Направление трёхмерной графики в нашем Центре молодое и очень востребованное. Каждое воскресенье ребята 8-12 лет собираются в кабинете 225 на втором этаже и занимаются проектированием объёмных моделей, а затем вместе со своим руководителем распечатывают их на 3D-принтере.
Как строится работа, зачем вообще уметь моделировать и почему 3D-печать не является самоцелью – об этом нам рассказал руководитель проекта Иван Андреевич Кирпа.
– Из каких этапов состоит занятие?
– Мы берём в разработку конкретный объект из окружающего мира: здание, транспортное средство, персонажа из мультика или компьютерной игры, какой-нибудь нехитрый инструмент или прибор – и шаг за шагом конструируем этот объект в программной среде на компьютере. Обычно для реализации идеи в виде простой 3D-модели требуется примерно 1,5–2 часа. Первый этап работы – "декомпозиция", то есть разбивка выбранного объекта на составные части. Мы с ребятами разбираем, из каких возможных частей какой геометрической формы эта модель состоит. После этого создаём основные объёмные формы объекта и начинаем "одевать" его различными элементами, прорабатываем мелкие детали. Далее следует печать на 3D-принтере – всей модели сразу или по частям, если она имеет, например, движущиеся части. Так на практике формируется навык создания из простых геометрических форм больших и сложных объектов.
– А про печать можно подробнее?
– У нас есть 3D-принтер, который способен воспроизводить виртуальную модель в реальном материале – это может быть твёрдый пластик или гибкий, похожий на резину, разных цветов. Первая половина занятия обычно бывает посвящена моделированию на компьютере, во второй половине запускаем печать готовых объектов. Предварительно я сам обрабатываю модель в программе для подготовки к печати – слайсере, готовлю 3D-принтер к работе, запускаю и контролирую процесс печати. В целях безопасности дети непосредственно не участвуют в операциях с 3D-принтером, но они наблюдают за тем, как он работает, попутно задавая интересующие их вопросы. Если модель сложная, печать продолжается и после занятий.
В момент печати ребята видят, каких доработок требует модель, а затем, при необходимости, вносят изменения в свои проекты. Напечатать на 3D-принтере как можно больше предметов не является самоцелью – каждая распечатанная модель необходима для лучшего понимания её устройства и функциональных возможностей. Ну и похвастаться ею перед друзьями или порадовать родителей, несомненно, тоже приятно. Это уже мотивационный момент.
– В какой программе проектируется 3D-модель?
– Программа называется TinkerCAD – это продукт компании Autodesk, широко известной по программе для автоматизированного проектирования и черчения AutoCAD. TinkerCAD был создан для детей и всех интересующихся 3D-моделированием как бесплатная онлайн-платформа для обучения элементарному трёхмерному моделированию с возможностью распечатать модель на 3D-принтере. Для оптимизации учебного процесса на сайте платформы предусмотрены классы, в которых преподаватели имеют возможность просматривать, комментировать и, при необходимости, корректировать работы своих учеников.
– Какая главная цель изучения 3D-моделирования?
– Главное – это развитие пространственного мышления, чтобы дети легко оперировали объёмными фигурами, видели, из чего состоят сложные объекты, из каких частей. Например, когда мы разбирали модель футболиста, то для лучшего представления сами вставали в круг и пытались изобразить эту позу: вот так стоят ноги, вот так расположены руки. Изучение 3D-графики – это знакомство с окружающим миром, формирование навыка воссоздавать то, что видит глаз, в виде цифровой копии, – по возможности, как можно более точно.
– Это можно отнести к развитию художественного восприятия ребёнка?
– Да, причём с уклоном именно в объёмное. Наш формат отличается от рисования или графического дизайна, потому что мы всегда работаем в трёхмерном пространстве. Не знаю, развивается ли навык объёмного мышления для других видов творчества, то есть сможет ли ребёнок, посетив мой курс, например, слепить фигурку из глины, глядя на фотографию… но какие-то способности всё равно в этом направлении у него уже будут развиты: он сумеет провести декомпозицию образа и по элементам воссоздать то, что он видит на фотографии.
Кроме того, 3D-моделирование развивает инженерные способности. Чтобы спроектировать, например, машинку и к ней гараж, мы разбираем различные разъёмные соединения, знакомимся с базовыми понятиями "габариты", "допуск размера" и др. Задача в том, чтобы после распечатки соединить элементы в целое и чтобы всё сошлось и отлично работало.
– А помните, какой была Ваша самая первая модель, распечатанная на 3D-принтере?
– Ой, давно было дело... по-моему, львёнок. Это была модель, которая шла в комплекте с принтером на флешке. Я её распечатал и посмотрел, как вся эта система работает. Получилось, кстати, не особо хорошо. Я сразу понял, в чём я ошибся!
Беседовала Дарья Филиппова
Фото: Дарья Филиппова, Мария Протопопова, скриншоты официального сайта tinkercad.com
Школа юного инженера «ДетТех». 3D-моделирование
•Информация о расписании и месте проведения занятий актуальна на момент публикации.