5 полезных плагинов для figma: 3d-иллюстрации

Поделки лёгкого уровня

Когда ребёнок наловчится со штрихованием, то можно начинать создавать поделки с помощью 3д ручки для начинающих. Самая простая конструкция — куб. Благодаря этой фигуре можно приобрести основные навыки, которые потребуются в более сложных работах.

Для куба зарисовывается шесть квадратов одинакового размера.
Можно распечатать трафарет в интернете

Первым делом создается каркас фигуры, и только потом закрашивается основная часть.
Важно не торопится, и наносить штрихи постепенно. Когда материал застынет, шаблон следует отделить от него.

Соединяя детали на стыках не должно быть пустот.

Сложные фигуры

Фото поделок сделанных 3D ручкой показывают, какими интересными могут быть изделия из пластмассы

Все сложные фигуры отталкиваются от простых форм, поэтому так важно набить на них руку

Разобравшись с окружностями можно попробовать создать из него снеговика или смешарика.

1. Используя базовые навыки можно создать красивый цветок.
2. Первым делом подготавливаются трафареты, прямоугольная подложка, шаблоны лепестков и сердцевины.
3. Основание должно быть достаточного размера, чтобы удержать цветок.
4. В самом начале идут окружности, постепенно они уменьшаются, стремясь, верх.
5. После создания стебля необходимо подготовить сам цветок используя шаблоны.
6. Чтобы изделие было ярким и интересным, можно создать лепестки разного цвета.
7. К готовому стеблю цепляется сердцевина, и далее присоединяются лепестки.

Последним шагом дорисовывается пару листочков.

Запустите процесс Cam

Войдите в рабочее пространство «Производство» и выберите «Настройка» в верхнем меню. Вокруг модели появится стандартная рамка.

Выбор центра модели для осей X и Y, вероятно, будет самым простым вариантом для 3D-модели произвольной формы.

Выберите верхнюю часть заготовки для исходной точки оси Z.

Установка размера заготовки и базового положения

На вкладке запаса вы должны отрегулировать количество запаса, чтобы он соответствовал физическому размеру материала, который вы используете.

Он должен быть только приблизительным, но было бы предпочтительнее сделать его немного больше, чем меньше.

Елочная игрушка

Инструкция как сделать объемную новогоднюю поделку с применением 3Д ручки, довольно проста.

Для изготовления потребуется трафарет круга, разделенный на 6 равных частей.

1. Фигура обводится по контуру, остывает, и разделяется с бумагой.
2. От центра вверх ручкой рисуется прямая линия, ручку следует держать, пока линия не застынет.
3. Хвостик подрезается, его длина должна быть равна радиусу окружности.
4. Лучик звездочки соединяется с хвостиком, и пока материал не остыл, ему придается форма дуги при помощи обычного карандаша.
5. По аналогии создаются дуги по всей окружности, и для надежности фиксируются паутинкой между собой.
6. То же самое проводится с обратной стороной.

Получается объемный шар, который штрихуется в два слоя.

Основные правила 3D

Изучая работу с предметом, обычно используются шаблоны для создания поделки, можно использовать и личный рисунок, главное чтобы это было контурное изображения.

Чтобы готовый результат плоской 2D поделки выглядел отлично, необходимо следовать основным правилам:

• Штрихи наносятся ровно и аккуратно, начиная с левого верхнего края, передвигаясь вправо и вниз.
• Следует помнить, что при работе можно крутить шаблон для большего удобства и менять угол наклона ручки.
• Один из ответственных моментов — отделить трафарет от изделия. Здесь не нужна спешка, бумага следует немного сгибать, а с обратной стороны надавливать на поделку пальцем.
• Отделятся бумага от пластика, а не наоборот, иначе поделку будет легко сломать. Можно предварительно на шаблон наклеить скотч, это сделает работу проще.
• Конструкция должна быть прочной, поэтому нуждается в укреплении. Для этого необходимо заштриховать изнаночную сторону по всей поверхности прозрачным цветом. Если пропустить этот шаг, то поделка будет очень хрупкой.

