TreeMaker

در TreeMaker یک برنامه برای طراحی پایگاه اریگامی است. شما شکل چوب از پایه بر روی صفحه نمایش در قرعه کشی. هر چوب در شکل چوب ("درخت") خواهد شد یک فلپ بر اساس نمایش داده شود. شما همچنین می توانید محدودیت های مختلف بر روی فلپ قرار می دهد، آنها را مجبور به گوشه، لبه، و یا فلپ میانه، و / یا راه اندازی روابط مختلف تقارن (جفت زبانه مجبور به متقارن در مورد یک خط تقارن از مقاله، به عنوان مثال) . هنگامی که درخت شما تعریف کرده اند، TreeMaker محاسبه الگوی چین کامل برای پایگاه که، هنگامی که خورده، یک طرح دارند (تقریبا زبان، "سایه" آن) معادل است که مشخص شده توسط درخت تعریف. الگوی چین را می توان چاپ کردن، و یا کپی و جا به جا به برنامه گرافیکی دیگر برای پردازش بیشتر است. انتساب چین (کوه یا دره) محاسبه نیست، اما با چند قانون ساده و برخی از اکتشاف با دست، انتساب چین مناسب معمولا می توانید به راحتی یافت می شود.
زمینه
در سال 1989، من مقاله برای مجله مهندسی و علوم در مورد وضعیت تاشو فنی، که، حتی پس از آن، به نظر می رسید در حال پیشرفت با فراز و نشیب نوشت با توجه به تزریق اصول علمی و ریاضی. در بازگویی برخی از ارتباط بین اریگامی، ریاضی، و فن آوری، من نوشت:
محاسبات به شکست در برابر حق درخواست تجدید نظر از کاغذ تا خورده وقتی که، در سال 1971، آرتور اپل برنامه ریزی سیستم آی بی ام 360 کامپیوتر برای چاپ کردن تنظیمات ساده هندسی در نرخ بیش از یک صد دقیقه است. نود درصد ناموفق در نظر گرفته شد، اما آن را یک سوال جالب را افزایش می دهد: می تواند یک کامپیوتر روزی طراحی یک مدل برای طراحی توسط انسان برتر تلقی؟ چون بسیاری از فرایند طراحی هندسی است، چشم انداز است که به عنوان ظالمانه آن را به عنوان ممکن است به نظر می رسد نیست.
در دهه های بعدی را دیدم این حدس و گمان تبدیل به واقعیت (و هیچ کس تعجب بیش از من! بود) در چند سال آینده، تکنیک های طراحی و قدرتمند بسته بندی دایره رودخانه کشف شده بود و نظام های پوشه های متعدد، از جمله خودم، Toshiyuki Meguro در ژاپن، و دیگران است. بر اساس این مفاهیم، ​​من در اوایل 1990s مجموعه به انجام دقیقا همان چیزی است که من در در E من و مقاله S ​​باورند بودم: ارسال یک برنامه کامپیوتری است که می تواند "طراحی" یکی از چهره های اریگامی غیر بدیهی در شرح تعداد، طول بر و ارتباط از فلپ. پس از چند ماه کار من موفق شده بود. و در نتیجه، یک برنامه کامپیوتری، که من لقب TreeMaker، از آن با یک نوع خاص از شکل چوب (نام یک درخت در نظریه گراف) آغاز شده بود.
در ابتدا، TreeMaker کمی بیش از یک کنجکاوی ریاضی و یک ابزار برای بررسی نظریه ریاضی از نحوه طراحی پایگاه بود. نسخه اول کمی بیش از حل مشکل دایره های بسته بندی همراه است، اما هیچ سرنخی که چگونه برای پر کردن در بخش عمده ای از چین داد. در طول سال، به عنوان درک من از الگوهای چین رشد کرد، من اضافه چه دانش من به TreeMaker به دست آورد، با اضافه کردن الگوریتم برای مولکول های محاسبه، اعمال تقارن، و معرفی فشار به شکل چوب و آزاد نسخه های جدید هر چند سال.
در سال 1998، من نسخه 4.0 از TreeMaker، که، علاوه بر از جمله بسیاری از الگوریتم ها طراحی اریگامی، گنجانیده شده یک کد بهینه سازی عددی قدرتمند تمام شده بود، CFSQP توسعه یافته توسط استاد آندره جوانان و دانش آموزان خود را در دانشگاه مریلند (کد در حال حاضر دارای مجوز و نگهداری توسط AEM طراحی). این ساخته شده آن را اجرا کنید بسیار سریع است. و ناگهان، TreeMaker دیگر کنجکاوی علمی بود. این یک ابزار قدرتمند، قادر به ساخت الگوی چین کامل برای طیف گسترده ای از پایگاه های اریگامی تبدیل شده بود.
