Ceci est la traduction de la page de Robert Lang sur son logiciel TreeMaker qui crée des Origamis!
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D'autres programmes intéressants d'origamis sur ordinateurs
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Alpaca
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Ci-contre Origami Simulator online avec Alpaca!
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TreeMaker
Le Contexte
En 1989, j'ai écrit un article pour le magazine "Engineering & Sciences" sur l'état du pliage technique, qui, même alors, semblait progresser à pas de géant en raison d'une fusion de principes scientifiques et mathématiques. En racontant quelques-uns des liens entre origami, les mathématiques et la technologie, j'ai écrit:
L'informatique a succombé à l'attrait de papier plié quand, en 1971, Arthur Appel a programmé un ordinateur IBM System 360 pour imprimer des configurations géométriques simples, à raison de plus d'une centaine par minute. Quatre-vingt dix pour cent ont été infructueux, mais il soulève une question intéressante: un ordinateur pourrait-il un jour concevoir un modèle jugé supérieur à celui conçu par l'homme? Comme le processus de conception est géométrique, la perspective n'est pas aussi scandaleuse que cela puisse paraître.
Le Contexte
En 1989, j'ai écrit un article pour le magazine "Engineering & Sciences" sur l'état du pliage technique, qui, même alors, semblait progresser à pas de géant en raison d'une fusion de principes scientifiques et mathématiques. En racontant quelques-uns des liens entre origami, les mathématiques et la technologie, j'ai écrit:
L'informatique a succombé à l'attrait de papier plié quand, en 1971, Arthur Appel a programmé un ordinateur IBM System 360 pour imprimer des configurations géométriques simples, à raison de plus d'une centaine par minute. Quatre-vingt dix pour cent ont été infructueux, mais il soulève une question intéressante: un ordinateur pourrait-il un jour concevoir un modèle jugé supérieur à celui conçu par l'homme? Comme le processus de conception est géométrique, la perspective n'est pas aussi scandaleuse que cela puisse paraître.
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La décennie suivante a vu cette spéculation se transformer en réalité (et personne n'a été plus surpris que moi!) Dans les quelques années qui ont suivies, les puissantes techniques de conception de cercle de rive d'emballage des cercles de bordures ont été découvertes et systématisées par plusieurs plieurs, y compris moi-même, Toshiyuki Meguro au Japon et d'autres. En s'appuyant sur ces concepts, je me mets au début des années 1990 pour faire exactement ce que j'avais spéculé sur dans mon article "E&S" écrire un programme informatique qui pourrait «créer» une figure d'origami non-triviale basée sur une description du nombre, des longueurs et la connectivité des volets. Après plusieurs mois de travail j'avais réussi, et le résultat, est un programme informatique, que j'ai surnommé TreeMaker, depuis qu'il avait commencé avec un type particulier de figure en bâton (appelé un arbre dans la théorie des graphes).
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Une capture de l'écran de conception d'un scorpion en utilisant TreeMaker 4. Les lignes bleues claires définissent l'arbre, les longueurs souhaitées sont entrées comme des valeurs numériques.
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Initialement, TreeMaker n'était guère plus qu'une curiosité mathématique et un outil d'exploration de la théorie mathématique de la façon de concevoir une base. La première version ne faisait guère plus que de résoudre le problème du cercle d'emballage associé, mais ne donnait aucune indication quant à la manière de remplir la majeure partie des plis. Au fil des ans, comme ma compréhension des schémas de pliage grandissait, j'ai ajouté ces connaissances que j'ai acquises à TreeMaker, ajoutant des algorithmes pour le calcul des les molécules, en imposant des symétries, et l'introduction de souche dans le chiffre en bâton, créant de nouvelles versions au fil des années.
En 1998, j'avais terminé la version 4.0 de TreeMaker, qui, en plus d'inclure de nombreux algorithmes pour la conception d'origamis, constitué d'un puissant code d'optimisation numérique, CFSQP développé par le professeur André Tits et ses étudiants à l'Université de Maryland (le code est maintenant terminé), la licence est maintenue par AEM Design, ce qui le fait fonctionner très vite, et soudain, TreeMaker n'était plus une curiosité académique: il était devenu un outil puissant, capable de construire le modèle de pli complet pour une grande variété d'origamis de bases.
En 1998, j'avais terminé la version 4.0 de TreeMaker, qui, en plus d'inclure de nombreux algorithmes pour la conception d'origamis, constitué d'un puissant code d'optimisation numérique, CFSQP développé par le professeur André Tits et ses étudiants à l'Université de Maryland (le code est maintenant terminé), la licence est maintenue par AEM Design, ce qui le fait fonctionner très vite, et soudain, TreeMaker n'était plus une curiosité académique: il était devenu un outil puissant, capable de construire le modèle de pli complet pour une grande variété d'origamis de bases.
