügen des Zylinders mit 16 Punkten
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Samstag, 24. März 2007, 12:41

Natürlich ist dieser Zylinder noch zu groß, also skalieren wir ihn mit Faktor 0.5. Und anschließend "schieben" wir ihn unter Verwendung der Maßangaben aus der "Arbeitsplatte" in die richtige Position:
  • Saklieren: "s", "0.5", "<Enter>"
  • Draufsicht: "View" - "Top"
  • Verschieben: "g", "y", "-1.5", "<Enter>", "g", "x", "-0.5", "<Enter>"
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Samstag, 24. März 2007, 14:08

Wenn wir jetzt noch die Höhe des Zylinders (1.0) mit der Außenkante der Arbeitsplatte (0.828 ) vergleichen, dann sehen wir, daß wir die eine Seite des Zylinders um 0.182 verschieben müssen:
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Samstag, 24. März 2007, 14:11

Jetzt muß die Schrägstellung der Zylinderscheibe realisiert wierden. Da es sich bei den Stoßflächen der Segmente um Ellipsen handelt, müssen diese vorher in Y-Richtung skaliert werden. Der Skalierungsfaktor kann wieder aus den Maßen der Arbeitsplatte entnommen werden:
  • Der Zylinderradius beträgt 0.5, der Durchmesser damit 1
  • Die lange Achse der Ellipse beträgt 1.082 Blender-Einheiten
  • Der Streckungsfaktor beträgt damit 1.082 / 1 = 1.082
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Samstag, 24. März 2007, 14:12

Jetzt müssen wir den Blender-Cursor an dem äußersten Punkt der Stoßfläche positionieren und dann alle Punkte der Abschlußscheibe markieren:
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Samstag, 24. März 2007, 14:13

Dann wieder auf die Draufsicht wechseln, wobei der Blender-Cursor nicht bewegt werden darf, und die Skalierung in Y-Richtung um Faktor 1.082 durchführen:
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Samstag, 24. März 2007, 14:14

Zuletzt wird die Abschlußscheibe um 22.5 Grad gedreht. Und immer daran denken: Der Blender-Cursor darf NICHT bewegt werden!!! ;)
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Samstag, 24. März 2007, 14:15

Jetzt habe wir es fast geschafft: Ein halbes Torus-Segment ist fertig!
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Samstag, 24. März 2007, 14:17

Jetzt aus dem halben Segment ein ganzes zu machen, ist fast nur noch eine Fingerübung: Wir positionieren den Blender-Cursor im Mittelpunkt der kreisförmigen Segmentscheibe und markieren alle Punkte des Segments:
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Samstag, 24. März 2007, 14:19

Dann werden alle Vertices verdoppelt ("Shift-d") und mit "Mesh" - "Mirror" - "X local" gespiegelt:
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Samstag, 24. März 2007, 14:20

Dann löschen wir den Mittelpunkt der Stoßfläche zwischen den Segmenthälften und entfernen alle doppelten Vertices:
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Samstag, 24. März 2007, 14:55

Jetzt wird der Blender-Cursor wieder in der Mitte der Arbeitsplatte positioniert, dann das fertige Torus-Segment markiert, dupliziert und um 45 Grad rotiert:
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Samstag, 24. März 2007, 14:56

Und das Duplizieren und Rotieren wiederholen wir noch weitere sechs mal, bis unser Torus fertig ist:
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Samstag, 24. März 2007, 14:58

Dann verschieben wir noch die Arbeitsplatte auf eine andere Ebene, holen uns ein Segment heraus, zerlegen es und wickeln es ab:
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Samstag, 24. März 2007, 14:58

So, und damit wären wir soweit am Ende. Der Torus ist erstellt und abgewickelt. Jetzt muß man die Segmente nur oft genug ausdrucken, um den kompletten Torus bauen zu können.

Als kleine Besonderheit habe ich diesmal fast nur parametrische Eingaben verwendet. Wer sich die anderen Blender-Berichte durchgelesen hat, wird sich vielleicht erinnern, daß ich genau diesen Punkt am Blender damals kritisiert habe - einfach nur aus Unkenntnis heraus. Wie heute zu sehen war, ist eine präzise Positionierung und Skalierung von Bauteilen und Baugruppen ohne weiteres möglich.

Weiterhin viel Spaß mit dem Blender
wünscht Euch allen
Wolfgang

woody

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Samstag, 24. März 2007, 16:25

Noch ein kleiner Nachtrag: Wer sich für das Tutorial als PDF-Datei interessiert, kann es sich auf meiner Homepage im Download herunterladen (Größe ca. 6.4 MB).

