3D-моделирование для детей 8-11 лет

1.

КВАНТОРИУМ · ЗАНЯТИЕ ДЛЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЕЙ 8 –11 ЛЕТ
Путешествие в мир
3D-моделирования
Как из плоского рисунка рождается настоящая вещь: виды 3D-моделирования,
программа КОМПАС-3D и наш будущий проект — вездеход
60 минут
8–11 лет
КОМПАС-3D
1

2.

ПЛАН ЗАНЯТИЯ
Что нас ждёт сегодня
2D и 3D
Где живёт 3D
Виды 3D-моделирования
Чем объём отличается от рисунка
Мультфильмы, игры, медицина, техника
Полигоны, скульптинг, инженерия
Программа КОМПАС-3D
Эскиз → деталь → сборка
Наш проект — вездеход
Как устроена и для чего нужна
Путь от идеи до объекта
Что мы будем строить весь год
2

3.

РАЗМИНКА ДЛЯ МОЗГА
2D и 3D — в чём разница?
2D — плоское изображение
Высота + Ширина
Как рисунок на бумаге или фотография — можно смотреть только
с одной стороны
3D — объёмная модель
Высота + Ширина + Глубина
Модель можно покрутить и посмотреть со всех сторон, а потом
— распечатать
3

4.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Что такое 3D-моделирование?
3D-моделирование — это создание объёмного объекта на
компьютере: как будто вы лепите фигуру из виртуального
пластилина, только команды вы отдаёте не руками, а с помощью
программы.
Строится мышкой и
командами
Хранится как файл в
компьютере
Модель хранится
в виде файла —
чисел и формул,
которые компьютер
умеет "рисовать"
в объёме
Может стать настоящей вещью
Представьте виртуальный пластилин, который никогда не заканчивается, не пачкает руки и позволяет отменить любую ошибку одной
кнопкой
4

5.

ОГЛЯНИСЬ ВОКРУГ
Где живёт 3D-моделирование?
Мультфильмы и кино
Герои Пиксар и Disney — 3D-модели
Компьютерные игры
Майнкрафт, Роблокс — миры из 3D-объектов
Автомобили и техника
Машины проектируют в 3D до постройки
Медицина
Архитектура
Игрушки и обувь
Модели костей, протезы, импланты
Дома и целые города строят сначала в 3D
Кроссовки и конструкторы тоже начинались с
3D-модели
5

6.

ГЛАВНАЯ ТЕМА
Три главных вида
3D-моделирования
Разные задачи — разные инструменты: у мультипликатора, скульптора и инженера —
три разных подхода к 3D
6

7.

ВИД 1 ИЗ 3
Полигональное моделирование
Модель строится из множества плоских многоугольников
(полигонов) — как сетка из маленьких треугольников и
четырёхугольников, натянутая на каркас фигуры.
Где используется: персонажи мультфильмов и игр, монстры, животные, одежда на
героях — всё, что должно гнуться и двигаться.
Низкополигональная модель
(мало треугольников — быстро для игр)
Похоже на: оригами или мозаику из плоских кусочков, которые вместе образуют
объёмную фигуру.
7

8.

ВИД 2 ИЗ 3
Скульптурное моделирование (скульптинг)
Художник "лепит" модель на экране виртуальными стеками и
кистями — тянет, мнёт и продавливает поверхность, как
настоящую глину.
Где используется: сверхдетальные лица и существа для игр и фильмов, статуэтки,
фигурки для 3D-печати.
Множество мелких деталей —
морщинки, чешуя, шерсть
Похоже на: лепку из глины или пластилина — только "глина" здесь виртуальная и
не заканчивается.
8

9.

ВИД 3 ИЗ 3 — НАШ ВИД!
Твердотельное (инженерное) моделирование
Модель строится из точных геометрических тел: эскиз +
операция (выдавливание, вращение) = деталь с точными
размерами в миллиметрах.
⌀ 40 мм
Где используется: настоящие детали машин, механизмов, зданий, самолётов —
всё, что должно точно подходить друг к другу.
Точная деталь с размерами
в миллиметрах
Похоже на: работу инженера-конструктора: сначала точный чертёж-эскиз, потом
объём. Именно этим мы будем заниматься весь год в КОМПАС-3D!
9

10.