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En fait, la version 4 de TreeMaker pourrait résoudre des modèles de pli que je ne pouvais pas construire de toute autre manière - et j'entends par là, avec un crayon et du papier. I (et à ce jour, la plupart des autres compositeurs de technique origami) ont généralement conçu nos / mes compositions sur papier à l'aide des concepts géométriques collectivement décrites comme " rive de pliage/ cercles." (Ces concepts sont décrits dans mon livre, Origami Design Secrets, voir sa page pour plus de détails).
Aucun ordinateur n'est nécessaire pour ce type de conception, un simple croquis de cercles et les schémas de pliage connus comme des molécules, construit le modèle de pli et se replie . De temps en temps un peu d'algèbre est nécessaire pour élaborer un point de référence initial ou deux (voir ReferenceFinder pour plus de détails). |
Une capture d'écran du modèle de pli calculé pour un scorpion en utilisant TreeMaker 4. les Cercles correspondant aux nœuds des feuilles (volets terminaux) sont indiquées pour guider l'intuition.
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TreeMaker permet d'établir des relations très complexes entre les volets, leurs longueurs et leurs angles: des relations beaucoup plus complexe que ne le permet la conception d'origami avec un crayon et du papier. Ce qui signifiait qu'il était désormais possible, avec TreeMaker, de résoudre des bases d'origami qui étaient vraiment plus compliquées que tout ce qu'une personne pourrait concevoir à la main.
Le revers de cette puissance est: ces modèles de plis complexes sont extrêmement difficiles à plier. Une fois que vous avez le modèle de plis, c'est à vous de concevoir une séquence de pliage étape-par-étape pour tous les plis, et le montage ultérieur dans une base peut aussi être terriblement difficile. Mais la valeur de TreeMaker est qu'il combine avec nouveauté et efficacité: les modèles construits sont souvent les solutions les plus efficaces possibles pour une figure en bâton donnée, et elles sont tout aussi souvent des structures totalement nouvelles dans le monde de l'origami.
Le revers de cette puissance est: ces modèles de plis complexes sont extrêmement difficiles à plier. Une fois que vous avez le modèle de plis, c'est à vous de concevoir une séquence de pliage étape-par-étape pour tous les plis, et le montage ultérieur dans une base peut aussi être terriblement difficile. Mais la valeur de TreeMaker est qu'il combine avec nouveauté et efficacité: les modèles construits sont souvent les solutions les plus efficaces possibles pour une figure en bâton donnée, et elles sont tout aussi souvent des structures totalement nouvelles dans le monde de l'origami.
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Et cela ouvre une autre question: si vous êtes un compositeur d'origami (ou voulez l'être), vous devez utiliser TreeMaker? La réponse est: absolument pas. La grande majorité des créateurs du monde de l'origami technique ne l'utilisent pas, en fait, je ne l'utilise pas pour la majorité de mes propres dessins.
Ce que je fais pour l'utiliser est ce que vous pourriez appeler du "prototypage rapide"; examiner rapidement 3 ou 4 (ou 5 ou 10) différents arrangements généraux de volets dans une base avant de s'installer sur une configuration particulière comme le centre de ma conception. |
La base pliée, et un modèle fini plié à partir de cette base.
Voir Ici pour des photos du Scorpion.
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A cet effet, il est un outil précieux dans mon arsenal. Et pour plusieurs de mes créations, notamment le Scorpion varileg opus-379, le cerf de Virginie, opus 550, le cerf mulet et le homard du Maine, opus447, ne pouvaient pas avoir été conçus sans lui.
Description
TreeMaker est un programme pour la conception des bases d'origami. Vous dessinez une figure en bâton de la base sur l'écran, chaque bâton dans la figure chiffre de bâton ("l'arbre") sera représentée par un rabat sur la base. Vous pouvez également placer différentes contraintes sur les volets, les forçant à être un coin, une arête ou des volets intermédiaires et / ou la mise en place de diverses relations de symétrie (forçer des paires de volets à être symétriques par rapport à un axe de symétrie du papier, par exemple) . Une fois que vous avez défini l'arbre, TreeMaker calcule le schéma de pliage complet pour une base qui, une fois pliée, aura une projection (grosso modo, son "ombre") équivalente à celle spécifiée par l'arbre de définition. Le modèle de pli peut être imprimé ou copié et collé dans un autre programme graphique pour un traitement ultérieur. L'affectation des plis (montagne ou la vallée) n'est pas calculée, mais avec quelques règles simples et une exploration à la main, l'affectation de pli appropriée peut généralement être trouvée facilement.
