Co to jest darmowe i proste oprogramowanie do tworzenia fabuł 3D dla studentów?

Jeśli chodzi o wolne oprogramowanie, duża część dostępnych opcji opiera się na zapleczu Gnuplot; Jednak prawdopodobnie nie polecałbym bezpośredniego korzystania z Gnuplot. Zamiast tego, twoje wybory dotyczą głównie różnych frontonów. Jeśli chodzi o interfejs, w zależności od tego, co Twoi uczniowie znają i chcą się nauczyć, istnieje wiele opcji.

• matplotlib jest niezwykle potężny i konfigurowalny, ale wymaga pewnej ilości Pythona programowanie od studentów.
• Sympy również jest oparty na podstawowej składni Pythona, ale jego interfejs i użycie mogą być bardziej znajome i dostępne dla osób, które mają już pewną znajomość systemu algebry komputerowej.
• maxima i jego GUI wxMaxima tworzy swobodnie dostępny system algebry komputerowej z ładnym interfejsem. Oprócz korzystania z zaplecza gnuplot, Maxima obsługuje także inny backend xMaxima do drukowania.
• Lista jest długa, ale gnuplot strona projektu zawiera listę początkowych kończy i programuje interfejsy go używające.

W przypadku wykresów 3D algebraicznych relacji (wielomianów itp.) nieco mniej znanym programem jest surf , który miał służyć jako pomoc w wizualizacji rzeczywistej geometrii algebraicznej. Niestety, rozwój wydaje się zatrzymany kilka lat temu, a ostatnio miałem pewne trudności z budowaniem kodu źródłowego na moim komputerze z Gentoo Linux. Twój przebieg może się bardzo różnić.

Komentarze

• Uwaga, wolę interfejs xmaxima od maxima.

Na poziomie licencjackim oktawa Gnu jest prawdopodobnie tym, czego potrzebujesz. Jest open source, wieloplatformowy i kompatybilny ze składnią MATLAB. Jest to bardzo przydatne do kreślenia 2D i 3D oraz do numerycznej algebry liniowej, a także jest narzędziem, które będzie przydatne dla uczniów.

Ponadto GeoGebra to doskonałe oprogramowanie do tworzenia wykresów, które niedawno dodało obsługę wykresów 3D. Nie jest tak potężnym narzędziem jak Octave, ale dobrze nadaje się do prostych zadań związanych z kreśleniem i renderowaniem.

Komentarze

• To oprogramowanie należy do ekspertów . Potrzebuję najprostszego oprogramowania, a tylko dane wejściowe muszą być kształtem funkcji.
• Twoje pytanie dotyczyło poziomu licencjata (licencjata ' s). Oprogramowanie MATLAB jest oprogramowaniem na poziomie licencjackim. Wykres 3D można wykonać za pomocą kilku prostych poleceń. Jeśli ' szukasz czegoś prostszego, istnieje wiele witryn internetowych, które wyświetlają proste funkcje 3D. Lub wypróbuj wersję beta GeoGebra.
• Mam dwa ograniczenia. Pierwsze ograniczenie jest bezpłatne. Po drugie, jest bardzo proste. Matlab nie jest darmowy. O GeoGebra, gdzie jest link do pobrania wersji beta?
• geogebra.org/forum/viewtopic.php?f=52& t = 19846
• @Huseyin Matlab jest bezpłatny dla studentów wielu uniwersytetów (moich i wszystkich innych głównych w moim mieście). Warto sprawdzić matematykę / comp sci wydział u Ciebie

Możesz zajrzeć do Geogebra. Obecna wersja beta (Geogebra 5 Beta) posiada tryb 3D i pozwala na tworzenie wykresów 3D w postaci funkcji f (x, y) oraz graficzny interfejs do obracania, powiększania itp. Jest również open-source, darmowe i wieloplatformowe.

Jeśli wpiszesz funkcję w wyszukiwarce Google, otrzymasz całkiem niezły wykres . Aby uzyskać interaktywną grafikę 3D, będziesz potrzebować przeglądarki obsługującej WebGL (oczywiście z faktycznie włączonym WebGL).Wypróbuj na początek:

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

Komentarze

• Wiedziałem, że Google tworzy wykresy 2D, nie ' t zdałem sobie sprawę, że obsługują 3D. Dobra wskazówka!

Darmowe narzędzie dla Linuksa i Windows to gnuplot . Ten sam interfejs graficzny może być używany z poziomu Octave (jak w odpowiedzi mkasberga ), który również jest darmowy. Nie używałem go od jakiegoś czasu, więc nie przypominam sobie trudności w użytkowaniu. Zawiera zestaw samouczków do pobrania.

Sage jest również dostępny na Linux i Windows. Jest to program oparty na języku Python. Biblioteka matplotlib udostępnia funkcje graficzne. Nie korzystałem z tego programu, więc nie jestem pewien, jak łatwo użyj.

Jeśli tworzysz wykres funkcji w postaci $ z = f (x, y) $, to istnieje wiele narzędzi online . Jednym z takich narzędzi jest tutaj .

Komentarze

• Popieram użycie matplotlib. Wygrał '. Nie będzie odpowiedni dla wszystkich uczniów, ale ci, którzy mają doświadczenie w Pythonie, powinni być w stanie szybko to zrozumieć.
• Sage może może być również używany online pod adresem sagenb.org lub cloud.sagemath.com
• Aby wyjaśnić, Sage używa rozwiązań javascript dla 3d plotowanie, w tym jsmol, a teraz three.js.
• Co więcej, Sage ma teraz Sage Cell Server , więc nie ' t trzeba zainstalować Sage, lub utworzyć konto, aby korzystać z Notatnika.

System algebry komputerowej maxima jest fajny (jest sercem pakietów open source, takich jak SAGE lub GAP ) i zawiera funkcje kreślenia. Dostępna jest również wersja działająca na Androidzie (nawet telefony).

Komentarze

• Czy w przypadku wykresów maxima działa tylko jako nakładka na gnuplot?
• @BenCrowell, zasadniczo tak w Linuksie. Nie ' nie mam pojęcia o Androidzie.

W systemie Windows firma Microsoft publikuje własne oprogramowanie o nazwie Microsoft Mathematics :

Microsoft Mathematics zapewnia kalkulator graficzny, który kreśli w 2D i 3D, rozwiązywanie równań krok po kroku oraz przydatne narzędzia pomagające uczniom w nauce matematyki i nauk ścisłych.

Możesz zobaczyć to w akcji w tym filmie .

Firma Microsoft publikuje również dodatek dla programów Microsoft Word i Microsoft OneNote, który umożliwia tworzenie tych wykresów bezpośrednio w interfejsie programu Word lub OneNote.

Komentarze

• Wygląda na to, że firma Microsoft usunęła teraz swój film instruktażowy YouTube.

Utworzyłem następującą witrynę internetową, aby stworzyć doświadczenie podobne do Desmos w 3D dla moich studentów rachunku wielowymiarowego.

math3d.org

Możesz użyć math3d.org do tworzenia prostych wykresów powierzchni lub złożonych, animowanych wizualizacje. Niektóre funkcje:

• Twórz i animuj punkty, linie, wektory, krzywe, powierzchnie (jawne & niejawne) i pola vecotr
• Intuicyjne wprowadzanie danych matematycznych (obsługiwane przez tę samą bibliotekę MathQuill, co Desmos)
• Zapisuj i udostępniaj swoje sceny

Oto trzy sceny, które szczególnie mi się podobają:

• Prosty wykres powierzchni
• Krzywe parametryczne, prędkość i przyspieszenie
• Tomy rewolucji, metoda powłoki
• Hiperboloidy jako powierzchnia rządząca (+ zrzut ekranu)

Ten projekt jest na Github . Jeśli znajdziesz błędy lub masz pomysły na ulepszenia, otwórz problem !

Uwaga: ta odpowiedź jest głównie ponownym wysłaniem mojego odpowiedź na podobne pytanie Kalkulator podobny do Desmos, ale dla 3D w Math StackExchange.

Moi uczniowie i ja używaliśmy

CalcPlot3D

Obsługuje większość wizualizacji, którą chciałbyś mieć w kursie rachunku różniczkowego: wykresy 3D, pola wektorowe, mapy konturowe, sparametryzowane krzywe i powierzchnie itp.

Komentarze

• Niezła rekomendacja.Znałem ich pół tuzina, ale wydaje się, że użycie Javy w jakiś sposób zrujnowało to … przynajmniej dla moich prób. Ale to wydaje się działać. Dzięki.
• Tak, javascript to zdecydowanie droga do zrobienia (nie Java ani Flash).
• Dla wyjaśnienia, pamiętaj, że CalcPlot3D używa teraz javascript, a przynajmniej domyślnego (link powyżej) robi. Jednak Java jest nadal dostępna i najwyraźniej obsługuje kilka dodatkowych funkcji (od momentu wydania wersji javascript).

