3Д-моделирование для детей: учимся создавать модели в Blender и TinkerCAD

3d-моделирование для детей – идеальное занятие, чтобы соединить хобби и пользу. Дети легко осваивают новое, и изучение интерфейса и возможностей даже профессиональных программ могут быть для них плавными и увлекательными. В статье разобрали 2 урока преподавателей школы PIXEL по основам TinkerCAD (вы познакомитесь с его интерфейсом и сами создадите кубик) и 1 урок по Blender, в котором подробно описано, как создавать текстуру геометрических фигур. Также расскажем про 2 курса в нашей школе для детей и подростков, которые помогут углубленно изучить оба инструмента и научиться создавать по-настоящему захватывающие вещи.

Сегодня мы познакомимся с программой TinkerCAD. Это бесплатное онлайн-приложение, в котором можно заниматься 3D-моделированием, проектированием электроники и созданием кодируемых проектов. Программа разработана компанией Autodesk и предназначена для начинающих пользователей, включая школьников, студентов и преподавателей.

Благодаря интуитивно понятному интерфейсу, TinkerCAD идеально подходит для изучения основ 3D-дизайна и моделирования.

Что можно создавать?
После входа в TinkerCAD нажимаем на кнопку Создать, и у нас есть возможность выбрать один из возможных типов проектов:

• 3D-проект для работы с 3D-моделями,
• цепи для создания электрических схем,
• блоки кода для написания программного кода.

В этом уроке мы будем работать с 3D-моделями. Когда мы откроем новый проект, нас встретит рабочая область с интерфейсом TinkerCAD.

Основные элементы интерфейса
В верхнем левом углу нас встречают кнопки Копировать, Вставить, Дублировать, Удалить, а также Отменить и Повторить действие. Далее мы видим куб просмотра, который позволяет менять точку зрения. Вращаем его, чтобы посмотреть на объект с разных сторон. А кнопка Исходный вид в виде домика нужна для того, чтобы вернуть стандартный ракурс.

Для того, чтобы осматривать объекты в нашей рабочей области, мы используем Приближение и Отдаление с помощью колесика мыши или кнопок интерфейса.

Добавление объекта. Для этого нам нужно справа выбрать форму из библиотеки стандартных объектов. Мы видим тут огромный список разных объектов: выберем куб. Для того, чтобы его добавить на нашу рабочую область, нужно зажать левую кнопку мыши и перетащить объект на рабочую плоскость.

Размеры. После того, как мы добавили объект на нашу рабочую плоскость, мы можем изменять его размеры. Для этого нужно тянуть за один из квадратных маркеров на гранях, чтобы изменить длину, ширину или высоту. А для того, чтобы увеличить высоту объекта, мы можем использовать маркер сверху объекта.

Вращение и перемещение. Для того, чтобы вращать объект, мы используем специальные круговые стрелки, которые поворачивают объект в трех измерениях.

Для того, чтобы переместить объект по полю, мы используем черную стрелку. Она нужна для подъема объекта в воздух. Или мы можем зажать левую кнопку мыши для того, чтобы перемещаться по рабочей области.

Свойства объекта. Также у объекта есть свойства. Первое свойство – это цвет. Можно выбрать любой цвет из палитры или создать собственный.

Также есть кнопка прозрачности. Нужно нажать кнопку прозрачный, чтобы сделать объект полупрозрачным. 

Округление. Также у нас есть Радиус. Радиус в данном случае будет округлять объект, а шаги будут его сглаживать.

У нас есть длина, ширина и высота. В данном случае кнопки выполняют свое прямое назначение и меняют одно из этих трех свойств. После всех этих действий наш проект будет сохраняться автоматически при выполнении любых действий.

А для того, чтобы скачать модель, чтобы использовать в других приложениях или для 3D-печати, мы можем нажать Экспорт. А если вернуться в главное меню, то слева снизу появится уведомление о сохранении. Теперь наш проект доступен для дальнейшего редактирования в любое время.

