LS1.7 - Schnittstelle zwischen Digitalisierung und Konstruktion: Unterschied zwischen den Versionen

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===Normales Lernen===
===Gemeinsames Lernen===
 
Die Grundlagen des STL-Formtes erläutert dir nun die Projektlehrkraft.
 
====PLY-Format====
 
Das Polygon File Format (kurz PLY oder auch bekannt als Stanford Triangle Format) ist ein Dateiformat zur Speicherung dreidimensionaler Daten, das ursprünglich zur Verwendung mit 3D-Scannern konzipiert wurde.
 
Das Format zeichnet sich aus durch eine einfache Beschreibung einzelner Objekte als Listen von Polygonen. Für Vorder- und Rückseite eines Polygons können unterschiedliche Attribute definiert werden, wie zum Beispiel: Farbe, Transparenz, Oberflächen-Normalen, Textur-Koordinaten oder Konfidenz-Werte gemessener Daten.<ref>https://de.wikipedia.org/wiki/Polygon_File_Format</ref>
 
====OBJ-Format====
 
Das Wavefront OBJ-Format ist ein einfaches Format für 3D-Modelle, das von vielen 3D-Modellierern und Renderprogrammen unterstützt wird. Es besteht aus zwei Teilen: einer .OBJ-Datei, die die geometrischen Daten des Modells enthält, und einer .MTL-Datei, die die Materialeigenschaften des Modells beschreibt.
 
Die .OBJ-Datei enthält Informationen über die Positionen der Eckpunkte, die Normalenvektoren der Flächen und die Texturkoordinaten des Modells. Es kann auch Informationen über die Vertex-Normalen und Texturkoordinaten enthalten, die zur Berechnung von Beleuchtung und Schattierung verwendet werden.
 
Die .MTL-Datei enthält Informationen über die Materialeigenschaften des Modells, wie z.B. die Farbe und die Textur des Modells. Es kann auch Informationen über die Reflektivität, Transparenz und die Glanzlichter des Modells enthalten.
 
Das Wavefront OBJ-Format ist einfach zu lesen und zu schreiben und wird deshalb oft verwendet, um 3D-Modelle zu speichern und zu exportieren. Es unterstützt jedoch nur einfache geometrische Formen und hat keine Unterstützung für Animationen oder Skelettanimationen.




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''Name'' ist der frei wählbare Name des Objektes. Jeder vertex ''x y z'' legt jeweils die Koordinaten des ersten, zweiten und dritten Eckpunktes fest. Die Ecken müssen von außen gesehen gegen den Uhrzeigersinn aufgeschrieben werden!
''Name'' ist der frei wählbare Name des Objektes. Jeder vertex ''x y z'' legt jeweils die Koordinaten des ersten, zweiten und dritten Eckpunktes fest. Die Ecken müssen von außen gesehen gegen den Uhrzeigersinn aufgeschrieben werden!
====PLY-Format====
Das '''[https://de.wikipedia.org/wiki/Polygon_File_Format Polygon File Format]''' (Abkürzung: '''PLY''', Dateinamenserweiterung: .ply) ist auch ein Dateiformat zur Speicherung dreidimensionaler Daten.
Mit diesem Format können einzelne 3D-Objekte als Zahlenlisten von [https://de.wikipedia.org/wiki/Polygon Polygonen] gespeichert werden. Polygon heiß Vieleck. Es können also nicht nur Dreiecke sondern auch Rechtecke, Fünfecke usw. dargestellt werden.
Für Vorder- und Rückseite eines Polygons können außerdem im Gegensatz zum STL-Format weitere Eigenschaften definiert werden. Möglich sind z.B. Farbe, Transparenz, Oberflächen-Normalen und [https://de.wikipedia.org/wiki/UV-Koordinaten Textur-Koordinaten]. Eine Textur ist ein Bild, das auf der Oberfläche eines 3D-Objektes dargestellt wird.<ref>https://de.wikipedia.org/wiki/Polygon_File_Format</ref>
====OBJ-Format====
Das [https://de.wikipedia.org/wiki/Wavefront_OBJ '''Object-Wavfront-Format'''] (Abkürzung: '''OBJ''', Dateinamenserweiterung: .obj) ist ein offenes Dateiformat zum Speichern von dreidimensionalen Daten.
Das OBJ-Format speichert Vertices, Textur-Koordinaten, Normalen, Flächen und Glättungen. Materialeigenschaften (z. B. Spiegelung, Transparenz, Glanzlicht usw.) werden in einer separaten Materialdatei definiert. Sie kann auch Angaben zu einer Textur enthalten. Die Texturdatei wird als Bild separat gespeichert und in der Materialdatei verlink. Die Materialdatei hat die Dateiendung .mtl (von engl. material template library).<ref>https://de.wikipedia.org/wiki/Wavefront_OBJ</ref>




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[[file:dw_blender_normalen_i720.mp4]]
[[file:dw_blender_normalen_i720.mp4]]


===Selbstlernen===
===Selbstlernen===

Version vom 25. Januar 2023, 23:32 Uhr

Gemeinsames Lernen

STL-Format

Beim STL-Dateiformat (Surface Tesselation Language, Beschreibung der Oberfläche durch Dreiecke) es sich um eine standardisierte Schnittstelle vieler CAD-Systeme für 3D-Daten.