Ликбез по 3D-моделированию

Что это 

3D-моделирование — раздел компьютерной графики, посвященный созданию трёхмерных визуальных объектов при помощи профильного ПО. Простыми словами, в специальных программах делаются объемные картинки.

Для чего нужно

• Индустрия развлечений. 3D-моделирование применяется в фильмах, для создания анимации и видеоигр. Ну и, конечно же, какое без этого обустройство метавселенных? 
• Создание прототипов. Современную 3D-графику трудно отличить от фото, поэтому с её помощью можно создавать эффектные презентации проектов для клиентов, партнёров и инвесторов. Например, её используют для визуализации зданий и интерьеров, для моделирования результатов пластических операций. 
• Производство. Детали, украшения и даже медицинские протезы — всё, что будет воплощено в реальном мире может быть смоделировано, а потом напечатано на 3D-принтере или произведено на другом устройстве.

3D-модель бионического протеза руки MAXBIONIC

Два метода моделирования и их суть

Подходы настолько отличаются, что специалист по моделированию персонажей для игр, может никогда не открывать ни одной САПР-программы (системы автоматизированного проектирования). Хотя речь всё о том же 3D-моделировании.

Полигональное моделирование

Суть метода в том, что модели создаются с помощью полигонов — поверхностей, задающихся точками. Точки можно двигать, тем самым формируя модель, ориентируясь на внешний вид и интуицию. Это в большей мере творческая работа, здесь зачастую нет привязки к реальным единицам измерения.

Полигоны

Пример низкополигональной модели на 220 полигонов

Процесс создание простой 3D-модели с помощью полигонального моделирования:

Метод зачастую используется, если моделируемый объект не выйдет за пределы экрана, то есть не будет воссоздан в реальном мире. Так, например, создаются игровые и мультипликационные персонажи.

Создавать высокоточные виртуальные объекты с помощью данного метода сложно, ведь процесс скорее напоминает лепку из пластилина, но на компьютере. Но его также можно использовать для проектирования вещей, для которых в производстве не важна  высокая точность и соблюдение размеров.

Моделирование в САПРах 

САПР или CAD (англ. Computer-Aided Design) — программа, где модели задаются формулами, а не полигонами. Это позволяет достигать точности до долей миллиметра, поэтому метод широко используется для проектирования моделей, которые не только выйдут за пределы экрана, но и пойдут в массовое производство. Например, для создания моделей деталей, которые будут отлиты на заводе, автомобилей, двигателей, зданий, мебели, самолётов.

Процесс моделирования выглядит так:

Если сравнивать этот метод с полигональным моделированием, то разница примерно как с растровой и векторной графикой. Даже предельно высокополигональная модель (с таким количеством рёбер, что самый мощный компьютер виснет при попытке её отобразить), будет иметь неровности при приближении, в САПРах же любая поверхность идеально гладкая.

Этот метод также хорош тем, что модели задаются с помощью параметров, поэтому в любой момент можно скорректировать необходимые показатели (например, поменять высоту объекта или диаметр отверстия) и перестроится вся модель. Но с его помощью создавать сложные органические модели крайне нецелесообразно — проектирование идеально гладкого игрового персонажа займёт неоправданно много времени.

С чего начать изучение 3D-моделирования

Всё предельно просто — скачать программы для моделирования и начать работу над интересными для себя проектами, которые пополнят портфолио.

Часто рекомендуют начинать с освоения работы в Blender, ведь он бесплатен, не займёт много памяти и по нему много туториалов. Но лучше всего скачать и «пощупать» побольше программ, и выбрать то, что больше всего понравится и подойдёт под ваши задачи. Определиться поможет статья «10 популярных программ для 3D-моделирования».

Когда вы определились с программой, можно приступать к детальному изучению интерфейсов, техник моделирования, текстурирования, в общем погружению в специальность с помощью всевозможных курсов, статей и книг. И не забывать, что просмотр видео о моделировании становится обучением только после применения материала на практике.