La genèse de TreeMaker 5
Au cours des dernières années, j'ai eu le plaisir de travailler avec le professeur Erik Demaine et Martin L. Demaine du MIT sur divers aspects de la théorie mathématique de l'origami. Un problème que nous avons attaqué a été le défi du calcul du modèle de pli complète d'une base de TreeMaker, et le problème connexe (et beaucoup plus difficile) de prouver que les algorithmes de la théorie des arbres donnent toujours une solution correcte (ie, une base plate-pliable ), ou si elles ne le font pas, dans quelles circonstances elles le font. Dans mon développement initial de la théorie de l'arbre, j'avais trouvé les premières versions de TreeMaker comme un outil précieux pour tester et explorer des concepts mathématiques, et ainsi en 2003, j'ai entrepris de mettre à jour TreeMaker pour l'utiliser dans cette exploration plus poussée.
TreeMaker est un programme pour la conception des bases d'origami. Vous dessinez une figure en bâton de la base sur l'écran, chaque bâton dans la figure chiffre de bâton ("l'arbre") sera représentée par un rabat sur la base. Vous pouvez également placer différentes contraintes sur les volets, les forçant à être un coin, une arête ou des volets intermédiaires et / ou la mise en place de diverses relations de symétrie (forçer des paires de volets à être symétriques par rapport à un axe de symétrie du papier, par exemple) . Une fois que vous avez défini l'arbre, TreeMaker calcule le schéma de pliage complet pour une base qui, une fois pliée, aura une projection (grosso modo, son "ombre") équivalente à celle spécifiée par l'arbre de définition. Le modèle de pli peut être imprimé ou copié et collé dans un autre programme graphique pour un traitement ultérieur. L'affectation des plis (montagne ou la vallée) n'est pas calculée, mais avec quelques règles simples et une exploration à la main, l'affectation de pli appropriée peut généralement être trouvée facilement.
La genèse de TreeMaker 5
Au cours des dernières années, j'ai eu le plaisir de travailler avec le professeur Erik Demaine et Martin L. Demaine du MIT sur divers aspects de la théorie mathématique de l'origami. Un problème que nous avons attaqué a été le défi du calcul du modèle de pli complète d'une base de TreeMaker, et le problème connexe (et beaucoup plus difficile) de prouver que les algorithmes de la théorie des arbres donnent toujours une solution correcte (ie, une base plate-pliable ), ou si elles ne le font pas, dans quelles circonstances elles le font. Dans mon développement initial de la théorie de l'arbre, j'avais trouvé les premières versions de TreeMaker comme un outil précieux pour tester et explorer des concepts mathématiques, et ainsi en 2003, j'ai entrepris de mettre à jour TreeMaker pour l'utiliser dans cette exploration plus poussée.
Le problème d'affectation de pli est trompeusement difficile, parce que nous pouvons identifier la plupart des plis par simple inspection:
Tous les plis sont des plis de crêtes, des plis vallée;
Tous les plis de montagne sont des plis en soufflet ;
La plupart plis axiaux sont des plis de montagne.
Le problème est que nous ne savons pas lequel des plis axiaux sont des montagne et qui sont des vallée. Et la dernière famille de pli - plis d'articulation - étaient complètement indéterminés. Heureusement, on peut presque toujours trouver l'affectation des plis très rapidement par l'expérimentation en repliant le motif produit par TreeMaker 4, mais c'était un manque persistant gênant dans la théorie que je voulais désespérément "brancher".
Même s'il s'est avéré être beaucoup plus compliqué que ce que j'avais imaginé au départ, à la fin de 2005, j'ai eu un algorithme de génération pour plein de modèles de pli qui marchaient pour un large éventail de structures et qui a été mis en œuvre dans TreeMaker 5. Sur la même période, j'ai migré la base de code à partir de la "Pomme" GUI Macintosh spécifique basé sur Metrowerks PowerPlant aux multi-plateforme de bibliothèques de classes wxWidgets, qui offraient la promesse - maintenant réalisée - de complètes versions multiplateformes de TreeMaker: cette dernière accomplie avec l'aide précieuse du programmeur brésilien Carlos Furuti pour le portage GNU / Linux et programmeur polonais membre de "ABX" Wlodzimierz Skiba pour le portage de Windows et wxWidgets (pour ne pas mentionner tout autour de l'aide et des conseils sur la programmation et wxWidgets de deux d'entre eux).
