前言
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2021年7月15日在区图书馆举办了一场公益讲课,介绍 3D 打印技术和 3D 打印机的使用。然后有个小朋友问我能做个骰子吗,我想了一下,确实可以,而且还突发奇想,做了点“改进”,嘿嘿。
使用 123D Design 2.2.14 x64,也是其最后发布的版本。 关于题目,其实是穿凿附会这次活动:“我是老板,想要名正言顺摸鱼可以,但是要先掷骰子赢了我再说”,目的在于揭露旧社会资本家的丑恶口罩。

1、骰子的历史
我们一般见到的长这样:

骰子(tóu zi),也叫色子(shǎi zi)。中国传统民间娱乐用来投掷的博具。早在战国时期就有。通常作为桌上游戏的小道具,最常见的骰子是六面骰,它是一颗正立方体,上面分别有一到六个孔(或数字),其相对两面之数字和必为七。一点和四点漆上红色始于唐朝。 ——source: 百度百科
关于一和四点漆红,据说始于唐明皇。
传说唐玄宗与杨贵妃在后宫掷骰游乐,眼看要输了,只有出现4点方能解救败局,此时尚有一个仍在旋转之中,唐玄宗心中焦急,便连喊“4!4!”,尘埃落定后果然是4。唐玄宗一高兴,就让高力士宣告天下,骰子上可以描红,红色通常是不能乱用的。
查了之后,才发现原来小小的骰子还有这些小细节,之前都没有留意过。
2、观察分析骰子的制作
设想创建一个立方体,尺寸 20mm,点数用球体布尔减运算。主要问题在于如何排布点数,画草图如下:

然后发现每个面防止点数时,会3-4等分,其最小公倍数是12,我们选大一些,把立方体尺寸更改为24mm。
3、制作一个骰子
3.1 创建基本几何体
创建一个立方体,尺寸 24 24 24mm。创建一个球体,半径 2mm,将球体的中心小白点贴附到上面的中心。下移 2mm,使球部一半和立方体重叠。

分别创建六个面的点数球体(最耗时的过程)
使用 Ctrl+C 和 Ctrl+V 来相对运动,根据上面我们绘制的草图移动对应距离,8/6mm等。注意限制规则:相对两面之数字和为七,即 1 点对面为 6 点,以此类推。

3.2 创建点数凹坑
选择上方工具栏:合并 -> 相减,目标实体/网格 选择立方体,源实体/网格 则按住 Ctrl 键多选各个面的点数球体。效果如下图:


3.3 圆角
使用工具栏 修改 - 圆角,然后同样按住 Ctrl 点选所有边,选择合适的圆角半径,效果如下图:

似乎还有模有样的。然后我突发奇想,可不可以进一步整点活?参考不倒翁的原理,把骰子内部部分挖空,变成偏心的,那不就可以一直获得我想要的点数了?

不倒翁原理:不知道大家注意没有,不管用什么材质做成的不倒翁,它下面的部分都很重,上面的部分相对较轻,这就是应用了物理学中“重心越低越稳定”的原理,也就是上轻下重的物体比较稳定的道理。当不倒翁在竖立状态处于平衡时,重心和接触点的距离最小,即重心最低。偏离平衡位置后,重心总是升高的。因此,这种状态的平衡是稳定平衡。所以不倒翁无论如何摇摆总是不倒的。—— source:科普之家
4、改造骰子(难点)
设想添加一个 18 18 14mm 的长方体,创建时贴附在骰子一个表面,由于点数凹进去 2mm,注意留够间隙。布尔减运算后就获得了一个偏心的骰子,理想很丰满,操作起来就不按剧本走了:无法选中内部的长方体!(此处可以把实体材质改为玻璃,方便观察内部结构)

那有啥法子吗?搜索一番,找到了一个使用草图直接创建实体相减的方法。
4.1 草图法
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回到上一步未圆角前的实体,选择一个面(以上面为例),使用上方工具栏 草图 - 投影,此时点数凹坑的边缘也被选中了,可以在下一步 草图 - 修剪 删除这三个圆。
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使用 草图 - 偏移 创建一个新的方形草图,偏移量 3。使用移动工具将草图下移到内部。

- 选择工具栏
构造 - 拉伸,靠近点数凹坑边缘容易选中我们的方形草图,选择拉伸距离,目标选择相减,隐藏草图和网格,获得偏心骰子。

5、效果验证
切片打印,测试一下效果咋样。后面还要补土上色,素组辨识度不高。

各位猜下怎么着,我多抛了几下之后,发现效果不显著,思考一下,估计是底面太宽大,解决方法一是使用异形骰子,各个面比较圆一些。二是在里面加个磁铁块,然后掷骰子那个罐子的底座再来块强力磁铁(电磁铁最佳)。当然,这只是开玩笑,为了告诉大家,远离 DB,特别科技发展,防不胜防。