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自定义魔方模型的建立 [复制链接]

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发表于 2020-3-16 19:21:54 |只看该作者 |倒序浏览
本帖最后由 hubo5563 于 2020-3-27 11:08 编辑

             一个魔方主要有外形、切割方式、转动方式和配色来决定的。
            最近几个月我一直在做自定义魔方的仿真软件,最后提交一个可以让用户自己定义形状,自己定义切割深度和转动方式,自己定义配色的java软件。
                   自定义形状可以用逐步切割做到,开始设定一个立方体,逐步用不同的平面或球面进行切割,最后达到自己要求。
            每个切割面由表示平面法向量的一个三维点,和到原点距离,以及曲率半径表示。
                  例如(1.2,3.1,-1.5),1.4,5.13;
           就是以坐标原点到点P(1.2,3.1,-1.5),再单位化后为面的法向量,1.4表示切割面到中心,也是坐标原点的距离,5.13是切割面的球面半径。
           这个数为0,代表切割面是平面,这个数为负数,代表该面为凹球面,为正代表凸球面。 你可以自己用任意多的切割面来切割立体,最后就出来一个多面体。
                 用这样可以实现任何凸多面体的构造,但对一般人来说比较麻烦。
                 本软件提供几个有效的标准切割,即可以用来构造对称外形,又能提供对称切割魔方的
          切割。另外,本软件还提供一些标准立体,主要是五个正多面体,13个半正多面体,13个卡塔兰多面体,13个截角卡塔兰多面体,22面体,小斜五魔方,大斜五魔方等常用外形。
                 本软件提供各种基本立体的对偶算法,点对偶算法,棱对偶算法,球面化算法,锥面化算法几种多面体算法。可以自己切割出基本立体,利用这些算法实现立体的变换,来变成更复杂的几何体。
           下面先分享一些外形,这些都可以任意定义切割。
                 软件现在还是半成品,主要有输入语言设计没有完成,这些外形功能上都调试通过了。但还有怎么切割,怎么输入,还没有编好程序。还有大量程序要编写。估计完成整个程序还需要至少两个月时间。

          截角四面体.JPG

          截角八面体.JPG

          扭棱立方体02.JPG

       截半立方体.JPG
        
         扭棱立方体01.JPG

       大斜方截半立方体01.JPG

       大斜方截半十二面体01.JPG

大斜方截半十二面体球面化.JPG (29.87 KB, 下载次数: 49)

大斜方截半十二面体球面化.JPG

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截角十二面体.JPG

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截角立方体.JPG

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截半十二面体.JPG

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三角化八面体.JPG

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菱形三十面体.JPG

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菱形十二面体01.JPG

锥面球面化截角三角化四面体2.JPG (35.56 KB, 下载次数: 53)

锥面球面化截角三角化四面体2.JPG

锥面球面化截角三角化四面体.JPG (34.57 KB, 下载次数: 51)

锥面球面化截角三角化四面体.JPG

锥面球面化的截角鸢形60面体.JPG (55.53 KB, 下载次数: 49)

锥面球面化的截角鸢形60面体.JPG

锥面化双截角五角化十二面体.JPG (59.39 KB, 下载次数: 47)

锥面化双截角五角化十二面体.JPG

锥面化球面化双截角五角化十二面体.JPG (57.82 KB, 下载次数: 49)

锥面化球面化双截角五角化十二面体.JPG

锥面化截角五角化十二面体2.JPG (59.4 KB, 下载次数: 47)

锥面化截角五角化十二面体2.JPG

锥面化截角五角化十二面体.JPG (55.67 KB, 下载次数: 49)

锥面化截角五角化十二面体.JPG

锥面化截角三角化四面体2.JPG (38.22 KB, 下载次数: 47)

锥面化截角三角化四面体2.JPG

锥面化截角三角化四面体.JPG (39.2 KB, 下载次数: 49)

锥面化截角三角化四面体.JPG

双截角五角化十二面体.JPG (34.43 KB, 下载次数: 50)

双截角五角化十二面体.JPG

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双截角六角化二十面体.JPG

球面化双截角五角化十二面体.JPG (40.55 KB, 下载次数: 53)

球面化双截角五角化十二面体.JPG

球面化球面化双截角五角化十二面体.JPG (62.34 KB, 下载次数: 48)

球面化球面化双截角五角化十二面体.JPG

球面化截角三角化四面体.JPG (31.51 KB, 下载次数: 49)

球面化截角三角化四面体.JPG

球面化的截角鸢形60面体.JPG (38.45 KB, 下载次数: 48)

球面化的截角鸢形60面体.JPG

截角鸢形60面体的对偶多面体.JPG (40.74 KB, 下载次数: 45)

截角鸢形60面体的对偶多面体.JPG

截角鸢形60面体.JPG (34.07 KB, 下载次数: 43)

截角鸢形60面体.JPG

截角五角化十二面体.JPG (34.56 KB, 下载次数: 43)

截角五角化十二面体.JPG

截角三角化四面体.JPG (25.55 KB, 下载次数: 48)

截角三角化四面体.JPG

截角六角化二十面体.JPG (38.58 KB, 下载次数: 43)

截角六角化二十面体.JPG

负锥面化双截角五角化十二面体.JPG (57.69 KB, 下载次数: 51)

负锥面化双截角五角化十二面体.JPG

负锥面化截角三角化四面体2.JPG (34.73 KB, 下载次数: 53)

负锥面化截角三角化四面体2.JPG

负锥面化截角三角化四面体.JPG (40.81 KB, 下载次数: 50)

负锥面化截角三角化四面体.JPG

凹球面五角60面体.JPG (34.83 KB, 下载次数: 51)

凹球面五角60面体.JPG

复合鸢形二十四面体对偶02.JPG (47.88 KB, 下载次数: 49)

复合鸢形二十四面体对偶02.JPG

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复合鸢形二十四面体对偶01.JPG

复合菱形三十面体对偶01.JPG (53.77 KB, 下载次数: 48)

复合菱形三十面体对偶01.JPG

符合对偶十二面体07.JPG (45.17 KB, 下载次数: 55)

符合对偶十二面体07.JPG

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符合对偶十二面体06.JPG

符合对偶十二面体05.JPG (42.42 KB, 下载次数: 46)

符合对偶十二面体05.JPG

符合对偶十二面体04.JPG (40.65 KB, 下载次数: 41)

符合对偶十二面体04.JPG

符合对偶十二面体03.JPG (38.68 KB, 下载次数: 42)

符合对偶十二面体03.JPG

符合对偶十二面体02.JPG (40.17 KB, 下载次数: 51)

符合对偶十二面体02.JPG

符合对偶十二面体01.JPG (34.4 KB, 下载次数: 53)

符合对偶十二面体01.JPG

符合对偶十二面体.JPG (43.84 KB, 下载次数: 49)

符合对偶十二面体.JPG

正十二面体台面化01.JPG (41.18 KB, 下载次数: 46)

正十二面体台面化01.JPG

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正二十面体台面化01.JPG

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鸢形60面体台面化01.JPG

鸢形24面体台面化01.JPG (46.8 KB, 下载次数: 45)

鸢形24面体台面化01.JPG

五角24面体台面化01.JPG (58.48 KB, 下载次数: 45)

五角24面体台面化01.JPG

复合鸢形二十四面体对偶02.JPG (47.95 KB, 下载次数: 45)

复合鸢形二十四面体对偶02.JPG

复合鸢形二十四面体对偶01.JPG (50.07 KB, 下载次数: 50)

复合鸢形二十四面体对偶01.JPG

复合菱形三十面体对偶01.JPG (53.85 KB, 下载次数: 48)

复合菱形三十面体对偶01.JPG

符合对偶十二面体07.JPG (45.21 KB, 下载次数: 46)

符合对偶十二面体07.JPG

符合对偶十二面体06.JPG (60.53 KB, 下载次数: 49)

符合对偶十二面体06.JPG

符合对偶十二面体05.JPG (42.46 KB, 下载次数: 48)

符合对偶十二面体05.JPG

符合对偶十二面体04.JPG (40.68 KB, 下载次数: 46)

符合对偶十二面体04.JPG

符合对偶十二面体03.JPG (38.73 KB, 下载次数: 54)