Если нет времени собирать знания по крупицам, то вас может заинтересовать Факультет 3D-моделирования и визуализации. За 12 месяцев вы поработаете во всех популярных программах, освоите базовые и профессиональные инструменты, а также сделаете 10 работ для портфолио и получите гарантию трудоустройства.

А стоит ли оно того?

Согласно данным Statista, глобальный рынок дополненной реальности (AR), виртуальной реальности (VR) и смешанной реальности (MR) достигнет 30,7 млрд. долларов в 2021 году, а к 2024 году приблизится к 300 млрд. долларов. То есть за 4 года вырастет в 10 раз, что однозначно приведёт к увеличению востребованности специалистов по 3D-моделированию.

Проектирование виртуальных миров — реальная задача ближайшего будущего. Кроме того, 3D-моделлеры будут стабильно востребованы в промышленности, а количество сфер применения специальности только растёт. Поэтому, если вы в детстве мечтали создавать космические корабли, то вы к этому близки.

Если вернуться на Землю, то уже сейчас на HeadHunter по запросу «3D-моделирование» открыто 643 вакансии. В среднем зарплаты стартуют от 70 тысяч рублей и достигают 300 тысяч рублей, например, для должностей Lead 3D Artist и Motion Designer 2D/3D. Специалисты требуются в самых разных сферах и под самые разные задачи: от создания игровых персонажей и моделей ювелирных изделий в ZBRUSH, проектирования мебели в AutoCAD до моделирования результатов лечения в стоматологии, как дополнения к основной специальности врача.

Поэтому не редкость, что понимая потенциал отрасли, программисты перепрофилируются в 3D-моделлеров. Так что, если вы ощущаете тягу к работе с визуалом, то однозначно стоит попробовать себя в этой сфере.

Тестирование работы роботизированной руки

Сделайте все соединения, которые показаны на выше приведенной схеме, и загрузите программу в плату Arduino. Подайте питание на плату Arduino Nano через порт USB с вашего компьютера и откройте окно монитора последовательной связи – в нем вы увидите приветственное сообщение.

Теперь введите R в окне монитора последовательной связи и нажмите ввод. Внизу монитора последовательной связи должна быть установлена опция Newline. Пример работы программы в этом режиме показан на следующем рисунке:

Информация, показанная на этом рисунке, может быть использована для отладки. Цифры, начинающиеся с 69, это текущая позиция сервомоторов с 0-го до 5-го. Значения индекса – это размер массива. Помните, что максимальный размер массива ограничен 700 числами, поэтому старайтесь не превышать этот размер. После того как вы завершите запись нажмите P и ввод в окне монитора последовательной связи и программа переключится в режим воспроизведения и на экране тогда появится примерно следующая картина:

Во время режима воспроизведения роботизированная рука будет повторять те же самые движения, которые она совершала в режиме записи. Эти движения она будет выполнять снова и снова до тех пор пока вы не прервете ее работу из окна монитора последовательной связи.

3D печать и сборка роботизированной руки

Вначале мы пытались разработать дизайн этой руки самостоятельно, но потом обнаружили что на сервисе Thingiverse есть достаточно много потрясающих дизайнов подобных роботизированных рук и решили «не изобретать заново велосипед». Мы обнаружили, что роботизированная рука Robotic Arm V2.0 by Ashing будет прекрасно работать с сервомоторами MG995, поэтому она отлично подходит для нашего проекта.

Поэтому перейдите по приведенной ссылке на Thingiverse и скачайте там файлы модели этой руки. Всего рука содержит 14 компонентов для 3D печати, STL файлы для всех из них можно скачать по приведенной ссылке. Мы использовали программное обеспечение Cura 3.2.1 от Ultimaker для обработки STL файлов и 3D принтер TEVO tarantula для печати компонентов руки.

Дизайн всех компонентов этой руки достаточно прост, поэтому его можно напечатать практически на любом 3D принтере. У нас на печать всех компонентов руки ушло примерно 4,5 часа. Инструкция по сборке руки приведена на этой странице, поэтому в нашей статье не будем останавливаться на ней подробно.