Encore une belle évolution, c'est que malgré CFSQP il était incroyablement plus rapide que mon propre code d'optimisation fait à la main, l'amélioration est approximativement d'une vitesse 1000x des vitesses de calcul numérique au cours de la dernière décennie signifiait que mon propre code d'optimisation allait maintenant assez vite. Cela signifiait que je pouvais libérer le code TreeMaker. Et je l'ai donc fait: vous le trouverez ci-dessous.
Quoi de neuf dans TreeMaker 5
Comme ses prédécesseurs, TreeMaker 5 vous permet de dessiner un bonhomme qui représente la base que vous êtes après, en précisant les longueurs et les connexions entre les volets, et vous permet de définir différents types de contraintes qui imposent des symétries dans la base (par exemple, la symétrie miroir) et le schéma de pliage (par exemple, ce qui oblige notamment les angles de pliage).
Qu'est-ce TreeMaker 5 ajoute au produit:
Tous les plis sont des plis de crêtes, des plis vallée;
Tous les plis de montagne sont des plis en soufflet ;
La plupart plis axiaux sont des plis de montagne.
Le problème est que nous ne savons pas lequel des plis axiaux sont des montagne et qui sont des vallée. Et la dernière famille de pli - plis d'articulation - étaient complètement indéterminés. Heureusement, on peut presque toujours trouver l'affectation des plis très rapidement par l'expérimentation en repliant le motif produit par TreeMaker 4, mais c'était un manque persistant gênant dans la théorie que je voulais désespérément "brancher".
Même s'il s'est avéré être beaucoup plus compliqué que ce que j'avais imaginé au départ, à la fin de 2005, j'ai eu un algorithme de génération pour plein de modèles de pli qui marchaient pour un large éventail de structures et qui a été mis en œuvre dans TreeMaker 5. Sur la même période, j'ai migré la base de code à partir de la "Pomme" GUI Macintosh spécifique basé sur Metrowerks PowerPlant aux multi-plateforme de bibliothèques de classes wxWidgets, qui offraient la promesse - maintenant réalisée - de complètes versions multiplateformes de TreeMaker: cette dernière accomplie avec l'aide précieuse du programmeur brésilien Carlos Furuti pour le portage GNU / Linux et programmeur polonais membre de "ABX" Wlodzimierz Skiba pour le portage de Windows et wxWidgets (pour ne pas mentionner tout autour de l'aide et des conseils sur la programmation et wxWidgets de deux d'entre eux).
Encore une belle évolution, c'est que malgré CFSQP il était incroyablement plus rapide que mon propre code d'optimisation fait à la main, l'amélioration est approximativement d'une vitesse 1000x des vitesses de calcul numérique au cours de la dernière décennie signifiait que mon propre code d'optimisation allait maintenant assez vite. Cela signifiait que je pouvais libérer le code TreeMaker. Et je l'ai donc fait: vous le trouverez ci-dessous.
Quoi de neuf dans TreeMaker 5
Comme ses prédécesseurs, TreeMaker 5 vous permet de dessiner un bonhomme qui représente la base que vous êtes après, en précisant les longueurs et les connexions entre les volets, et vous permet de définir différents types de contraintes qui imposent des symétries dans la base (par exemple, la symétrie miroir) et le schéma de pliage (par exemple, ce qui oblige notamment les angles de pliage).
Qu'est-ce TreeMaker 5 ajoute au produit:
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Assignations complète montagne-vallée;
Une image de rayons X de la forme repliée de la base; De nombreuses nouvelles options pour l'affichage et l'édition simplifiée. La figure de droite montre TreeMaker 5 qui reprend la conception du scorpion indiqué ci-dessus, avec les plis complets montagne / vallée attribués au modèle, la forme repliée de la base, et la nouvelle fenêtre "Inspecteur" pour l'édition de l'arbre et de ses conditions. TreeMaker 5 est multi-plateformes: captures d'écran des plateformes prises en charge peuvent être vus en suivant ces liens: |
Capture d'écran de TreeMaker 5, montrant le schéma complet de pli, la forme repliée, et le nouvel inspecteur pour l'édition de la conception.
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Téléchargements
La version actuelle de TreeMaker est la version 5.0.1. L'historique des versions est ici. Je mettrai à jour cette page, des nouvelles versions sont publiées pour corriger les bugs ou introduire de nouvelles fonctionnalités. Envoyez-moi à [email protected] si vous trouvez des bugs (mais s'il vous plaît vérifier la liste des problèmes connus ci-dessous en premier). Ce logiciel est un logiciel gratuit et sans garantie de qualité marchande ou d'adéquation à un usage particulier; à utiliser à vos risques et périls, et profitez-en!