符合对偶十二面体03.JPG

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符合对偶十二面体02.JPG

符合对偶十二面体01.JPG (34.46 KB, 下载次数: 50)

符合对偶十二面体01.JPG

符合对偶十二面体.JPG (43.92 KB, 下载次数: 45)

符合对偶十二面体.JPG

错误2020-3-24-001.JPG (34.96 KB, 下载次数: 47)

错误2020-3-24-001.JPG

92面体复合对偶01.JPG (75.17 KB, 下载次数: 50)

92面体复合对偶01.JPG

22面体台面化02.JPG (50.31 KB, 下载次数: 44)

22面体台面化02.JPG

22面体台面化01.JPG (42.89 KB, 下载次数: 49)

22面体台面化01.JPG

22面体台面化.JPG (41.41 KB, 下载次数: 49)

22面体台面化.JPG

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发表于 2020-3-16 19:34:21 |只看该作者
本帖最后由 hubo5563 于 2020-3-16 20:16 编辑

没有整理次序

图片都是调试程序的截图。


正十二面体锥面化.JPG (31.21 KB, 下载次数: 45)

正十二面体锥面化.JPG

正十二面体凸锥面化.JPG (32.01 KB, 下载次数: 39)

正十二面体凸锥面化.JPG

正十二面体球面化.JPG (28.74 KB, 下载次数: 47)

正十二面体球面化.JPG

正十二面体.JPG (26.74 KB, 下载次数: 49)

正十二面体.JPG

正二十面体球面化.JPG (29.94 KB, 下载次数: 48)

正二十面体球面化.JPG

正二十面体负锥面化1.JPG (34.45 KB, 下载次数: 41)

正二十面体负锥面化1.JPG

正二十面体负锥面化.JPG (36.28 KB, 下载次数: 45)

正二十面体负锥面化.JPG

正二十面体01.JPG (31.88 KB, 下载次数: 45)

正二十面体01.JPG

鸢形六十面体球面化.JPG (32.13 KB, 下载次数: 46)

鸢形六十面体球面化.JPG

鸢形六十面体01.JPG (32.3 KB, 下载次数: 43)

鸢形六十面体01.JPG

鸢形二十四面体球面化.JPG (26.61 KB, 下载次数: 48)

鸢形二十四面体球面化.JPG

鸢形二十四面体01.JPG (24.58 KB, 下载次数: 44)

鸢形二十四面体01.JPG

一个多面体对偶的球面化.JPG (27.22 KB, 下载次数: 49)

一个多面体对偶的球面化.JPG

小斜方截半十二面体.JPG (32.66 KB, 下载次数: 43)

小斜方截半十二面体.JPG

小斜方截半立方体01.JPG (24.29 KB, 下载次数: 45)

小斜方截半立方体01.JPG

小截角八面体球面化.JPG (26.57 KB, 下载次数: 45)

小截角八面体球面化.JPG

五角化十二面体01.JPG (33.89 KB, 下载次数: 44)

五角化十二面体01.JPG

五角二十四面体球面化.JPG (27.58 KB, 下载次数: 38)

五角二十四面体球面化.JPG

五角二十四面体02.JPG (22.19 KB, 下载次数: 43)

五角二十四面体02.JPG

五角二十四面体01.JPG (20.99 KB, 下载次数: 47)

五角二十四面体01.JPG

五角60面体球面化.JPG (34.88 KB, 下载次数: 49)

五角60面体球面化.JPG

五角60面02.JPG (33.32 KB, 下载次数: 46)

五角60面02.JPG

五角60面01.JPG (31.67 KB, 下载次数: 43)

五角60面01.JPG

凸面正十二面体.JPG (29.06 KB, 下载次数: 48)

凸面正十二面体.JPG

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凸面菱形十二面体锥面化.JPG

凸面的Bram557.JPG (24.17 KB, 下载次数: 45)

凸面的Bram557.JPG

凸面的Bram445.JPG (20.19 KB, 下载次数: 42)

凸面的Bram445.JPG

凸面的Bram337.JPG (22.5 KB, 下载次数: 45)

凸面的Bram337.JPG

凸面7棱柱.JPG (22.8 KB, 下载次数: 42)

凸面7棱柱.JPG

凸菱形十二面体.JPG (24.22 KB, 下载次数: 45)

