Mikä on ilmainen ja yksinkertainen 3D-juoniohjelmisto opiskelijoille?

Vapaiden ohjelmistojen osalta suuri osa käytettävissä olevista valinnoista perustuu Gnuplot-taustajärjestelmään; En kuitenkaan todennäköisesti suosittele suoraan Gnuplotin käyttöä. Sen sijaan valintasi ovat enimmäkseen eri käyttöliittymien välillä. Käyttöliittymän suhteen on monia vaihtoehtoja riippuen siitä, mitä oppilaasi tuntevat ja ovat valmiita oppimaan.

• matplotlib on erittäin tehokas ja konfiguroitavissa, mutta vaatii jonkin verran Pythonia ohjelmointi opiskelijoilta.
• Sympy perustuu myös Pythonin perussyntaksiin, mutta sen käyttöliittymä ja käyttö voivat olla paremmin perehtynyt ihmisille, jotka ovat jo perehtyneet tietokonealgebrajärjestelmään.
• maxima ja sen käyttöliittymä wxMaxima muodostaa vapaasti saatavilla olevan tietokonealgebrajärjestelmän, jolla on mukava käyttöliittymä. Gnuplot-backendin käytön lisäksi Maxima tukee myös erilaista xMaxima -taustaohjelmaa piirtämiseen.
• Luetteloa jatketaan, mutta gnuplot projektisivu ylläpitää luetteloa päättyy ja ohjelmoidaan käyttöliittymät sen avulla.

algebralliset relaatioiden 3D-kuvaajat (polynomit jne.), hieman vähemmän tunnettu ohjelma on surf , joka oli tarkoitettu todellisen algebrallisen geometrian visualisoinnin apuvälineeksi. Valitettavasti kehitys näyttää pysähtyneen useita vuosia sitten, ja viime aikoina minulla on ollut vaikeuksia rakentaa lähdekoodia Gentoo Linux-koneelleni. Mittarilukema voi hyvinkin vaihdella.

kommentit

• Huomautus: pidän paljon parempana xmaxima-käyttöliittymästä kuin maksimista.

Perustutkinnon suorittaneille Gnu Octave on todennäköisesti mitä haluat. Se on avoimen lähdekoodin, alustojen välinen ja syntaksiyhteensopiva MATLAB: n kanssa. Se on erittäin hyödyllinen 2D- ja 3D-piirtämisessä sekä numeerisessa lineaarisessa algebrassa, ja se on työkalu, josta on hyötyä opiskelijoille.

Myös GeoGebra on erinomainen piirturiohjelmisto, ja se on äskettäin lisännyt 3D-graafisen tuen. Se ei ole yhtä tehokas työkalu kuin Octave, mutta se soveltuu hyvin yksinkertaisiin piirtämiseen ja renderointiin.

Kommentit

• Tämä ohjelmisto kuuluu asiantuntijoille . Tarvitsen yksinkertaisimman ohjelmiston, vain syötteen on oltava funktion muoto.
• Kysymyksesi on määritelty perustutkinnon suorittaneelle (poikamies ’ s). MATLAB-ohjelmisto on perustutkintotason ohjelmisto. 3D-juoni voidaan tehdä muutamalla yksinkertaisella komennolla. Jos ’ etsit jotain yksinkertaisempaa, on monia verkkosivustoja, jotka piirtävät yksinkertaisia 3D-toimintoja. Tai kokeile GeoGebran beetaversiota.
• Minulla on kaksi rajoitusta. Ensimmäinen rajoitus on ilmainen. Toinen on hyvin yksinkertainen. Matlab ei ole ilmainen. Tietoja GeoGebrasta, missä on beta-version latauslinkki?
• geogebra.org/forum/viewtopic.php?f=52& t = 19846
• @Huseyin Matlab on ilmainen opiskelijoille monissa yliopistoissa (minun ja kaikki muut suuret kaupungissani). Saattaa olla syytä tarkistaa matematiikasta / comp sci -osasto omallasi

Haluat ehkä tutkia Geogebraa. Nykyisellä beetaversiolla (Geogebra 5 Beta) on 3D-tila, ja sen avulla voit luoda 3D-kuvaajia muodon f (x, y) funktiosta ja graafisesta käyttöliittymästä kiertämistä, zoomausta jne. Varten. Se on myös avoimen lähdekoodin, ilmainen ja monitasoinen.

Jos kirjoitat funktion Google-hakuun, saat melko mukavan kaavion . Interaktiivisen 3D-grafiikan saamiseksi tarvitset WebGL-yhteensopivan selaimen (tietenkin, kun WebGL on tosiasiallisesti käytössä).Kokeile näitä aluksi:

• y = sin (x) / x
• z = -x ^ 2 + y ^ 2

Kommentit

• Tiesin, että Google teki 2D-juoni, ei ollut ’ ei tajunnut tukevansa 3D-tekniikkaa. Hieno vinkki!

