| Параметр | Значение |
|---|---|
| Объём | - |
| Масса | - |
| Центр тяжести (X,Y,Z) | - |
| Площадь поверхности | - |
| Инерционный тензор, kg·m² | - |
| Главные моменты, I1≥I2≥I3 | - |
| Примечания | - |
Представляем многофункциональный калькулятор для интерактивной работы с трёхмерными объектами прямо в браузере. Программа позволяет как создавать стандартные геометрические примитивы (коробка, сфера, цилиндр, конус), так и загружать и просматривать готовые модели в формате STL. После задания параметров фигуры или выбора STL-файла калькулятор выполняет вычисления объёма, массы, центра тяжести, площади поверхности, а также инерционных характеристик модели. Всё работает онлайн, в том числе на телефонах
Интерфейс и основные элементы
В верхней части блока размещается интерактивная 3D-сцена. Здесь в реальном времени отображается загруженная или созданная фигура. Модель можно вращать, масштабировать и перемещать с помощью мыши или сенсорных жестов. Для удобства под моделью отрисовывается координатная сетка с шагом 10 пикселей, что помогает визуально оценивать размеры объекта и его положение в пространстве.
Под сценой расположены кнопки управления:
- Вычислить — запускает процесс расчёта всех параметров модели на основе текущих заданных данных;
- Экспорт JSON — позволяет выгрузить рассчитанные параметры в формате JSON для дальнейшего анализа или интеграции в другие системы.
Выбор источника геометрии
Калькулятор поддерживает два основных режима работы:
- Примитив — пользователь выбирает тип стандартной геометрической фигуры и задаёт её размеры и положение;
- STL — пользователь загружает готовую 3D-модель в формате STL с компьютера.
Переключение между режимами осуществляется через выпадающий список «Источник геометрии». При выборе режима
«Примитив» отображается блок параметров фигуры, при выборе режима «STL» — форма для загрузки файла и указания
единиц измерения исходной модели.
Параметры примитивов
Для каждого типа фигуры доступен свой набор полей:
- Для коробки — ширина (W), высота (H) и глубина (L);
- Для сферы — радиус (R);
- Для цилиндра и конуса — радиус основания (R) и высота (H).
Размеры задаются в единицах, выбранных в поле «Единицы». Дополнительно можно указать смещение фигуры по осям X, Y и Z.
👉 При работе с форматом STL можно выбрать файл через кнопку. Необходимо также указать, в каких единицах построена модель — миллиметрах, сантиметрах, метрах или дюймах. Это важно для правильного масштабирования объекта и корректного расчёта физических характеристик.
Физические параметры
В блоке «Единицы» задаётся система измерений, в которой будут отображаться размеры, объём и другие параметры. Поле «Плотность» используется для расчёта массы. Для ускорения ввода можно воспользоваться выпадающим списком «Шаблон плотности», где уже прописаны значения для распространённых материалов: PLA, ABS, алюминий, сталь, медь. Также задаётся количество сэмплов — это влияет на точность расчётов центра масс и инерционных характеристик, особенно для сложных моделей.
Результаты расчёта
После нажатия кнопки «Вычислить» отображаются результаты в таблице:
- Объём — суммарный внутренний объём фигуры;
- Масса — вычисляется как произведение объёма на плотность;
- Центр тяжести (X, Y, Z) — координаты центра масс относительно начала координат сцены;
- Площадь поверхности — общая площадь всех граней модели;
- Инерционный тензор — матрица, описывающая распределение массы относительно центра масс;
- Главные моменты инерции — упорядоченные по убыванию значения, полученные из тензора;
- Примечания — дополнительные сведения о модели, вычислительном процессе или предупреждения.
Реализовано вращение объекта в автоматическом режиме для наглядного просмотра, а также возможность ручного управления углом обзора. При старте загружается тестовая фигура (по умолчанию — коробка), которая демонстрирует работу сцены. Под моделью всегда отображается вспомогательная сетка с шагом 10 пикселей, что создаёт ощущение рабочего поля.
👉 Для всех создаваемых или загружаемых фигур применяется единый набор параметров материала: цвет, коэффициент
металлическости (metalness) и шероховатости (roughness). Это позволяет добиться эстетичного и согласованного внешнего вида моделей. Цвет и свойства материала можно изменить в коде или, при необходимости, адаптировать интерфейс для выбора пользователем.
Справочная таблица плотностей материалов
Для корректного расчёта массы модели важно знать плотность используемого материала. Ниже приведены усреднённые
значения плотности распространённых материалов, которые часто применяются в 3D-печати, машиностроении и
прототипировании.
| Материал | Плотность, кг/м³ | Примечание |
|---|---|---|
| PLA | 1240 | Биопластик, широко используется в FDM-печати |
| ABS | 1040 | Прочный пластик, устойчив к ударным нагрузкам |
| PETG | 1270 | Хорошая прочность, влагостойкость |
| Алюминий | 2700 | Лёгкий металл с высокой тепло- и электропроводностью |
| Сталь | 7850 | Высокая прочность, универсальное применение |
| Медь | 8960 | Отличная электропроводность и теплопроводность |
| Латунь | 8500 | Сплав меди и цинка, используется в декоративных и прочных деталях |
| Титан | 4500 | Высокая прочность при малом весе, коррозионная стойкость |
Калькулятор может использоваться в образовательных целях для изучения свойств тел, в инженерных расчётах для
предварительной оценки массы и инерционных характеристик деталей, а также в 3D-печати для анализа моделей перед
печатью. Возможность загрузки STL-файлов делает инструмент универсальным: он подходит для работы с моделями,
полученными в CAD-системах, редакторах 3D-графики или скачанными из библиотек.