Viel Grüße, Wolfgang

Matthze

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Sonntag, 8. April 2007, 22:40

Darf ich denn hier mal einen Tipp geben, wie man das Tut um ca. 3/4 kürzen kann?

Blender hat das tolle "Spin-Tool". Ich mach hier mal eben eine kleine Anleitung:

1)Als erstes hab ich einen Kreis in der Seitenansicht erstellt. Den schiebe ich ein wenig auf die Seite(radius des späteren Torus) und markiere alle Vertics mit A. Dann auf E (extrude) und W-> Merge-> at center und bestätigen.

2)In die draufsicht schalten. Unter den Editbuttons(f9) finden wir im Reiter "Mesh Tools" die Spin funktion.

3) Jetzt gibt es 2 möglichkeiten. Zum einen können wie erst ein Segment erstellen und dann vervielfältigen(getrennte Segmente) oder alles als ein Object machen.

Nehmen wir das erste: wir wollen ein Sechseck haben, also stellen wir unter Degr. 60 ein (360/6). Steps auf eins, und turn genauso. Nochmal schauen ob alles markiert ist und auf "Spin" drücken. Tada, uns er erstes Segment. Jetzt wollen wir aber 6 davon haben. Also weiter gehts: Degr. jetzt auf 360(volle Umdrehung) und Steps auf 6. Jetzt aber auf "Spin Dup". Jetzt am besten noch P-> all lose parts. Da wir aber das ausgangs Teil jetzt 2 mal haben, einfach eins löschen und schon kann man auffalten.

Ich habe jetzt hier mit einem 6 Segmentigen gearbeitet, aber das ist eigtl egal. Einfach die Grad zahlen und die Steps zahlen müssen verändert werden.
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MFG Matthze

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Montag, 9. April 2007, 21:54

Hallo Matthze,

schön, daß Du als Blender-User jetzt in diesem Forum mit von der Partie bist.

Zitat

Darf ich denn hier mal einen Tipp geben, wie man das Tut um ca. 3/4 kürzen kann?
Klar, immer! Wie ich schon an anderer Stelle gesagt habe, arbeite ich mit dem Blender (u. a.) seit etwa 1 1/4 Jahren. Ich kenne also sicher nicht alles. Und genau das fand ich jetzt an Deinem Beitrag so toll: wieder zwei Funktionen kennengelernt, die ich noch nicht kannte. Der Tip von Dir war einfach stark; vielen Dank.

Servus, Woody

Matthze

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Montag, 9. April 2007, 22:11

Ich seh grad, dass da wohl was mit den Bildern schief geloffen ist, das eine war ein bisschen falsch. Ich habs mal rausgenommen.

Find ich ja gut, dass ich dir helfen konnte.

Wenn es sonst mal irgenwelche Blenderspeziefischen Fragen gibt, einfach PN an mich, ich bin gerne Hillfsbereit :)
MFG Matthze

woody

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Donnerstag, 22. Juli 2010, 20:00

Hallo Mensch,

ich kann Bernhard nur recht geben: aus Deinen Schilderungen läßt sich Dein Problem beim besten Willen nicht erkennen. Und eine txt-Datei mit der Gesamtlägen von 2 BYTES ist auch nicht gerade erhellend!

Zitat

aber wozu?
solange es mit Inkskape geht alles gut, oger?
Nein, nicht wirklich! Inkscape ist ein gutes 2D Vektorzeichenprogramm, während Blender ein 3D Modellierer / Animationsprogramm darstellt. Das sind zwei völlig verschiedene Kategorien.

Erzähl doch mal etwas ausführlicher, WO Deine Probleme liegen.

Servus, Woody

hemingway

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Samstag, 24. Juli 2010, 13:06

Hallo ,

ja, Du hast eigentlich recht, man kann alle Modelle auch am Zeichentisch (oder in einem 2D-Programm) erstellen - so haben es ja auch alle Konstrukteure früher gemacht! Und deren Modelle waren ja auch nicht so schlecht! Wenn Du nur Modelle Konstruierst, die sich aus Quadern und Röhren zusammensetzen, ist ein 3D-Programm wirklich überflüssig.