凸菱形十二面体.JPG

四角化六面体球面化.JPG (31.73 KB, 下载次数: 45)

四角化六面体球面化.JPG

四角化六面体01.JPG (24.7 KB, 下载次数: 39)

四角化六面体01.JPG

双七棱锥.JPG (27.08 KB, 下载次数: 44)

双七棱锥.JPG

三角化四面体01.JPG (28.69 KB, 下载次数: 45)

三角化四面体01.JPG

三角化二十面体球面化2.JPG (37.09 KB, 下载次数: 44)

三角化二十面体球面化2.JPG

三角化二十面体球面化.JPG (36.36 KB, 下载次数: 42)

三角化二十面体球面化.JPG

三角化二十面体.JPG (36.69 KB, 下载次数: 54)

三角化二十面体.JPG

三角化八面体球面化.JPG (30.55 KB, 下载次数: 44)

三角化八面体球面化.JPG

三角化八面体.JPG (27.48 KB, 下载次数: 45)

三角化八面体.JPG

七棱柱对偶锥面化.JPG (43.82 KB, 下载次数: 43)

七棱柱对偶锥面化.JPG

七棱柱的棱对偶.JPG (24.3 KB, 下载次数: 45)

七棱柱的棱对偶.JPG

扭棱十二面体球面化2.JPG (33.61 KB, 下载次数: 43)

扭棱十二面体球面化2.JPG

扭棱十二面体球面化.JPG (38.17 KB, 下载次数: 47)

扭棱十二面体球面化.JPG

扭棱十二面体02.JPG (36.56 KB, 下载次数: 43)

扭棱十二面体02.JPG

扭棱十二面体01.JPG (38.21 KB, 下载次数: 44)

扭棱十二面体01.JPG

扭棱立方体02.JPG (26.61 KB, 下载次数: 42)

扭棱立方体02.JPG

扭棱立方体01.JPG (26.62 KB, 下载次数: 47)

扭棱立方体01.JPG

六角化二十面体球面化.JPG (40.81 KB, 下载次数: 41)

六角化二十面体球面化.JPG

六角化二十面体01.JPG (38.31 KB, 下载次数: 53)

六角化二十面体01.JPG

六角化八面体球面化.JPG (33.85 KB, 下载次数: 40)

六角化八面体球面化.JPG

六角化八面体01.JPG (33.16 KB, 下载次数: 36)

六角化八面体01.JPG

菱形十二面体锥面化.JPG (32.44 KB, 下载次数: 46)

菱形十二面体锥面化.JPG

菱形十二面体球面化.JPG (27.39 KB, 下载次数: 43)

菱形十二面体球面化.JPG

菱形十二面体01.JPG (25.33 KB, 下载次数: 43)

菱形十二面体01.JPG

菱形三十面体锥面化.JPG (40.84 KB, 下载次数: 46)

菱形三十面体锥面化.JPG

菱形三十面体球面化.JPG (30.36 KB, 下载次数: 45)

菱形三十面体球面化.JPG

菱形三十面体负锥面化.JPG (35.32 KB, 下载次数: 48)

菱形三十面体负锥面化.JPG

菱形三十面体.JPG (27.04 KB, 下载次数: 41)

菱形三十面体.JPG

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立方体球面化.JPG

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截角四面体.JPG

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截角十二面体.JPG

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截角立方体球面化.JPG

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截角立方体.JPG

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截角二十面体球面化.JPG

截角二十面体.JPG (30.07 KB, 下载次数: 41)

截角二十面体.JPG

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截角八面体.JPG

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截半十二面体.JPG

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截半立方体.JPG

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大斜方截半十二面体球面化.JPG

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大斜方截半十二面体01.JPG

大斜方截半立方体01.JPG (27.44 KB, 下载次数: 40)

大斜方截半立方体01.JPG

不同角度的Bram557.JPG (23.36 KB, 下载次数: 41)

不同角度的Bram557.JPG

不同角度的Bram445.JPG (22.13 KB, 下载次数: 42)

不同角度的Bram445.JPG

凹面正十二面体.JPG (31.72 KB, 下载次数: 48)