Единственный момент, на который нам бы хотелось обратить внимание – возможно вам придется вручную подровнять (подшлифовать) края некоторых компонентов чтобы «втиснуть» туда сервомотор — обычно крепления для сервомоторов проектируются с таким расчетом, чтобы запихивать в них сервомоторы приходилось с некоторым усилием, так они будут лучше держаться. Вам понадобится 20 болтов диаметром 3 мм для сборки компонентов этой роботизированной руки

Перед тем как окончательно закрутить болты удостоверьтесь в том, что сервомоторам ничего не мешает вращаться в необходимых направлениях. Провода к трем сервомоторам вам придется тянуть снаружи конструкции руки, при необходимости удлинить эти провода можно использовать соединители папа-мама. Удостоверьтесь в том, что при работе руки эти провода не будут перекручиваться или каким либо другим образом мешать работе руки. После сборки у нас получилась рука следующего вида:

Подготовьте файл Stl для обработки

Теперь вам, вероятно, придется сориентировать и масштабировать модель, чтобы она «поместилась внутри» вашей заготовки.

Нажмите кнопку перемещения/копирования в верхнем меню, когда вы выберете модель, появятся ручки для захвата и стрелки.

Ориентация модели в Fusion 360

Используйте мышь, чтобы изменить ориентацию и положение модели с помощью маркеров вращения и стрелок.

Масштабировать файл Stl

Следующим шагом является масштабирование модели в соответствии с размером заготовки. Нажмите I на клавиатуре, и появится окно проверки.

Выберите вид, который показывает самую длинную грань модели, и измерьте расстояние от края до края.

Используйте этот размер, чтобы использовать команду «Масштаб» для изменения размера модели stl.

Выберите раскрывающееся меню «Изменить» и выберите «Масштаб».

3D модель на ЧПУ. Изменить масштаб

Масштабирование модели под размер заготовки

Введите значение шкалы. Здесь могут потребоваться некоторые пробы и ошибки, чтобы получить модель до размера, который будет соответствовать вашему куску исходного материала.

Планирование вашего проекта

Первым выбором, который мне пришлось сделать, был размер детали. У меня есть только небольшой станок с ЧПУ, поэтому я просто использовал кусок дерева 2X4.

Я отрезал кусок длиной около 2,8 дюйма, он достаточно мал, чтобы зажать его в тисках. Теперь у меня есть размер, к которому нужно стремиться при импорте и масштабировании файла stl.

Траектории инструментов были созданы с помощью Fusion 360, бесплатного и мощного программного решения Cad/Cam для любителей.

Откройте новый проект в Fusion 360 и выберите «Файл»> «Открыть»> «Открыть с моего компьютера» и найдите свой файл.

Нажмите «открыть».

3D модель для станка с ЧПУ

Что нужно, чтобы начать

Главное — искренний интерес и вдохновлённость затеей. Самым первым шагом может быть даже скачивание приложения по 3D-моделированию на смартфон — просто чтобы понять, нравится ли вам создавать объемные фигурки на устройстве. На Android можно установить 3D Designer (рейтинг не очень, но что-то понять можно, сделав скидку на сыроватость), а на iOS пойдёт и более серьёзное САПР-приложение — Shapr: 3D modeling CAD.

Комментарий под видео, демонстрирующий правильный настрой и отсутствие возрастных преград

Знания и навыки

Для старта в полигональном моделировании не нужны никакие специфические знания, помимо умения пользоваться компьютером. Полезным, но не обязательным навыком для этапа скульптинга (способа моделирования, когда персонаж лепится как из глины) будет умение рисовать от руки. Для начала продуктивной работы в САПРах большим плюсом будет понимание топологии поверхностей, свойств материалов и технологии производства. Поэтому профильное образование и конструкторские навыки будут очень кстати.

Какой компьютер подойдет для 3D-моделирования

Выбор железа будет зависеть от сложности проектов, над которыми вы будете работать. Так высокополигональное моделирование и работа в САПРах потребует большей мощности компьютера.