Téléchargements binaires
À l'heure actuelle, TreeMaker est disponible en binaire téléchargeable pour trois plates-formes: Mac, GNU / Linux i386 et Windows. La documentation est une partie du programme, et peut être imprimée à partir du menu Aide.
La version actuelle de TreeMaker est la version 5.0.1. L'historique des versions est ici. Je mettrai à jour cette page, des nouvelles versions sont publiées pour corriger les bugs ou introduire de nouvelles fonctionnalités. Envoyez-moi à [email protected] si vous trouvez des bugs (mais s'il vous plaît vérifier la liste des problèmes connus ci-dessous en premier). Ce logiciel est un logiciel gratuit et sans garantie de qualité marchande ou d'adéquation à un usage particulier; à utiliser à vos risques et périls, et profitez-en!
Téléchargements binaires
À l'heure actuelle, TreeMaker est disponible en binaire téléchargeable pour trois plates-formes: Mac, GNU / Linux i386 et Windows. La documentation est une partie du programme, et peut être imprimée à partir du menu Aide.
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Apple Macintosh OS X 10.4 +: TreeMaker.dmg [7.2 Mo]
Téléchargez et monter l'image disque et faites glisser l'application TreeMaker sur votre dossier Applications, puis double-cliquez sur exécuter. TreeMaker 5 est un Universal Binary qui fonctionnent nativement sur les Mac Intel, il exige le système 10.4 ou ultérieur. Apple Macintosh OS 9, OS X 10.3.9 ou une version antérieure: Manuel TreeMaker 4.0 Dmg Avec versions de Mac OS antérieures à 10.4, vous devrez utiliser TreeMaker 4.1 en mode classique. En raison des conditions de licence liées à l'utilisation de TM4 de CFSQP, vous devez m'envoyer les informations décrites dans le manuel et je vais vous envoyer le fichier exécutable. (Je vous conseille vivement de mettre à jour votre Mac; TreeMaker 5 propose de nombreuses améliorations sur la version 4.1.) GNU / Linux i386: TreeMaker5Linux.sh.zip [4.5 Mo] Pour l'installer, décompressez l'archive, puis exécutez le fichier, comme dans "sh TreeMaker5Linux.sh" (vous aurez besoin d'écrire sur le répertoire d'installation, ou être le super-utilisateur). Pour plus d'informations, articles, cliquez ici. Testé sur Mandriva 2006 Fedora Core 4 et Ubuntu 5.10. Microsoft Windows: Treemaker5-setup.exe [4.9 Mo] Pour l'installer, exécutez simplement le fichier "treemaker5-setup.exe" et suivez les instructions à l'écran. Documentation autonome
La documentation de TreeMaker est incluse dans l'application, accessible et imprimable depuis le menu Aide, mais vous pouvez également télécharger la documentation et l'afficher séparément sans l'application. Télécharger cette archive et la décompresser, puis ouvrez le fichier "index.htm" avec n'importe quel navigateur web. Documentation: help.zip [2.8 Mo] Code Source Le code source de TreeMaker est distribuée sous la licence publique GNU, qui est inclus dans ce téléchargement. Code Source: TreeMaker_src.zip [3.5 Mo] Les utilisateurs de Linux doivent également télécharger et lire ce patch: tm5LinuxPatch081118A.tar.gz [204 Ko] ainsi que ce fichier! Le package source inclut le code source complet, plus permet de construire des systèmes pour Mac, GNU / Linux et Windows à partir de la base de code commune. Si vous souhaitez essayer de porter TreeMaker sur un système non énuméré ci-dessus (iPhone, Ipad anyone?), Je serais heureux de vous ajouter à l'équipe officielle au développement. Théorie sous-jacente (anglais + japonais) Le Manuel TreeMaker 4.0 [pdf, 784KB] contient un chapitre qui décrit la théorie sous-jacente sous forme abrégée. (Une description plus complète de la théorie (et beaucoup d'autres encore) peuvent maintenant être trouvés dans mon livre, Origami Design Secrets (2e édition).) L'informaticien Yohsuke Furuta a traduit le chapitre de théorie du manuel de TreeMaker 4 dans une édition bilingue (anglais + japonais), donc si vous souhaitez lire la théorie de base ( ou en anglais), vous pouvez la télécharger ici [pdf, 892Ko]. Problèmes connus TreeMaker 5 a subi des essais considérables et est assez stable. Si vous trouvez des bugs, s'il vous plaît faites-le nous savoir et nous essaierons de les aborder dans une future version de correction de bogues. Il n'y a pas de problèmes connus dans la version 5.0.1. |
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