На уроке мы зучим базовые элементы:

• куб,
• сферу,
• цилиндр,
• конус,
• пирамиду.

Научимся добавлять их на рабочую область, менять размеры, округлять грани, настраивать углы и сегменты. В конце урока создадим простой, но очень стильный игровой кубик.

Рабочая область и фигуры. Для начала давайте добавим фигуры на нашу рабочую область.
В правой части экрана найдем стандартную библиотеку объектов: здесь находятся все базовые фигуры. Чтобы добавить какую-нибудь из фигур, например, куб, просто зажмите ее левой кнопкой мыши и перетащите на рабочую область. Так же можно добавить сферу, цилиндр, конус, пирамиду и другие элементы. Пока что ограничимся этими пятью. А если нужно удалить фигуру, то нужно выделить ее и нажать на клавишу delete.

Размеры. После того, как мы добавили все фигуры, давайте научимся менять их размеры. Для начала нужно выделить объект. После этого мы увидим маркеры на его гранях. Чтобы изменить ширину и длину объекта, нужно потянуть за квадратный маркер, а чтобы изменить высоту, нужно использовать верхний маркер.

Также полезный совет: для точных изменений размеров, можно использовать числовые поля в меню параметров справа. Введите нужные значения длины, ширины и высоты, потому что это удобно, если вы например, работает над точным проектом. Чтобы переместить какой-либо объект, достаточно просто зажать его левой кнопкой мыши и перетаскивать его по рабочей области.

Поднятие и вращение объекта. А если мы хотим поднять объект, то нужно использовать черную стрелку над фигурой. А если мы хотим объект вращать, то мы должны его выделить и обратить внимание на круговые стрелки вокруг него. После этого зажимаем стрелку левой кнопкой мыши и двигаем мышь в нужном направлении, чтобы поворачивать объект в плоскости. Это очень удобно, если вы хотите собрать сложные композиции из нескольких фигур.

Сглаживание углов. Также Тинкеркад имеет замечательный инструмент – возможность сглаживать углы. Например, выберите куб и в углу справа найдите параметр Радиус. Увеличьте его значение и углы станут более округлыми. Так же работает настройка и для цилиндра. Здесь вы можете не только округлить края, но и увеличить количество элементов, чтобы цилиндр стал идеально гладким.

И насчет сегментов: для некоторых фигур их можно настроить, чтобы создать уникальные формы. Например,если мы уменьшим количество сегментов у конуса, то он превратится в пирамиду с множеством граней. А если мы возьмем цилиндр, то сегменты помогут сделать его более угловатым или наоборот округлым. Этим настройки особенно полезны, если вы создаете декоративные элементы или необычные формы.

Создаем кубик. А теперь давайте приступим к практике и создадим игровой кубик.

Создаем обычный куб и увеличим его до нужных нам размеров. Теперь давайте чуть-чуть сгладим углы. Для этого увеличим Радиус параметров справа, чтобы углы стали немного закругленными. Это добавит нашему кубику реалистичности.

Теперь давайте создадим точки с помощью цилиндров. Их нужно разместить на гранях куба, как у классического игрового кубика. а чтобы ускорить процесс, можно использовать функцию Копирования и Вставки.

Теперь давайте настроим цвета нашего кубика. Для начала сделаем сам кубик белым, а точки черного или любого другого цвета на ваш выбор.

И финальный штрих: давайте сгруппируем все эти объекты, чтобы программа воспринимала данный куб как одно целое. Теперь у нас есть стильный игровой кубик, который можно использовать как модели для 3d- печати.

Если мы хотим его выгрузить, то нажимаем экспорт в верхнем правом углу, выбираем формат STL, чтобы отправить модель на 3д-принтер или формат OBJ для других целей. Насчет сохранения можно не беспокоиться: Тинкеркад автоматически сохраняет ваши модели.