که منظور من، با استفاده از مداد و کاغذ - در واقع، نسخه 4 از TreeMaker می تواند برای الگوهای چین که من نمی توانستم توسط هر راه دیگری ساخت را حل کند. من (و در این نوشته، بیشتر آهنگسازان دیگر اریگامی فنی) معمولا من / ترکیب ما بر روی کاغذ با استفاده از مفاهیم هندسی در مجموع به عنوان توصیف طراحی "دایره / بسته بندی رودخانه است." (کسانی که مفاهیم در کتاب من، اسرار طراحی اوریگامی شرح داده شده، صفحه انتشارات برای جزئیات بیشتر.) بدون کامپیوتر برای این نوع از طراحی مورد نیاز است. یکی به سادگی اسکچ محافل و الگوهای چین شناخته شده به عنوان مولکول، سازه الگوی چین، و چین دور. گهگاه کمی از جبر به کار کردن یک نقطه اولیه مرجع یا دو (ReferenceFinder ببینید برای اطلاعات بیشتر در این) مورد نیاز است.
TreeMaker اجازه می دهد تا یک به راه اندازی روابط کاملا استادانه درست شده بین فلپ، طول آنها و زاویه خود: دور روابط پیچیده تر از امکان استفاده از طرح اریگامی مداد و کاغذ. به این معنا که آن در حال حاضر ممکن بود، با TreeMaker، برای حل برای پایگاه اریگامی که واقعا پیچیده تر از هر چیز یک فرد می تواند با دست طراحی بود.
در سمت تلنگر از این قدرت است: این الگوها چین پیچیده هستند بسیار دشوار است را بریزید. از آنجا که همه شما با توجه به الگوی چین است، آن را تا به شما برای طراحی یک دنباله گام به گام تاشو برای همه چین، و پس از آن مجمع را به یک پایگاه همچنین می توانید fiendishly دشوار باشد. اما ارزش TreeMaker است که آن را ترکیبی اخبار با راندمان: الگوهای ساخته شده معمولا راه حل کارآمد ترین ممکن برای یک شکل چوب داده می شود، و آنها فقط به عنوان اغلب به ساختار کاملا جدید در دنیای اریگامی می باشد.
و باز می شود تا یک سؤال دیگر: اگر شما یک آهنگساز اریگامی (و یا مایل به)، آیا شما نیاز به استفاده از TreeMaker؟ پاسخ این است: مطلقا نه. اکثریت قریب به اتفاق آهنگسازان جهان از اریگامی فنی از آن استفاده نشده است. در واقع، من آن را برای اکثر طرح های خود استفاده نکردم. من چه استفاده از آن برای برای چه شما ممکن است "نمونه سازی سریع" تماس بگیرید. به سرعت بررسی 3 یا 4 (یا 5 یا 10) ترتیبات به طور کلی متفاوت از فلپ در پایگاه قبل از اقامت در یک پیکربندی خاص به عنوان محور طراحی من. برای این منظور، آن را به ابزاری ارزشمند در زرادخانه من است. و برای چند از طرح های من، به ویژه عقرب varileg، اپوس 379، قاطر گوزن، اپوس 421، و مین خرچنگ، اپوس 447، من نمی توانست آنها را بدون آن طراحی شده است.
پیدایش TreeMaker 5
در سال های اخیر، من لذت بردن از کار با استاد اریک Demaine و مارتین L. Demaine در MIT در جنبه های مختلف از تئوری ریاضی اریگامی بود. یکی از مشکلات ما حمله کرده مشکل از اثبات این است که الگوریتم های تئوری درخت همیشه یک راه حل صحیح را (به عنوان مثال، یک پایگاه تخت تاشو بوده است چالش محاسبه الگوی چین کامل برای پایگاه TreeMaker و مرتبط (و بسیار سخت تر) )، و یا اگر این کار را نمی کند، تحت چه شرایطی انجام می دهند. در توسعه اولیه من از نظریه درخت، من پیدا کرده بود نسخه های اولیه TreeMaker به یک ابزار ارزشمند برای آزمایش و بررسی مفاهیم ریاضی، و به همین ترتیب در سال 2003 من مجموعه ای از به روز رسانی TreeMaker برای استفاده در این اکتشاف بیشتر است.
مشکل انتساب چین است فریب آمیزی به چالش کشیدن، از آنجا که ما می تواند بسیاری از چین بازرسی ساده شناسایی: