Semestrální práce ZS 2014/2015

Generátor proteinů

Napište OpenSCAD modul protein dodržující předepsané rozhraní, který na základě vstupních dat zobrazí protein.

module protein(aminos=[],bindings=[]) { ... }

Vektor (pole) aminos obsahuje definice jednotlivých aminokyselin. Jednu aminokyselinu představuje koule se zadanou lokací středu a poloměrem. Data jsou uchovány v čtyřprvkových vektorech [x,y,z,r], kde první tři číslice udávají pozici středu koule a čtvrtá poloměr. Vektor aminos je tedy vektor vektorů:

aminos = [[x1, y1, z1, r1], [x2, y2, z2, r2], ...];

Vektor bindings obsahuje dvouprvkové vektory (dvojice) indexů vektoru aminos. Tyto dvojice aminokyselin mají být spojeny vazbou, která bude popsána dále.

bindings = [[0, 1], [1, 8], ...]; // příklad

Vazba dvou aminokyselin je provedena pomocí středové koule, umístěné středem přesně doprostřed středů dvou aminokyselin, o poloměru avg(ra,rb)/2, kde avg je aritmetický průměr a ra (respektive rb) je poloměr první (respektive druhé) koule (aminokyseliny) figurující ve spojení. Se středovou koulí se provede hull() s oběma koulemi ve spojení - s každou ale zvlášť. Pro pochopení obrázek znázorněný ve 2D:

A a B jsou středy dvou koulí ve spojení. Bod S leží ve středu úsečky AB. Poloměr středové koule je půl aritmetického průměru krajních koulí. Obě krajní koule se ohullí s tou prostřední, každá zvlášť.

Jednotlivé aminokyseliny a vazby se pochopitelně mohou libovolně překrývat. Vstupní data není potřeba nijak ošetřovat. Můžete předpokládat, že všechny aminokyseliny figurují v alespoň jedné vazbě. V odevzdaném kódu je zakázáno manipulovat s proměnnými $fn, $fs apod, pro vaše potřeby ale při testování doporučujeme $fn dočasně snížit - nezapomeňte jej před odevzdáním odmazat.

Příklad modulu zpracovávajícího vstupy z vektorů:

module echoprotein(aminos=[],bindings=[]) {
    for (binding = bindings) {
        echo("Koule A:");
        echo("x", aminos[binding[0]][0]);
        echo("y", aminos[binding[0]][1]);
        echo("z", aminos[binding[0]][2]);
        echo("r", aminos[binding[0]][3]);
        echo("Koule B:");
        echo("x", aminos[binding[1]][0]);
        echo("y", aminos[binding[1]][1]);
        echo("z", aminos[binding[1]][2]);
        echo("r", aminos[binding[1]][3]);
    }
}

Příklad vstupních dat:

protein([
        [0,0,0,3],
        [12,0,5,4],
        [14,-2,0,3.5],
        [-3,0,-3,1],
        [0,8,0,2],
    ],
    [
        [0,2],
        [1,3],
        [1,4],
        [3,4],
    ]
);

Vaše proteiny

Každému z vás byly přiděleny tři náhodně vygenerované proteiny. Máte je k dispozici jak ve formě dat pro modul protein(), tak ve formě STL souboru. S velkou pravděpodobností nebudete schopni v rozumném čase renderovat pomocí vašeho modulu své vlastní proteiny, obsahující stovky vazeb a aminokyselin. To je v pořádku, proto máte k dispozici i model ve formátu STL. Pro otestování funkčnosti modulu můžete použít podmnožinu vašich dat - ověřte, že se modul chová dle zadání.

Pokud přecejen chcete testovat váš modul nad vám zadanými daty, testujte ho pouze v režimu Compile (F5) a v nastavení OpenSCADu řádově navyšte hodnotu Turn of rendering at. Také doporučujeme použít development snapshot OpenSCADu, náhled jednoho proteinu pomocí F5 trvá pouze několik vteřin.

Vaše proteiny najdete na adresách:

Kde místo XXX dosadíte číslice z tohoto seznamu:

alexaluk 000 001 002
antospe1 003 004 005
bambaja2 006 007 008
bartape2 009 010 011
blahahy1 012 013 014
blahami2 015 016 017
cernama9 018 019 020
cerveada 021 022 023
cervej28 024 025 026
chobomic 027 028 029
dlouhma3 030 031 032
doubema2 033 034 035
dragoala 036 037 038
duchaja2 039 040 041
halecivo 042 043 044
hercklub 045 046 047
janatma2 048 049 050
knizerad 051 052 053
kociluk1 054 055 056
koppmic2 057 058 059
koprima3 060 061 062
kozajaku 063 064 065
kozajan 066 067 068
kozakha1 069 070 071
kozusjir 072 073 074
kraljak4 075 076 077
kralto12 078 079 080
krestfi1 081 082 083
kugleada 084 085 086
kusystan 087 088 089
lariover 090 091 092
laubedan 093 094 095
lessnpet 096 097 098
lhotamir 099 100 101
lormudan 102 103 104
majermi6 105 106 107
meloujir 108 109 110
mikatom1 111 112 113
mikesma6 114 115 116
mikusmi1 117 118 119
misarja1 120 121 122
miskovoj 123 124 125
novacja7 126 127 128
peroupav 129 130 131
petram14 132 133 134
petrovad 135 136 137
radvamic 138 139 140
rakosjir 141 142 143
rehorma4 144 145 146
reznimi1 147 148 149
rypacjos 150 151 152
sebekrob 153 154 155
sedajir2 156 157 158
sedlalu2 159 160 161
skorpste 162 163 164
smrzjose 165 166 167
stambpav 168 169 170
stefami7 171 172 173
stiplsta 174 175 176
striton1 177 178 179
suchama4 180 181 182
talacrud 183 184 185
troupmar 186 187 188
truneja2 189 190 191
turonjan 192 193 194
vachamic 195 196 197
valasja7 198 199 200
vilimluk 201 202 203
zdaraada 204 205 206
zdrubvit 207 208 209
zuzamiko 210 211 212

Předzpracování

Vyberte si libovolný (podle vás nejednodušší) z vašich tří proteinů a připravte ho pro tisk. Můžete s ním dělat prakticky cokoliv (opravovat, otáčet, krájet, přidávat podpůrné struktury), ale je třeba zachovat při tisku rozměry proteinu. Výstupem je jeden nebo více STL souborů připravených na slicing a velmi stručný popis toho, co jste udělali a proč (ne nutně písemně, ale při odevzdávání je třeba postup vysvětlit a to i několik týdnů po vykonání vašich změn).

Slicing

Naslicujte libovolným programem vámi připravená tisková STLka s použitím vhodných nastavení. Pro Slic3r vyjděte z slic3r-config-bundle.ini.zip (tryska 3dráty, filament 1.75 ABS), pro KISSlicer jsou tady. Výstupem je použitý slicovací profil vyexportovaný z programu a jeden nebo více GCODE souborů. Pokud je to možné, vtěsnejte celý protein na jednu tiskovou plochu a odevzdávejte pouze jeden GCODE soubor.

Tisk a postprocessing

V zápočtových akcích vypsaných v KOSu, probíhajících ve zkouškovém období, budete v laboratoři tisknout proteiny z vámi připravených GCODE souborů. Po dotisknutí je třeba výtisk náležitě opracovat - oddělat podpory, slepit atp. Výsledný protein by měl vypadat co nejpodobněji zadanému modelu.

V případě absolutního selhání při tisku je možné tisk opakovat s novým GCODEm, ale pouze jednou. V případě technického problému na naší straně se samozřejmě o promarněný pokus nejedná.

Odevzdání, hodnocení a termíny

Do svého namespace na Eduxu nahrajte zip soubor libovolného vhodného jména, na který z vašeho namespacu povede odkaz. Veškeré slovní popisy uveďte přímo do svého namespace na Eduxu.

V souboru odevzdávejte:

Termín odevzdání je rok 2014. V roce 2015 již semestrální práci nelze odevzdat (a student nemůže získat žádné body), kromě oprávněných případů dlouhodobé doložené indispozice. Nepřehrávejte odevzdaný soubor v roce 2015 nějakou novější verzí, v takovém případě bude vyhodnoceno, že jste práci odevzdali pozdě a nepůjde dohledat, jestli byla alespoň dílčí část odevzdána v termínu. Rozhodující je datum nahrání na Edux.

Hodnocení dle následující tabulky:

Hodnocení je rozděleno na 4 dílčí části. Povinný v rámci části znamená, že bez splnění tohoto úkolu student za danou část nedostane žádné body. V případě opravného tisku se již neopravují hodnoty bodů v ostatních dílčích částech. Pokud tedy například nezvládnete slicing, dostanete z něj nula bodů a (celkem logicky) fatálně selže i tisk, můžete v náhradním termínu dostat body za tisk, za slicing už ale žádné body nedostanete.