Wygląda na to, że chcesz, aby się czegoś nauczyli, więc polecam:

• Rozpocznij pracę uczniów z wykresami 3D w GeoGebra
• Skonfiguruj CoCalc
• Przedstaw CoCalc uczniom i poproś ich o tworzenie dokumentów promocyjnych wklejanie obrazów wykresów 3D i pisanie problemów, może używając LaTeX-a, jeśli czujesz się komfortowo.
• Zwolnij GeoGebra i przejdź do notatników Jupyter, gdzie będziesz poruszać się w tę iz powrotem między używaniem matplotlib 3D w Pythonie plotting i R „s ggplot.

Bardzo polecam wolframalpha.com

Jest to bezpłatne, dostępne w Internecie bez pobierania i przydatne w wielu innych zajęciach.

Komentarze

• Ta strona jest potężna i użyteczna. Ale niektóre prace, takie jak zmiana punktu widzenia, nie są możliwe. Przynajmniej nie jest darmowy.
• Poprosiłem uczniów o wpisanie rzeczy takich jak z = -x ^ 2-5y ^ 2 do Wolfram Alpha i powiedz mi, że wykres jest parabolicznym cylindrem (aura!). Ponadto interaktywne wykresy 3D nie są darmowe.
• Witryna wolframalpha (i integrals.com) to tylko dodatek do ich drogich, zastrzeżonych produktów. Nie ' nie zamykaj uczniów w drogim, prawnie zastrzeżonym oprogramowaniu lub zastrzeżonych językach programowania.

Aby uzyskać łatwe w użyciu oprogramowanie, które jest zarówno proste, jak i zdolne do rysowania pięknych wykresów 3D, możesz spróbować pobrać mój Kalkulator graficzny 3D

Obsługuje jawne i niejawne równania, równania parametryczne, współrzędne kartezjańskie, biegunowe, cylindryczne i sferyczne.

Komentarze

• Zawiesza się, gdy próbuję go otworzyć.
• Które systemy operacyjne masz? W którym momencie podczas uruchamiania się zawiesza?
• Używam Linux Mint 17 i to się zawiesza po otwarciu.
• @quid Dzięki za sugestię. Zaktualizowałem brzmienie mojej odpowiedzi, aby odzwierciedlić fakt, że jestem ' twórcą tego oprogramowania.

Nowy gracz na scenie nazywa się Desmos. Jest dziwnie … ładny. Jest również bardzo prosty w użyciu.

Witryna jest tutaj: Desmos

Suwaki można dodać dość łatwo. Jeśli jesteś w kalkulatorze i chcesz na przykład dokonać transformacji, możesz wpisać:

$ y = sin (nx) $ – zapyta Cię, czy chcesz dodać suwak dla n. Jest to możliwe dla dowolnej liczby suwaków (więc $ y = a (xh) ^ 2 + k $); możesz ograniczyć wartości do liczb całkowitych lub do określonych zakresów itp. Dostępne są również wykresy biegunowe. Łatwo je zbadać .

Oczywiście zaletą tego jest to, że każdy może go używać na dowolnym komputerze, bez konieczności instalacji.

Dodatkowo wykresy można importować do innych dokumentów lub łatwo przesyłać pocztą elektroniczną, jeśli uczeń czegoś próbuje i chce pokazać Ci swój wykres, gdy nie jesteś w Twojej obecności!

Jeśli ktokolwiek inny użył tego i ma komentarze, sugestie lub negatywne doświadczenia, wiem, że z przyjemnością je usłyszę!

Komentarze

• Desmos jest bardzo fajny! Oprócz tego, co zauważyłeś, może tworzyć niejawne równania i równania parametryczne. I tworzyć animacje (krótkie filmy).
• OP pyta o wykresy powierzchni. Desmos nie ' nie obsługuję ich, prawda?
• Dziwne, że nie ' Nie pamiętam pierwotnego pytania dotyczącego 3D … czy zostało to zmienione? No cóż! Niestety Desmos nie ' nie ma jeszcze w pełni tej umiejętności … Jednak! Ktoś hojnie stworzył arkusz, który może to zrobić za pomocą całkiem niezła matematyka (z kilkoma wyjaśnieniami) desmos.com/calculator/nqom2ih05g