Ilmainen työkalu Linuxille ja Windowsille on gnuplot . Tätä samaa graafista käyttöliittymää voidaan käyttää Octavessa (kuten mkasbergin vastauksessa ), joka on myös ilmainen. En ole käyttänyt sitä jonkin aikaa, joten en muista käyttövaikeuksia. Sillä on ladattavissa joukko opetusohjelmia.

Sage on saatavana myös Linux ja Windows. Se on python-pohjainen ohjelma. matplotlib -kirjasto tarjoaa graafisia toimintoja. En ole käyttänyt tätä ohjelmaa, joten en ole varma kuinka yksinkertainen se on käyttö.

Jos piirrät funktioita muodossa $ z = f (x, y) $, on olemassa useita verkkotyökaluja . Yksi tällainen työkalu on täällä .

Kommentit

• Sekunnoin Matplotlibin käyttö. Se ei ’ ole sopiva kaikille opiskelijoille, mutta Pythonissa taustalla olevien pitäisi pystyä noutamaan se nopeasti.
• Sage voi käyttää myös verkossa osoitteessa sagenb.org tai cloud.sagemath.com
• Selvennykseksi Sage käyttää javascript-ratkaisuja kolmiulotteiseen piirtäminen, mukaan lukien jsmol ja nyt three.js.
• Ja vielä parempi, Sageellä on nyt Sage Cell Server , joten ei ’ ei tarvitse asentaa Sageä, tai luoda tili käyttääksesi Muistikirjaa.

Tietokoneen algebrajärjestelmä maksimi on mukava (se on avoimen lähdekoodin pakettien, kuten SAGE tai GAP ) ja sisältää piirtotoiminnot. Saatavana on myös Android-versio (jopa puhelimissa).

Kommentit

• Käyttääkö maxima grafiikkaa vain gnuplot-käyttöliittymä?
• @BenCrowell, pohjimmiltaan kyllä Linuxissa. Don ’ ei ole aavistustakaan Androidissa.

Windowsissa Microsoft julkaisee oman ohjelmistonsa nimeltä Microsoft Mathematics :

Microsoft Mathematics tarjoaa graafisen laskimen, joka piirtää 2D- ja 3D-kuvaajat, vaiheittaiset yhtälöratkaisut ja hyödyllisiä työkaluja, jotka auttavat opiskelijoita matematiikan ja luonnontieteiden opinnoissa.

Näet sen toiminnassa tässä videossa .

Microsoft julkaisee myös Microsoft Wordille ja Microsoft OneNotelle -lisäosan , jonka avulla voit luoda nämä juovat suoraan Word- tai OneNote-käyttöliittymässä.

Kommentit

• Näyttää siltä, että Microsoft on nyt poistanut YouTube-opetusvideonsa.

Tein seuraavan verkkosivuston, jonka tarkoituksena oli tuottaa Desmos-kaltainen 3D-kokemus monivaihteleville laskennan opiskelijoille.

math3d.org

Voit käyttää math3d.org -sovellusta yksinkertaisten pinta-alueiden luomiseen tai monimutkaisten, animoitujen visualisoinnit. Joitakin ominaisuuksia:

• Luo ja animoi pisteitä, viivoja, vektoreita, käyriä, pintoja (eksplisiittisiä & implisiittisiä) ja vecotr-kenttiä
• Intuitiivinen matematiikkasyöttö (powered by sama kirjasto, MathQuill, kuten Desmos)
• Tallenna ja jaa kohtauksesi

Tässä on kolme kohtausta, joista pidän erityisen:

• Yksinkertainen pinta-ala
• Parametriset käyrät, nopeus ja kiihtyvyys
• Vallankumouksen volyymit, kuorimenetelmä
• Hyperboloidit hallittuna pintana (+ kuvakaappaus)

Tämä projekti on Githubissa . Jos löydät virheitä tai sinulla on ideoita parannuksiin, avaa ongelma !

Huomaa: Tämä vastaus on enimmäkseen minun vastaus samankaltaiseen kysymykseen Laskin, samanlainen kuin Desmos, mutta 3D: lle Math StackExchangessa.

Oppilaani ja minä olemme käyttäneet

CalcPlot3D

Se tukee eniten visualisoinnista, jonka haluat monivaihtelulaskuratalla: 3D-kuvaajat, vektorikentät, muotokartat, parametrisoidut käyrät ja pinnat jne.

Kommentit

• Hyvä suositus.Tunsin aiemmin puoli tusinaa näistä, mutta näyttää siltä, että Java-käyttö pilasi sen jotenkin … ainakin yrityksissäni. Mutta tämä näyttää toimivan. Kiitos.
• Kyllä, javascript on ehdottomasti oikea tapa edetä nyt (ei Java tai Flash).
• Huomaa vain, että CalcPlot3D käyttää nyt javascriptiä tai ainakin oletusarvoista (linkitetty yllä) tekee. Java-versio on kuitenkin edelleen käytettävissä, ja se tukee ilmeisesti muutamia lisäominaisuuksia (siitä lähtien kun javascript-versio julkaistiin).