ПОДВЕДЁМ ИТОГ
Художественное и инженерное 3D
Художественное 3D
Инженерное 3D
Полигоны и скульптинг
Твердотельное моделирование — наш путь!
• Главное — красота и выразительность
• Главное — точность в миллиметрах
• Формы гибкие, могут не иметь точных размеров
• Строгие размеры и параметры
• Для мультфильмов, игр, фильмов
• Для настоящих машин, деталей, зданий
• Модель может двигаться и деформироваться
• Модель твёрдая, готова к 3D-печати
10

11.

НАШ ГЛАВНЫЙ ИНСТРУМЕНТ
Знакомьтесь:
КОМПАС-3D
Российская программа, в которой проектируют настоящие машины, самолёты и
ракеты — и наш вездеход
11

12.

ЗНАКОМСТВО С ПРОГРАММОЙ
Что такое программа КОМПАС-3D?
КОМПАС-3D — это система автоматизированного проектирования
(САПР), российская программа для создания точных 3D-моделей и
чертежей деталей и механизмов.
Российская разработка
Используют настоящие
заводы и КБ
Строит модели с точными
размерами
«САПР» = Система Автоматизированного
ПРоектирования — программа-помощник
инженера
12

13.

РАЗБИРАЕМ ЭКРАН ПРОГРАММЫ
Как выглядит окно КОМПАС-3D
КОМПАС-3D — Деталь: Корпус_вездехода
Дерево модели
Эскиз 1 (профиль)
Выдавливание
Скругление кромок
Эскиз 2 (отверстие)
Вырезать выдавливанием
Область построения (3D-вид)
13

14.

ГЛАВНЫЙ СЕКРЕТ 3D-МОДЕЛИРОВАНИЯ
От эскиза до готовой сборки
1. Эскиз
Плоский чертёж с точными
размерами — как на бумаге
→
2. Операция
"Выдавливание" или
"вращение" превращает эскиз в
объём
→
3. Деталь
Готовое объёмное тело: колесо,
корпус, кабина
→
4. Сборка
Несколько деталей соединяются
в единый механизм
Именно так мы построим корпус, кабину, колёса и все остальные части вездехода — а потом соберём их в единую модель!
14

15.

МОДЕЛЬ СТАНОВИТСЯ НАСТОЯЩЕЙ
Как модель превращается в вещь
3D-принтер
3D-сканер
Лазерный станок
Печатает модель слой за слоем
расплавленным пластиком — как
выдавливает тонкие макаронины одна на
другую
Обратный процесс: "фотографирует"
форму реального предмета и превращает
её в 3D-модель
Вырезает и гравирует плоские детали —
например, именную табличку для
вездехода
Формат для передачи модели на печать называется STL — его понимают почти все 3D-принтеры в мире
15

16.

НАШ ПРОЕКТ НА ВЕСЬ ГОД
Исследовательский вездеход
Каждая новая тема курса — это новая деталь. К концу года все детали
соберутся в одну машину.
Корпус и кабина
Колёса и крепления
Антенна и грузовой отсек
Свой персонаж-пассажир
Копия реального предмета
Печать и покраска
Собери свой вездеход
из шести деталей
16

17.

ЭТО ВАЖНО!
Правила безопасности в мастерской
Только со взрослым
Отдыхай для глаз
Никогда не включай 3D-принтер, сканер или лазерный
станок сам, без педагога
Непрерывная работа за компьютером: 20–30 минут, потом
обязательный перерыв
Не трогай горячее
Порядок на столе
Сопло 3D-принтера и место лазерной резки — очень
горячие, руками не трогаем
Рабочее место и инструменты содержим в чистоте и
порядке
17

18.

МИНИ-ВИКТОРИНА
Проверим себя!
1
Сколько измерений у объёмной 3D-модели?
2
Как называется первый шаг построения детали в КОМПАС-3D?
3
Какая операция превращает плоский эскиз в объём?
4
В какой формат сохраняют модель перед 3D-печатью?
5
Как называется наш проект на весь год?
18

19.

ПОДВЕДЁМ ИТОГИ
Что мы сегодня узнали
2D и 3D
Три вида 3D-моделирования
Программа КОМПАС-3D
Путь эскиз → деталь → сборка
3D-принтер, сканер, лазер
Наш проект — вездеход
На следующем занятии — первая практика: включаем компьютеры и открываем КОМПАС-3D!
19

20.

Спасибо за внимание!
Вопросы? Пиши или спрашивай прямо сейчас — впереди целый год открытий в мире 3Dмоделирования
«3D-МОДЕЛИРОВАНИЕ В КОМПАС-3D» · Детский технопарк «Кванториум» — Дом пионеров, г. Альметьевск
20