又是一年圣誕季，在我們的視野中也越來越多的出現(xiàn)了各種各樣的雪花，有的是自然界真實(shí)飄落的雪花，更多的是大街小巷的雪花裝飾造型。還記得我們在學(xué)校里學(xué)的，自然界里沒有兩片雪花是完全一樣的嗎？如今，借助3D打印，您可以制造出超過10億種不同造型的雪花。不相信？來自James Madison大學(xué)的Laura Taalman教授就能幫您做到這一點(diǎn)。近日，她開發(fā)出了一種名為雪花機(jī)器（又名mathgrrl）的在線應(yīng)用，這款應(yīng)用將“隨機(jī)數(shù)、數(shù)學(xué)算法、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)結(jié)合在一起”，可以根據(jù)用戶的設(shè)定生成各種各樣的可3D打印雪花模型。

    據(jù)Taalman教授介紹，這款應(yīng)用主要使用一個(gè)隨機(jī)數(shù)種子來生成可3D打印的雪花模型，而且用戶可以通過一系列滑塊來控制您想要的雪花樣式，并且設(shè)定您想要3D打印的雪花的尺寸。

   那么，它是如何使用的呢？其實(shí)很簡單，您只需要打開該應(yīng)用在thingiverse上的頁面（點(diǎn)擊進(jìn)入）。在上面選擇您的種子數(shù)和各種樣式設(shè)置，頁面上會(huì)實(shí)時(shí)顯示出生成的雪花效果，如果您找到了自己滿意的圖案之后，點(diǎn)擊“Create Thing”。您必須等待幾分鐘讓雪花魔術(shù)發(fā)生。然后重新載入自己在thingiverse上的Things列表，一個(gè)新生成的可3D打印雪花模型正靜靜地待在那里等著您的下載和打印。

   作為開發(fā)者，Taalman教授希望您能將這些3D打印的雪花模型拍個(gè)照片貼出來想要確保你的照片貼出來，這樣她就會(huì)知道某個(gè)十億分一的雪花造型已經(jīng)被3D打印了出來。盡管這個(gè)想法有點(diǎn)不那么切實(shí)，但是......好吧，如果您是雪花機(jī)器的開發(fā)者的話，想要看到它制造出來的所有雪花也是一件說得過去的要求吧！

   或許，您很想知道這臺(tái)“雪花機(jī)器”背后的工作原理是什么。據(jù)Taalman介紹，這款應(yīng)用使用了一種算法來模仿雪花在現(xiàn)實(shí)生活中的生長方式。雪花的形狀會(huì)受到空氣的溫度和濕度的影響。當(dāng)空氣中寒冷的水滴凍結(jié)到塵埃粒子上，就會(huì)形成雪花。水的結(jié)晶通常是從一個(gè)細(xì)小的六角型晶體開始的、隨著結(jié)晶的不斷進(jìn)行,在這個(gè)晶體的角上又會(huì)有新的晶體生成。1951年，國際Cyrospheric科學(xué)協(xié)會(huì)（IACS）的科學(xué)家制定了一個(gè)分類系統(tǒng)，將雪花劃分成十個(gè)基本形狀。Taalman在設(shè)計(jì)雪花機(jī)器的時(shí)候也采用了這種分類系統(tǒng)。

    Taalman教授解釋說：“為了模擬這一過程，雪花機(jī)器背后的OpenSCAD代碼會(huì)根據(jù)您選擇的隨機(jī)數(shù)種子生成一系列的隨機(jī)數(shù)序列，并通過在每個(gè)步驟中添加分支和小板逐漸生長出雪花設(shè)計(jì)。這個(gè)隨機(jī)數(shù)序列和您選擇的樣式參數(shù)就像雪花面臨的空氣的溫度和濕度，它們會(huì)或多或少地影響著雪花的生成。”

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