Ein dreidimensionales Objekt wird beim STL-Dateiformat mit Hilfe vieler Dreiecke dargestellt. Ein Dreieck besteht dabei aus drei Eckpunkten (engl. Vertex, Vertices) und drei Kanten (engl. Edge, Edges). Diese bilden zusammen eine dreieckige Fläche (engl. Face, Faces).

3 Punkte definieren ein Dreieck in einer STL-Datei

Man benötigt je drei Koordinaten im dreidimensionalen Koordinatensystem (x,y,z) für die Eckpunkte. Die Ecken müssen von außen gesehen gegen den Uhrzeigersinn aufgeschrieben werden. Damit wird festgelegt, wo die Außen- und wo die Innenseite der Fläche ist.

Das sieht dann in einer STL-Datei z.B. so aus: 


solid name
 facet normal
  outer loop
   vertex x y z
   vertex x y z
   vertex x y z
  endloop
 endfacet
endsolid name


Name ist der frei wählbare Name des Objektes. Jeder vertex x y z legt jeweils die Koordinaten des ersten, zweiten und dritten Eckpunktes fest. Die Ecken müssen von außen gesehen gegen den Uhrzeigersinn aufgeschrieben werden!


PLY-Format

Das Polygon File Format (Abkürzung: PLY, Dateinamenserweiterung: .ply) ist auch ein Dateiformat zur Speicherung dreidimensionaler Daten.

Mit diesem Format können einzelne 3D-Objekte als Zahlenlisten von Polygonen gespeichert werden. Polygon heiß Vieleck. Es können also nicht nur Dreiecke sondern auch Rechtecke, Fünfecke usw. dargestellt werden.

Für Vorder- und Rückseite eines Polygons können außerdem im Gegensatz zum STL-Format weitere Eigenschaften definiert werden. Möglich sind z.B. Farbe, Transparenz, Oberflächen-Normalen und Textur-Koordinaten. Eine Textur ist ein Bild, das auf der Oberfläche eines 3D-Objektes dargestellt wird.[1]

OBJ-Format

Das Object-Wavfront-Format (Abkürzung: OBJ, Dateinamenserweiterung: .obj) ist ein offenes Dateiformat zum Speichern von dreidimensionalen Daten.

Das OBJ-Format speichert Vertices, Textur-Koordinaten, Normalen, Flächen und Glättungen. Materialeigenschaften (z. B. Spiegelung, Transparenz, Glanzlicht usw.) werden in einer separaten Materialdatei definiert. Sie kann auch Angaben zu einer Textur enthalten. Die Texturdatei wird als Bild separat gespeichert und in der Materialdatei verlink. Die Materialdatei hat die Dateiendung .mtl (von engl. material template library).[2]


Logo methode auftrag.png

Punktewolke des Stumpfes ins STL-Format "exportieren"

Die Punktewolke deines eckigen Stumpfes muss nun in das STL-Format exportiert werden. (Solltest du in der Lernsituation 1 im Level 1 einen Quader digitalisiert haben, dann sprich bitte unbedingt jetzt deine Lehrerin bzw. deinen Lehre an!

Du sollst alle Dreiecks-Flächen (Faces) der Punktewolke ins STL-Format "exportieren".

Der Screencast unten zeigt dir, wie du vorgehen musst. Sollten die Kontrolllinien bei der Kontrolle nicht nach außen zeigen, dann hast du deine Eckpunkte von außen gesehen nicht gegen sondern im Uhrzeigersinn geschrieben. Korrigiere deine STL-Datei entsprechend.

Wenn du fertig bist, speichere die fertige STL-Datei an geeigneter Stelle (Beachte das Datenmanagement!) in deinem Home-Verzeichnis.

Drucke deine STL-Datei aus und füge sie deinen Unterlagen hinzu.

Fertige ein Bildschirmfoto mit den richtigen Kontrollinien in Blender an. Drucke es aus und hefte es ebenfalls in deine Mappe.


Video zur Darstellung der Normalen mit Blender 2.8 (im obigen Video wird noch Blender 2.7 verwendet)!



Selbstlernen

Wähle nun, evtl. mit Beratung durch die Projektlehrerin bzw. den Projektlehrer, einen zu dir und deiner Motivation passenden Kompetenzlevel aus.

Dies sind die Jobs to do und die Kompetenzchecklisten für die einzelnen Kompetenzlevel:

Den Job to do zum Schreiben der STL-Datei brauchst du beim Selbstlernen nicht mehr zu erledigen. Aus Zeitgründen hast du das mit Unterstützung der Projektlehrkraft schon erledigt.


In der abschließenden Referenzierung musst deinen Kompetenzlevel nachweisen! Kontrolliere dazu folgendes, bevor du deine Referenzierung vorbereitest:

  • Dein gewählter Kompetenzlevel im Kompetenzraster ist markiert.
  • Deine neu erworbenen Kompetenzen sind in der passenden Checkliste sind markiert.

Du kannst eine beliebige Referenzierungsmethode auswählen! Wähle eine für dich passende aus. Gern kannst du auch eine eigene andere Methode verwenden.


Folgende Referenzierungsmethoden sind für diese Referenzierung (aus Sicht deiner Lehrkräfte) besonders geeignet, deinen ausgewählten und erarbeiteten Kompetenzlevel zu bestätigen:

Die Referenzierung darf nicht länger als 8 Minuten dauern! Übe deine Referenzierung vorher!



Quellen

  1. ↑ https://de.wikipedia.org/wiki/Polygon_File_Format
  2. ↑ https://de.wikipedia.org/wiki/Wavefront_OBJ
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