Kuulostaa siltä, että haluat heidän oppivan jotain, joten suosittelen seuraavaa:

• Aloita oppilaiden työskentely 3D-juontojen kanssa GeoGebra
• Määritä CoCalc
• Esittele CoCalc opiskelijoille, joiden on annettava heidän luoda merkintätiedostoja liittämällä kuvia 3D-piirroksista ja kirjoittamalla ongelmia, ehkä käyttämällä jotain LaTeX: ää, jos haluat.
• Poista GeoGebra käytöstä ja siirry Jupyter-muistikirjoihin, joissa voit siirtyä edestakaisin Pythonin matplotlib 3D: n välillä. piirtäminen ja R: n ggplot.

Suosittelen lämpimästi wolframalpha.com

Tämä on ilmainen, saatavilla Internetissä ilman latauksia, ja siitä on hyötyä monille muille kursseille.

Kommentit

• Tämä verkkosivusto on myös tehokas ja hyödyllinen. Mutta jotkut työpaikat, kuten näkökulman muuttaminen, eivät ole mahdollisia. Ainakin ei ole ilmainen.
• Minulla on ollut opiskelijoita kirjoittamaan Wolfram Alpha -tietoon esimerkiksi z = -x ^ 2-5y ^ 2 ja kertomaan, että kaavio on parabolinen sylinteri (ou!). Interaktiiviset kolmiulotteiset tontit eivät myöskään ole ilmaisia.
• wolframalpha-sivusto (ja integals.com) on vain tulokas heidän kalliille, omistamilleen tuotteilleen. Älä lukitse opiskelijoita ’ lukitsemalla kalliita ohjelmistoja tai ohjelmointikieliä.

Jos haluat käyttää helppokäyttöistä ohjelmistoa, joka on sekä yksinkertainen että pystyy piirtämään kauniita kolmiulotteisia kaavioita, voit yrittää ladata graafisen laskimen 3D-sovelluksen ohjelmisto.

Se tukee eksplisiittisiä ja implisiittisiä yhtälöitä, parametrisia yhtälöitä, suorakulmaisia, polaarisia, sylinterimäisiä ja pallomaisia koordinaatteja.

Kommentit

• Se jäätyy, kun yritän avata sitä.
• Mitkä käyttöjärjestelmät sinulla on? Missä vaiheessa käynnistystä se jäätyy?
• Käytän Linux mint 17: tä ja se on jäätymistä, kun se avataan.
• @quid Kiitos ehdotuksesta. Päivitin vastaukseni sanamuotoa vastaamaan sitä tosiasiaa, että olen ’ m tämän ohjelmiston luoja.

Uusi pelaaja paikalla on nimeltään Desmos. Se on outoa … kaunista. Se on myös erittäin yksinkertainen käyttää.

Verkkosivusto on täällä: Desmos

Liukusäätimiä voidaan lisätä melko helposti. Jos olet laskimessa ja haluat esimerkiksi tehdä muunnoksia, voit kirjoittaa:

$ y = sin (nx) $ – se kysyy, haluatko lisätä liukusäätimen n: lle. Tämä voidaan suorittaa mihin tahansa määrään liukusäätimiä (joten $ y = a (xh) ^ 2 + k $); voit rajoittaa arvot kokonaislukuihin tai tiettyihin alueisiin jne. Polaarinen graafi on myös käytettävissä. Se on helposti tutkittavissa. .

Tästä on tietysti hyötyä siitä, että kuka tahansa voi käyttää sitä millä tahansa tietokoneella ilman asennusta.

Lisäksi kaaviot voidaan tuoda muihin asiakirjoihin tai lähettää sähköpostitse helposti, jos opiskelija yrittää jotain ja hänen on näytettävä kaavio, kun et ole läsnä!

Jos joku muu on käyttänyt tätä ja hänellä on kommentteja, ehdotuksia tai negatiivisia kokemuksia, tiedän, että haluaisin kuulla niitä!

Kommentit

• Desmos on erittäin mukava! Sen lisäksi, mitä huomautat, se voi piirtää implisiittisiä yhtälöitä ja parametrisia yhtälöitä. Ja tehdä animaatioita (pieniä elokuvia).
• OP kysyy pinta-juonista. Desmos ei ’ tue niitä, eikö niin?
• Kummallista, että en muista ’ muista, että alkuperäinen kysymys koski 3D … onko sitä muutettu? No, valitettavasti, Desmosilla ei vielä ole ’ sitä kykyä täysin … Joku on kuitenkin luonut anteliaasti arkin, joka voi tehdä sen käyttämällä joitain melko hyvä matematiikka (joitain selityksiä) desmos.com/calculator/nqom2ih05g