Научиться создавать модели различных предметов можно на нашем курсе для детей 6-9 лет. Он подойдет, если ваш ребенок:

• увлекается конструкторами,
• любит придумывать новые игрушки.

Курс по Тинкеркад превратит сложные технические понятия в увлекательное приключение для маленьких исследователей.

Чему научится ребенок

Ученики пройдут путь от основ моделирования до создания собственных проектов на тематику:

1. Космических приключений и создания в трехмерном пространстве спутника, корабля и других интересных космических объектов.
2. Морских исследований и моделирования подводного мира: субмарины и корабля, осьминога и многих других.

Ребенок освоит базовые навыки трехмерного моделирования и проектирования и разовьет пространственное и творческое мышление. И важно: он соберет портфолио из своих индивидуальных проектов, которое пригодится для дальнейшего обучения.

На уроке мы научимся создавать материал в программе Blender.
Сначала нам нужно увидеть материалы, а для этого мы изменяем режим отображения. Здесь у нас есть несколько режимов:

• сетка,
• solid (то есть заполненный объект серого цвета),
• режим, который является предпросмотром. Именно он нам и нужен.

Теперь у нас отображаются материалы. Поскольку на этом кубике никаких материалов пока нет, то ничего и не отображается.

Переходим на вкладку настроек и нажать кнопку New. У нас добавится новый материал, который автоматически будет назначен на выбранный объект. Мы его выбираем и можно ему назначить этот материал. Как видите, ничего не изменилось, потому что сейчас у нас все настройки материала стоят по дефолту: это белый цвет, средняя шероховатость.

Цвет. Давайте их рассмотрим. Первое, что здесь нужно посмотреть, – цвет. Цвет изменяется по щелчку. Для того чтобы сделать его темнее и светлее, можно использовать ползунок.

Также цвет можно выбирать непосредственно со вкладки RGB, регулируя количество красного, синего, смешивая каналы RGB. Если вы знаете конкретный цветовой номер из палитры, то можете задать его в этом окошке.

Изменение параметров. Что еще можно изменить в кубике? Сейчас все его грани и поверхности выглядят довольно плоскими и равномерно освещёнными.

Для того чтобы сделать их более глянцевыми или более матовыми, чтобы от них лучше или хуже отражался свет, мы можем перейти вниз, настроить такой параметр, как Roughness (шероховатость).

Я буду его уменьшать: если повернуть объект под другим углом, появятся отражения. Это отражается освещение, которое стоит в Blender по умолчанию. Если сейчас я буду увеличивать Roughness, то отражения исчезают.

Если бы мы хотели, чтобы этот кубик был у нас металлическим, нам нужно было бы взяться за параметр Metallic и потянуть его в сторону увеличения на единицу. Куб становится металлическим с сиреневой окраской. Цвет краски задаётся по Base Colour. Если мы сейчас уберём нейтральную сторону, сделаем его посветлее и потемнее, то у нас будет чистый металл.

С этим параметром нужно быть очень осторожным, пока вы только начинаете работать с материалами, и не ставить его в промежуточные значения: либо неметалл, либо металл. В природе чего-то посередине не бывает. Иногда художники по материалам используют промежуточное значения, но тут нужно очень хорошо понимать, для чего вы это делаете. Поэтому, пока только начинаете знакомиться с материалами и с работой рекомендую использовать вот эти два значения: либо 0 – не металл, либо единица – металл.

И здесь также работает Roughness. То есть металл у нас может быть более отражающим. Получается, если Roughness убрать на 0, то у нас практически зеркало. А если мы Roughness будем поднимать, то металл становится непрозрачным.

Добавление материалов на объект. На один и тот же объект можно назначать несколько материалов. Допустим, оставим наш металл в таком состоянии. Чтобы добавить ещё один материал, нажимаем на Плюс и появляется пустой слот. Ещё раз нажимаем New, создаётся новый материал.