Низко-, средне- и высокополигональная модели лица

Минимальные характеристики для 3D-моделирования без сильных тормозов с учётом требования большинства программ такие:

• Full HD экран 1920х1080.
• Процессор — 4 ядра от 3 GHz.
• Оперативная память — 8 Гб (помните, 4х4 быстрее, чем 2х8 Гб).
• Видеокарта — с поддержкой OpenGL 4.3 на 4 Гб памяти.
• Свободное место на диске — 50 Гб (здесь с запасом, но желательно иметь как можно больше свободного места, ведь много памяти будут занимать плагины, наборы материалов, текстур и сами проекты).

Разумеется, чем больше, тем лучше. Вот пример топовой сборки, чтобы всё летало на любых проектах:

• Процессор — AMD Ryzen 9 5950X. Он идеально подходит для 3D моделирования по количеству ядер (16) и потоков (32).
• Оперативная память — 32 Гб (Patriot Viper Steel — 2х16 Гб).
• Видеокарта — NVidia RTX 3080 Ti на 12 Гб.
• Материнская плата — MSI MPG B550 GAMING CARBON WIFI.
• Накопители — SSD Samsung 980 Pro 1 TB и HDD Seagate Backup Plus Hub
• Блок питания — Deepcool DQ850.
• Система охлаждения — MSI MAG CORELIQUID 360R.
• Корпус — Cooler Master MasterBox MB511 RGB.

Но и стоимость такой сборки соответствующая — около 3700 долларов.

Конечно, можно позволить себе отличную сборку, на которой будет приятно работать с большинством проектов, за минимум в 2 раза меньшую сумму. Например, она может выглядеть так:

• Процессор — AMD Ryzen 7 3700X.
• Оперативная память — 32 Гб (Corsair Vengeance LPX — 2х16 Гб).
• Видеокарта — GeForce RTX 2070.
• Материнская плата — GIGABYTE X570 GAMING X.
• Накопитель — SSD Samsung 970 PRO.
• Блок питания — Corsair CX550.
• Система охлаждения — AMD Wraith Prism.
• Корпус — Phanteks Full Tower Case ATX.

Главное, если хотите сэкономить, то не берите готовые сборки. Высока вероятность переплатить или взять в таком комплекте староватую деталь. Лучше попросите помощи у понимающего в железе знакомого, обратитесь в специализированную контору за индивидуальной сборкой, а лучше — разберитесь сами. Детально о нюансах и подводных камнях выбора железа для 3D-моделирования рассказывает Digy Zem на своём Youtube-канале:

И да, на ноутбуке тоже можно моделировать, если он соответствует минимальным требованиям программ.

Какой графический планшет подойдёт для 3D-моделирования

Для обычного 3D-моделирования хватит мыши с клавиатурой. Но если вы планируете заниматься скульптингом, то нужно вложить бюджет и на покупку планшета. Начинающему 3D-моделлеру хватит и WACOM Intuos S стоимостью около 7000 рублей.

WACOM Intuos S

Работа схемы

Схема роботизированной руки на Arduino представлена на следующем рисунке.

Поскольку сервомоторы MG995 работают от питающего напряжения 5V, то их можно запитать от соответствующего разъема платы Arduino. Управляющие контакты сервомоторов подключены к цифровым контактам платы Arduino, на которых возможно формирование сигналов ШИМ (широтно-импульсной модуляции). Потенциометры подключены к аналоговым контактам платы Arduino для управления сервомоторами.

В любой момент времени у нас будет двигаться только один сервомотор, поэтому потребляемый ток не превысит 150 мА, в связи с чем регулятор питания платы Arduino без проблем выдержит такую нагрузку. Сама плата Arduino в нашем проекте запитывалась через USB кабель от компьютера.

После пайки и сборки компонентов на перфорированной плате у нас получилась конструкция, показанная на следующем рисунке. Дополнительно в конструкцию проекта мы добавили разъем для подключения батарейки если в дальнейшем потребуется питание от нее.