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第4课神奇的魔方

河南科学技术版八年级下册

1.了解魔方的特点。

2.能使用“抽壳”对实体进行特殊处理，并通过“阵列”完成对实体复制的基本编辑。

3.完成四阶魔方的三维建模。

学习目标

新课导入

魔方是一种益智玩具，深受广大青少年的喜爱，常见魔方有二阶、三阶、四阶等，如图所示。

实践活动

小组合作探讨以下几个问题，并且相互分享。

1.什么是魔方？它的发明人是谁？

2.魔方的发展状况如何？类别有几种？

3.魔方的玩法有哪些？

知识链接

魔方是匈牙利籍的发明家、雕刻家和建筑学教授厄尔诺·鲁比克于1974年发明的机械益智玩具。鲁比克在完成第一个作品以后，转动了几下，发现原本齐整的魔方竟然很难恢复，于是他意识到这个新的发明会很不简单。作为魔方的发明人，鲁比克教授拥有匈牙利专利，却没有申请国际专利。

魔方发明后不久就风靡世界，人们发现这个由小方块组成的玩意儿实在是奥妙无穷。

魔方六个面贴纸通常由红、黄、蓝、绿、白、橙六种颜色组成。各个时期和地方的版本贴纸方法会有区别，但基本上是前红、后橙、上黄、下白、左蓝、右绿。如图所示。

知识链接

实践活动

用三维建模软件制作如图所示的四阶魔方。

实践活动

（1）分析造型结构，理清制作思路。

（2）根据结构特征，思考使用工具命令：用【基本实体】中的“六面体”命令创建立方体，用【特殊功能】中的“抽壳”命令将立方体内部抽空，但外部完整，用【特征造型】中的“圆角”命令将立方体每个边处理光滑，用【基本编辑】中的“阵列”命令，复制出每层16个共4层立方体，选中立方体的一个面用【特征造型】

中的“拉伸”命令做成外部贴块，贴块的四个棱边做圆角处理，把贴块复制到每个立方体上，最后给每个面进行着色。

实践活动

四阶魔方有六个面，每个面颜色不同，共有64（4×4×4）个小立方体构成，每个小立方体内部是中空的，边缘是光滑的，外部的每个面上贴有颜色块。

1.创建立方体

视图导航器选择上视图，用【基本实体】中的“六面体”命令在原点处建立默认正六面体，点击“确定”后完成。如图所示。

实践活动

2.抽壳

用【特殊功能】中的“抽壳”命令将立方体内部抽空，厚度参数为-2，不选择开放面，点击“确定”后完成。如图所示。

实践活动

3.圆角

用【特征造型】中的“圆角”命令将立方体每个边处理光滑，参数为2，点击“确定”后完成。如图所示。

实践活动

4.阵列

用【基本编辑】中的“阵列”命令先复制每层16个立方体，长度为60，数量为4，点击“确定”完成；

实践活动

4.阵列

再用“阵列”命令复制出4层，一个方向参数同上，另一个方向数量改为1，点击“确定”完成。如图所示。

实践活动

5.设置基体层

为了便于观察，将魔方基本色统一设置为灰色，点击“确定”完成设置。如图所示。

实践活动

6.贴块制作

选择一个立方体平面，用【特征造型】中的“拉伸”命令制作正六面体外部贴块，高度参数为-0.5；并将正六面体四条竖边用“圆角”命令处理光滑，参数为1，在选择边时要将“过滤器”选为“边”，同时要用鼠标滚轮放大造型，右键旋转造型便于操作观察，如图所示。

实践活动

7.复制贴块

将制作好的贴块再复制出5块，用“自动吸附”命令分别移到每一面的左上角处。如图所示。

实践活动

7.复制贴块

每面贴块按魔方颜色规律着色后，再用“阵列”命令，将每一面都贴上相应的颜色块。如图所示。

8.保存作品

选择主菜单下“保存”命令，完成文件的保存工作。

拓展阅读

魔方制作小窍门

1.如果连续执行相同的命令操作时，可在执行第一次操作完成后，单击鼠标滚轮，软件会自动重复执行上一次操作命令，每一次操作后要单击“确定”按钮才能完成操作。

2.使用“自动吸附”命令时，先选择要移动的物体，后选择目标位置。

3.每一面的正六面体复制到位后，按照魔方的颜色规律“前红、后橙、上黄、下白、左蓝、右绿”，利用视图导航器，配合选择六个面进行着色，然后再用“阵列”命令，可提高制作效率。

4.在魔方面上进行正六面体贴块的各项操作时，要灵活运用鼠标放大、缩小、旋转视图，耐心细致地进行操作。进行阵列操作时，要注意每个方向的x、y、z坐标值变化，鼠标不好控制时，可直接在命令框中修改坐标值改变阵列方向，从而达到制作要求。

练习提升

1.查找三阶魔方复原的公式并尝试完成。

2.学会四阶魔方的制作方法后，尝试制作五阶魔方。