凹面正十二面体.JPG

凹面菱形十二面体.JPG (26.48 KB, 下载次数: 49)

凹面菱形十二面体.JPG

572球面化.JPG (47.05 KB, 下载次数: 47)

572球面化.JPG

572.JPG (38.34 KB, 下载次数: 41)

572.JPG

571球面化.JPG (43.08 KB, 下载次数: 47)

571球面化.JPG

571对偶球面化.JPG (42.78 KB, 下载次数: 44)

571对偶球面化.JPG

571对偶.JPG (38.84 KB, 下载次数: 46)

571对偶.JPG

571.JPG (37.31 KB, 下载次数: 44)

571.JPG

351对偶.JPG (25.83 KB, 下载次数: 39)

351对偶.JPG

351.JPG (26.26 KB, 下载次数: 45)

351.JPG

22面体球面化.JPG (27.78 KB, 下载次数: 44)

22面体球面化.JPG

22面体棱对偶多面体的球面化.JPG (33.34 KB, 下载次数: 45)

22面体棱对偶多面体的球面化.JPG

22面体对偶球面化.JPG (31.15 KB, 下载次数: 37)

22面体对偶球面化.JPG

22面体对偶多面体.JPG (25.53 KB, 下载次数: 43)

22面体对偶多面体.JPG

22面体的棱对偶多面体.JPG (27.29 KB, 下载次数: 45)

22面体的棱对偶多面体.JPG

22面体.JPG (22.99 KB, 下载次数: 48)

22面体.JPG

7棱柱棱对偶的球面化2.JPG (38.9 KB, 下载次数: 45)

7棱柱棱对偶的球面化2.JPG

7棱柱棱对偶的球面化1.JPG (40.29 KB, 下载次数: 44)

7棱柱棱对偶的球面化1.JPG

7棱柱棱对偶的球面化.JPG (33.19 KB, 下载次数: 45)

7棱柱棱对偶的球面化.JPG

7棱柱棱对偶的负锥面化3.JPG (34.32 KB, 下载次数: 42)

7棱柱棱对偶的负锥面化3.JPG

7棱柱棱对偶的负锥面化2.JPG (36.09 KB, 下载次数: 44)

7棱柱棱对偶的负锥面化2.JPG

7棱柱棱对偶的负锥面化.JPG (34.12 KB, 下载次数: 44)

7棱柱棱对偶的负锥面化.JPG

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发表于 2020-3-16 20:20:24 |只看该作者
我记得先前已经有一个挺强大的软件了,  不过自定义似乎复杂了些,  很期待胡波老师的成品!

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红魔

Crazy

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发表于 2020-3-16 20:30:51 |只看该作者
胡波先生辛苦了.

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胡波老师666呀支持!

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发表于 2020-3-17 09:04:43 |只看该作者
胡波老师666666666666666666


如果你的生活陷入落魄,那么,不要担心,你

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发表于 2020-3-17 09:54:30 |只看该作者
本帖最后由 redcarrot 于 2020-3-17 10:32 编辑

胡波老师辛苦了!
想问一下那个22面体是如何生成的呢?应该是12个五边形10个六边形?

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翻了一下胡波老师以前的模拟器,看到了这个几何体。五边形面3个一组共有4组,对应立方体组成正四面体的四个顶点;六边形面分为2组,一组四个对应立方体的另外四个顶点,一组六个对应正四面体的棱(或者说立方体的面)。不过还是不知道是不是能从比较常见的几何体生成。感觉如果可以的话只能从三角化四面体或者截角四面体生成,想不清楚……

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发表于 2020-3-17 13:38:45 |只看该作者
redcarrot 发表于 2020-3-17 09:54
胡波老师辛苦了!
想问一下那个22面体是如何生成的呢?应该是12个五边形10个六边形?

用正方体切割生成的,正方体4个角切一刀,假定正方体半边长1,角上切割深度也为1,另四个角度每个角切3刀,切割面法向量与正方形顶点向量夹角为24.53580661度,切割深度1.0670601667。

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发表于 2020-3-18 08:31:29 |只看该作者
胡波老师辛苦了!
期待各种各样不同几何态的魔方。。

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发表于 2020-3-19 18:53:32 |只看该作者
看起来很强大的软件

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