Trotzdem haben 3D-Konstruktionsprogramme ihre Berechtigung (sonst würden auch alle professionellen Kartonmodellkonstrukteure nicht damit arbeiten!)
Um so wie unsere Väter zu konstruieren, braucht es schon erhebliche Vorstellungskraft im 3D-Raum. Ein 3D-Programm hilft enorm dabei, sich die Teile und deren Zusammenspiel räumlich vorzustellen.
Das zweite ist die Abwicklung von Bauteilen - sobald Rundungen ins Spiel kommen, geht das mit einem Programm doch meistens schneller und passgenauer.
Und die 3D-Zeichnungen für die Bauanleitung ergeben sich praktisch als Nebenprodukt und müssen nicht noch mühsam erstellt werden.

Alles was Blender daneben noch kann (Animation, virtuelle Physik, UV-Texturierung, Videoschnitt und vieles mehr), nutzt man als Konstrukteur natürlich nicht.

Schöne Grüße!
Bernhard

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waltair

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Samstag, 24. Juli 2010, 13:29

Diverse Programme die zwar 3D darstellen, aber alles andere als 3D sind, sind für mich mehr oder weniger sinnlos. Zum Konstruieren von Modellen ist ein richtiges 3D Programm genauso wichtig wie ein Lenkrad beim Auto. Ohne dem gehn nämlich nix, nada, niente.

Und ein Torus aus Papier ist so ziemlich das unmöglichste Objekt, daß es zu bauen gibt. "Elegant" wird er nur, wenn man ihn in so viele Teile wie möglich zerlegt, damit jede Rundung passt. Dafür ist die Konstruktion - speziell mit einem 3D Programm - seeeehr leicht. Zuerst das Objekt zeichnen und dann in so viele Teile unterteilen wie man will. 1 Stück davon wird abgewickelt und der Rest kopiert. In 5 Minuten ist der Braten gegessen.

waltair
Es kann nicht sein, dass man in zwei verschiedenen Städten verschieden lange zum Bahnhof braucht!

woody

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Samstag, 24. Juli 2010, 14:27

Hallo Mensch

Zitat

Und den torus kann man jsá auch in inkskape machen...
sicher, wie Bernhard es schon gesagt hat, die alten Methoden haben auch funktioniert. Aber warum sollte man sich das Leben schwerer machen als unbeding nötig.

Und zum Inkscape: Ich mag das Programm auch sehr gern, aber viellicht versuchst Du mal den folgenden ex-Zylinder abzuwickeln:
- Höhe 2cm
- Radien der Deckflächen: 1 cm (vor der Verzerrung)
Anschließend habe ich die Deckfläche in X- und die Bodenfläche in Y-Richtung skaliert, so dass zwei gleichgroße Ellipsen entstanden sind, die an der Z-Achse um 90° gegeneinander verdreht sind. Eigentlich ganz einfach.

Wickel das doch mal mit Inkscape ab; mit dem Blender brauche ich mit "Konstruktion" (was für eine Anmaßung! :D) und Abwicklung keine 5 Minuten!

Noch Fragen?
Servus, Woody
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Samstag, 24. Juli 2010, 14:30

Zitat

Original von waltair
Diverse Programme die zwar 3D darstellen, aber alles andere als 3D sind, sind für mich mehr oder weniger sinnlos. Zum Konstruieren von Modellen ist ein richtiges 3D Programm genauso wichtig wie ein Lenkrad beim Auto. Ohne dem gehn nämlich nix, nada, niente.

Und ein Torus aus Papier ist so ziemlich das unmöglichste Objekt, daß es zu bauen gibt. "Elegant" wird er nur, wenn man ihn in so viele Teile wie möglich zerlegt, damit jede Rundung passt. Dafür ist die Konstruktion - speziell mit einem 3D Programm - seeeehr leicht. Zuerst das Objekt zeichnen und dann in so viele Teile unterteilen wie man will. 1 Stück davon wird abgewickelt und der Rest kopiert. In 5 Minuten ist der Braten gegessen.

waltair


Nana Waltair....

Wers kann kann auch ohne 3D-Programm ;) zugegeben so ein 3D-Programm macht einiges einfacher, aber ohne die Wetware die davor steht ist alles nix... :D

So ein Torus ist auch per 2D in 5 minuten abgewickelt ;-)
Man darf halt den Torus nicht als Ring sehen, sondern nur als Rohrknick, der ein paarmal öfters vorkommt :P

hemingway

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Samstag, 24. Juli 2010, 14:55

Zitat

Original von Nosports
So ein Torus ist auch per 2D in 5 minuten abgewickelt ;-)


Chriess,

daß ein CAD-Crack wie Du das in 5 Minuten schaffst, ist mir klar; mir als Normalsterblichen ist es einfach zu mühsam, mir die Abwicklung geometrisch herzuleiten und auch zu zeitaufwendig, tut mir leid.

