钟艺;吴迪
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【摘 要】实验仪器的设计过程中,会在做出需要的三维物理实验仪器上花费很多时间和精力,也就是说从软件的操作面上看,设计一个产品会消耗比较多的人力物力,为了短时高效地进行产品的开发设计,采用SketchUp是一个很好的选择.SketchUp是一个极受欢迎并且易于使用的3D设计软件,软件界面简洁,可以设计出除了和其他的三维设计软件如Pro/E、SolidWorks等一样的复杂结构的模型外,还具有模型演示功能.通过对现有辅助软件的对比筛选,首次将原本用于建筑领域的作图软件SketchUp引入物理实验模型的设计领域中.目前许多学校设立了大学物理实验网站,学生可以利用业余时间学习实验原理、实验操作等,但问题是目前的网站多半是文字叙述加上仪器图片的二维展示,与现实实验相差甚远.利用SketchUp可以短时高效地进行项目开发,开发出大学物理实验三维立体仪器模型,为虚拟大学物理实验打下坚实基础；必将对教育、教学质量的提高,学生学习兴趣及能力的培养起到积极、重要的作用.%Commonly, the modeling of a product consumes much manpower and material resources. In order to efficiently develop product in a shorter period of time, using SketchUp is a very good choice. SketchUp is a quite popular and easy to use 3D design software, its interface is simple, and can be used to design 3D complex structure model just like Pro/E, SolidWorks, etc. In addition, it still has model demonstration function. By comparing and choosing current assistant software, we selected SketchUp software designing physics experimental Instruments. Now many colleges have set up general physics experiment sites, students can use their spare time browsing the sites to learn the experiments, theory and operation. But the problem is that these sites mostly present text with 2D images of instruments, which are far from real experiments. SketchUp can be used effectively to develop three-dimensional physics experimental instrument models, which lays a solid foundation for the virtual physics experiments in universities. Undoubtedly, it will play an important role in improving the quality of education, teaching, as well as arousing students' learning interest and cultivating abilities.
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【期刊名称】《沈阳师范大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2012(030)004
【总页数】4页(P482-485)
【关键词】物理实验仪器;3D模型;SketchUp
【作 者】钟艺;吴迪
【作者单位】大连大学物理科学与技术学院,辽宁大连 116622;大连大学物理科学与技术学院,辽宁大连 116622
【正文语种】中 文
【中图分类】O4-39
0 引 言
在物理实验仪器库设计的过程中，如何形象直观地建立物理实验仪器模型是一个重要任务。传统绘图方式，如CAD需要很强的机械以及计算机方面的专业知识，而且还需要操作者很强的空间想象能力［1］。这就要求物理实验教师们在原本物理专业知识之外花费大量时间及精力学习掌握机械制图的技巧。因此，选择一种简单易用，同时又能很好地对物理
实验仪器建模起到辅助作用的计算机软件是非常重要的［2］。通过对现有的支持物理实验仪器建模软件的常用作图软件CAD、PhotoShop、3DStudio Max，SketchUp对比筛选［3］，将原本用于建筑设计领域的作图软件草图大师SketchUp引入到物理实验仪器模型设计中。SketchUp是一个极受欢迎并且易于使用的3D设计软件，软件界面简洁，还具有模型演示等功能，所以广泛应用于很多领域［4］。在物理实验仪器模型设计方面具有只用鼠标就可实现常见大学物理实验仪器模型的创建工作，再通过变形，就能够建造出各种各样的复杂物理实验仪器的三维模型［5］。
1 SketchUp软件概述
SketchUp是一套直接面向设计方案创作过程的设计工具，其创作过程不仅能够充分表达设计师的思想而且完全满足与客户即时交流的需要，它使得设计师可以直接在电脑上进行十分直观的构思，将它比喻作电子设计中的“铅笔”。在SketchUp中建立三维模型就像使用铅笔在图纸上作图一般，SketchUp本身能自动识别这些线条，加以自动捕捉。它的建模流程简单明了，就是画线成面，而后挤压成型，这也是建筑建模最常用的方法［6］。SketchUp绝对是一款适合于设计师使用的软件，因为它的操作不会成为设计者的障碍，而
使其可以专注于设计本身了。并且用户可以将使用SketchUp创建的3D模型直接输出至Google Earth里［7］，是三维建筑设计方案创作的优秀工具。
图1 分光计实验仪器实物
1.1 SketchUp软件特点坐式安全带
SketchUp是一款适合于设计师使用的软件，简洁的操作是它最为突出的特点，设计师专注于创作本身而不必考虑软件的使用，是一套面向设计方案创作过程的设计工具，在三维环境模拟、空间分析、形体构思、形体表达上是其他传统工作软件无法比拟的［8］，设计师可以直接在电脑上进行十分直观的构思，准确地控制设计成果。SketchUp辅助建筑设计思想最重要的一点是试图使建筑师在设计的整个过程均可使用该软件，从设计构思到表现的各个环节，它克服了当前存在的设计与计算机表现脱节的弊病，让设计师回归设计与表现连贯进行的传统工作模式上来。设计师可以借助SketchUp这些特性随心所欲的在相对准确而真实的模拟环境中进行设计创作构思，决策将更加合理、科学，方案构思更具说服力。
1.2 SketchUp软件的基本操作
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SketchUp软件的界面简洁，设置有标题栏、菜单栏、工具栏、选项栏、状态栏、设计栏、图形窗口等，使得工作效率得到大大提高。常用的操作主要有极端简化建模工具和编辑工具、方便快捷的视图操作工具。SketchUp完全避免了其他设计软件的复杂性，甚至不必懂英语即可顺利操作［9］。常用的绘图工具只有直线、矩形、圆形、弧线等，加上路径跟随和模型交错命令，即可完成绝大部分模型的制作。所有命令都可以定义快捷键，使得工作流程十分流畅。如果将工具图标隐藏，留出大部分的绘图区域，用快捷键操作，可大大提高工作效率。在设计三维物理实验仪器方面有着只用鼠标就可实现方形和圆形等图形的创作，再通过变形，就能够作出各种各样的三维物理实验仪器模型。
2 实验仪器模型设计
节能减排设备根据SketchUp的基本使用方法，并分析物理实验仪器的组成，选取其中最具有代表性的实验仪器进行模型建造，再制成模型库。模型库建立之后，可以在以后的设计中，如遇到相似结构的仪器，可以将建立好的模型直接导入，极大的方便了以后的实验仪器的建造。另外，由于SketchUp的开放性平台（3DWarehouse），也可以通过网络共享，在全球范围内进行交流与探讨［10］。下面就以分光计的模型制作为例来展示整个仪器的制作过程。
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