Курс лекций по 3D печати. Лекция 7. Эскизное моделирование.

Эскизное — моделирование на основе двумерных фигур, сконвертированных в 3D.

Многие используют TinkerCAD, OpenSCAD, и даже 3DBuilder от MS.

Мое ПО по-выбору: бесплатный SketchUp Make от Trimble.

О нем и поведу рассказ.

Предупреждаю сразу, «лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать». В этой лекции не будет уроков моделирования или обзора программы. Я считаю лучшим способом научиться моделировать — это начать моделировать самые простые объекты, и эти умения помогут вам смоделировать что-то нужное, необходимое. Каждое непонятное действие или прием моделирования вы можете подсмотреть в видеоуроках на youtube. Своей целью данной статьи я считаю объяснить экосистему моделирования и удобный путь к освоению ПО. А теперь приступим.

Я использую ноутбук с тач-падом и видео-картой Nvidia GTX750-подобной. ОС по-умолчанию Linux. Sketchup работает под Wine, есть версии для Windows и Mac. Трехкнопочная мышь упрощает жизнь, но я обхожусь без нее.

В первую очередь Скетчап просит выбрать шаблон черчения: подходящий для 3D-печати — «древообработка в миллиметрах» или «3d-печать в миллиметрах».

Чем полезна эта программа: позволяет редактировать STL-файлы и вносить в них изменения: Дорисовывать элементы, редактировать существующие. Моделировать быстро, интуитивно-понятно. Отмечу еще удобство работы с непрямоугольными фигурами. Программа имеет встроенную подсказку на «золотую пропорцию», чем значительно упрощает моделирование соответствующих фигур (т. н. платоновых тел).Первое с чего начинается знакомство со Sketchup — ориентация в пространстве. Система координат — декартова. Для свободного вращения есть ПКМ (правая кнопка мыши) и два модификатора — ctrl и shift. Запомните эти модификаторы. Эти кнопки работают модификаторами и помощниками чуть ли не с каждым инструментом черчения. На тачпаде без ПКМ необходимо выбрать инструмент «Вращение» (горячая клавиша O) и ЛКМ вращать камеру. Сбросить выбранный инструмент можно кнопкой Escape или Пробел, включится инструмент «выделятель».

Сориентировавшись в пространстве, изучите кнопки-инструменты интерфейса. Полезно не откладывая запомнить их горячие клавиши:

Пробел — это select — выделятель. ЛКМ — выделение рамкой слева-направо «что целиком попало»; справа-налево «все что зацепилось».

L — line — линия

R — rectangle - прямоугольник

C — circle — круг

P — Pull — вытянуть грань в объем

M — move — двигать объект (линию, грань или группы)

Q — Rotate — поворот объекта

O — orbit — вращение камеры

B — paint bucket - заливка

E — erase — удалятель

T — tape-measure — измеритель

D — dimentions — размеры

право, лево, вверх, вниз — ограничитель направления, позволяет во время рисования легче ориентировать объекты в пространстве.

Shift, Ctrl — модификаторы к инструментам или фиксация размеров и направлений на опорные объекты вашей модели.

Я вам рекомендую кликнуть ПКМ на панели инструментов, и сменить «Стандартный» набор на «Большой набор инструментов» и «представления». Использование горячих клавиш и расширенного набора инструментов значительно ускоряет работу.

А теперь, всем незнакомым с программой Sketchup стоит прерваться в чтении этой лекции, и попробовать смоделировать чего-нибудь. Например нарисовать квадрат инструментом R(ectange) и превратить его в куб инструментом P(ush). Нарисовать среднюю линию верхней грани. А дальше подурачиться с инструментами Move, Rotate и другими доступными инструментами. Обратите внимание на меню ПКМ для какого-либо объекта, например для линии и плоскости.

Когда ваше любопытство будет удовлетворено, очень рекомендую обратиться к изучению возможностей каждого инструмента и модификатора по видео-урокам «основы Sketchup» или подобным Tutorials, в обилии доступным на Youtube. К сожалению, уроки от Google уже много лет как исчезли из интернета. Более менее могу посоветовать вот этот сборник от TheSketсhupEssencials. Надеюсь, в комментариях появятся советы от знающих, к каким материалам обратиться.

От себя считаю нужным добавить важность работы в Sketchup с применением групп и компонентов. Примитивы (линии и грани) и сами группы/компоненты можно группировать и тем изолировать от остальной модели. Это позволяет легче контролировать форму и создавать сложные составные объекты. Можно копировать и вставлять группы, повторяя многократно один и тот же элемент в общей композиции.

Компоненты отличаются от групп тем, что копии одного и того же компонента редактируются все одновременно. Нарисовав кирпич и сделав его компонентом, можно составить из его копий дом. А затем можно окрасить кирпич в красный цвет, и все копии тоже станут красными. Это очень удобно при создании сложных моделей с повторяющимися элементами.

Обратите внимание на небольшое окошко в правом-нижнем углу. Когда применяете любой инструмент, можно с клавиатуры указывать различные параметры инструмента. Так можно вручную указывать размеры, коэффициенты, количество граней и многое другое. У разных инструментов есть свой синтаксис. Например для линии указывается длина, и можно пользоваться единицами измерений 'mm' - миллиметры, 'm' - метры.

Отдельно упомяну такую функцию Sketchup как слои. Они работают идентично слоям в графических редакторах — позволяют включать и выключать отображение объектов. Отличие в том, что некоторая связь между объектами разных слоев сохраняется, и тем может привнести неожиданные странности поведения объектов. В целом, этот функционал не востребован для нужд моделирования для 3D-печати. А потому, для минимизации сюрпризов, полезно следовать совету разработчиков (совету уже лет 5, может устарел) «рисуйте всегда в слое по-умолчанию Layer 0. В отдельный слой переносите уже готовые композиции».

Для удобства моделирования, в Скетчап реализован второй способ скрыть/отобразить элементы — в меню ПКМ выберите пункт «скрыть объект». Вернуть его на экран можно из меню «Изменить»-«Показать»-«все»/«последнее».

Еще одно важное преимущество Sketchup перед многими другими редакторами — отсутствие жесткой привязки к декартовым плоскостям. Посмотрите на сколько легко Sketchup позволяет моделировать платоновы многогранники и другие непрямоугольные объекты.Кроме того Sketchup для каждой группы сохраняет отдельную декартову систему координат с собственной точкой начала.

И последнее, ради чего затевалось это объяснение ПО Sketchup - это возможность редактирования STL-файлов. Вы с легкостью можете открывать одну или несколько моделей, манипулировать ими на свое усмотрение - стирать полигоны и дорисовать новые. Можете приделать к модели петельку, место для крепежа, сделать новый вырез или изменить диаметр отверстия. внедрить одну модель в другую. Это, пожалуй главное, ради чего стоит освоить данную программу.

Подводя итог этой короткой текстовой лекции, хочу сказать, Sketchup для кого-то может стать хорошим началом в 3d-моделировании. Это простая и в меру функциональная программа, способная на такие шедевры как Unchanted.