Und ehrlich: mir macht es auch tierisch viel mehr Spaß, das Ding durch den Blender / Unfolder zu jagen...

Und so kann jeder der Philosophie anhängen, die ihm mehr zusagt.

Schönen Gruss
Bernhard

Wolfgang Pesek

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35

Samstag, 24. Juli 2010, 15:01

Danke Woody - ich betrachte das als kleine Herausforderung - mit Rhino hatte
ich das Ergebnis in 3 min :D *SCNR*

back2Blender now !
»Wolfgang Pesek« hat folgendes Bild angehängt:
  • cylinder.jpg
In principio erat glutinis Gründungsmitglied der HobbyModel-Gang und Luft46-Gang Den Kartonbauer in seinem Lauf, hält weder Bogen- noch Klebermangel auf!

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »Wolfgang Pesek« (24. Juli 2010, 15:02)


woody

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Sonntag, 25. Juli 2010, 08:18

Hallo Wolfgang

Zitat

Danke Woody - ich betrachte das als kleine Herausforderung - mit Rhino hatte
ich das Ergebnis in 3 min :D *SCNR*
Muttu lesen:

Zitat

Konstruktion und Abwicklung keine 5 Minuten!
oder mathematisch: tc < 5min
Das schließ ja 3 Minuten nicht aus ... :P :D

Aber ehrlich: Danke, dass Du meine Kalkulation mit einem anderen Programm bestätigen konntest. Letzten Endes waren wir so schnell, dass man mit keinem 2D Programm der Welt auch nur ansatzweise da dran kommen könnte. Und das soll ja auch die Sinnhaftigkeit des Einsatzes aktueller Techniken beweisen.

Servus, Woody

waltair

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Beruf: Zeichner, Archivar, Restaurator, Konstrukteur, Bürotrottel, also wasn nu?

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37

Sonntag, 25. Juli 2010, 18:29

Es soll jetzt nicht nach Angeberei ausschauen oder sonst was - aber mit einem 2D Programm wäre es nicht möglich gewesen diesen Teil (1. Foto) abzuwickeln. Eigentlich ist dieser Teil unmöglich abzuwickeln, weil er in alle Richtungen gekrümmt ist. Sogar mit Rhino hab ich seeeehr lange gebraucht um eine Lösung zu finden. Ob es mit Blender besser gegangen wäre, kann ich nicht sagen. Ich hab mich damit nie beschäftigt.

Solch eine Figur die Woody beschrieben hat, kommt sogar in etwas abgeänderter Form beim Starfighter vor. Der Rumpfquerschnitt bei den Lufteinlässen ist eine querliegende Ellipse und verändert sich nach hinten in einen Kreis. Also so abwegig ist dieses Beispiel nicht.

Normale Körper abzuwickeln ist auch mit 2D Programmen oder simplen Zeichenprogrammen möglich. Bei einem Würfel oder einem Zylinder brauch ich nicht einmal nachdenken. Da reicht ein wenig Wissen in geometrischem Zeichnen und ein Taschenrechner (oder Papier und Bleistift, wenn man es ganz rustikal mag). Aber sobald Kegelstümpfe mit verschiedenen Basis- und Deckflächen ins Spiel kommen, die noch dazu versetzt zueinander oder gar Ellipsen oder Kombinationen aus Kreisen und Ellipsen sind, DANN wirds heftig. Wenn dann die Abwicklung dann so aussieht wie auf dem zweiten Foto, dann is nix mehr mit rechnen. Das bekommt man kaum mehr ohne technischem Hilfsmittel hin.

Nix für ungut....

waltair
»waltair« hat folgende Bilder angehängt:
  • Neues Bild (5).jpg
  • Neues Bild (6).jpg
Es kann nicht sein, dass man in zwei verschiedenen Städten verschieden lange zum Bahnhof braucht!

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Beruf: Administrator

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38

Montag, 26. Juli 2010, 12:46

Hallo Ihr Lieben,

wir haben den User "Mensch" auf dessen eigenen Wunsch entsorgt und dessen Beiträge gelöscht.
Dadurch gab es in diesem Thread textliche Lücken, die wir dadurch eleminiert haben, dass wir sämtliche Beiträge, die sich mit dem User "Mensch" beschäftigt haben, entsorgt haben.

Wir wollen nicht, dass dieser wirklich interessante Thread durch die Beiträge eines einzigen Troll's seinen Sinn verliert.

Danke für Euer Verständnis.

Euer Foren-Admin
Der Foren-Admin spricht im Namen der Betreiber und Moderatoren von Kartonbau.de

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