Но сейчас у нас этот материал никак не применён к кубику, то есть всё равно остаётся главным металл. И даже если мы выберем этот материал и перенесём его наверх, то ничего не поменялось.

Для того, чтобы задать отдельным частям этого кубика другой материал, нужно перейти в режим редактирования через Tab. Выбираем полигон и материал и нажимаем Assign. Вот теперь материал применён. Можно выйти из режима редактирования и задать другие параметры для материала.

Вам не нужно каждый раз создавать материал для нового объекта заново, если этот объект использует тот же материал, что и в другой сцене. Достаточно просто выделить объект, перейти в Материалы, Настройки материала, щелкнуть по иконке слева и выбрать.

Однако будьте внимательны: если вы захотите изменить настройки этого материала на одном объекте, меняться он будет на всех объектах сразу. Это происходит потому, что фактически мы назначаем определённый материал определённым объектам. И он остаётся единым и распределяется по нескольким объектам.

Если вы хотите настраивать материал для этого кубика отдельно, например, оставить, цвет, но изменить шероховатость, то тогда нужно нажать на поле справа от слова Material.

Выбираем объект, материал которого хотим редактировать, нажимаем на указанное поле, появится материал с цифрой. Это значит, что сейчас у нас здесь просто материал, а здесь материал с циферкой. И теперь, если мы будем менять цвет или какие-то другие параметры, то материал будет изменяться.

Добавление материала обратно. Связать его обратно не получится. Если вы хотите этот материал удалить и снова вернуть тот, который был, нужно либо удалить его из этого поля либо сразу заменить этот материал на другой.

Как связать материалы? Также мы можем связать материалы при помощи сочетания клавиш. Если мы хотим перенести какой-то материал с одного объекта на другой, сначала выбираем объект, на который хотим перенести материал. Потом выбираем объект, с которого хотим перенести материал. То есть объект с материалом у нас должен быть выделен жёлтым. Теперь мы нажимаем Ctrl L. И выбираем Link Material.

Но обратите внимание: когда мы переносим материал, будет выбран тот, который был первым в списке, потому что второй материал нужно выбирать по полигонам. То есть, если вы хотите какие-то конкретные полигоны, нужно нажать Tab и применить материал.

Самосвечение материала. Следующий важный момент – это настройка Emission, то есть самосвечение материала. Для того, чтобы её лучше было видно в нашем окне, для начала настроим режим отображения, добавим Ambiant occlusion и Bloom. Видите, теперь поверхность начала светиться, но это пока просто отражение света, это не самосвечение.

Перейдём в настройки материала и добавим самосвечение. Создадим новый куб и Назовём его Emit (так обычно сокращают Emition). Для того, чтобы найти это самое свечение, пролистаем список ниже, и вот здесь у нас написано Emition. Сейчас цвет стоит чёрный, поэтому ничего не видно.

Сделаем свет зеленым. Как можно сделать, чтобы материал выглядел прямо светящимся зелёным? Во-первых, нужно увеличить Emition Strenth, то есть силу свечения поставим 10 в поле справа от названия цвета. В Base Colour меняем цвет на зелёный. Вот у нас сам материал тоже стал зелёным, и теперь он светится зелёным. Чем больше сила, тем ярче светится ваш материал. Чем ярче он светится, тем больше ореол, а сам объект выглядит практически белым из-за силы свечения.

Курс разработан для подростков 13–17 лет, которые:

• мечтают создавать собственных трехмерных персонажей и моделировать объекты,
• хотят попробовать себя в одной из перспективных профессий будущего.

Программа курса построена так, чтобы ученик шел от основ к профессиональным техникам, которые используются в игровой индустрии, анимации и кинопроизводстве.

Чему научится ребенок
Ученики познакомятся с интерфейсом и инструментами Blender, изучат базовые приемы создания трехмерных объектов, научатся создавать объекты, которые можно использовать в игровых движках и оживлять созданных моделей.