Modelowanie 3D to dziedzina, która od lat rozwija się w zawrotnym tempie i znajduje zastosowanie w różnorodnych obszarach życia. W dzisiejszych czasach, między innymi dzięki grom komputerowym, grafika 3D stała się bardzo popularna wśród młodych ludzi, a uczniowie są z nią coraz bardziej zaznajomieni. Modelowanie 3D to nie tylko ciekawa forma sztuki, ale również technologia przyszłości, której zastosowanie można znaleźć już na przykład w architekturze, medycynie, przemyśle filmowym i rozrywkowym. Dzięki możliwościom, jakie daje, można łatwiej wizualizować i projektować proste oraz bardziej skomplikowane obiekty, co pozwala na ich łatwiejsze zrozumienie. Dodatkowo, dzięki połączeniu modelowania z drukiem 3D, możliwe jest stworzenie rzeczywistych, fizycznych modeli, które mogą być wykorzystane w praktyce.

W kontekście nauki modelowania 3D w szkole warto wspomnieć o bezpłatnym programie Tinkercad – popularnym i przyjaznym dla użytkownika środowisku. Co ważne, działa ono w przeglądarce internetowej i nie wymaga instalacji na komputerze. Tinkercad jest bardzo intuicyjny, dlatego nawet początkujący w modelowaniu 3D uczniowie nie będą mieć problemów z jego obsługą. Dodatkowo jest dostępny również w polskiej wersji językowej (są też inne języki), co ułatwia korzystanie z niego przez wszystkich uczniów. Strona oferuje wiele narzędzi i funkcji, które umożliwiają personalizację projektów oraz pozwala na wykorzystanie gotowych elementów z biblioteki. Dzięki temu nauka modelowania 3D w Tinkercad jest ciekawym i kreatywnym doświadczeniem dla nauczyciela oraz uczniów w różnymi przedziale wiekowym.

Spis treści:

1. Opis interfejsu środowiska 
2. Obsługa myszy komputerowej i klawiatury
3. Uchwyty brył
4. Konto nauczyciela i zespoły klasowe
5. Tworzenie otworów i wgłębień
6. Galeria prac
7. Zabawa z prawami fizyki w 3D
8. Import, eksport i współdzielenie linku
9. Biblioteka z modelami 3D

Opis interfejsu środowiska

Aby rozpocząć pracę w Tinkercad, należy najpierw zalogować się na swoje konto lub utworzyć nowe, klikając przycisk „Zaloguj się" albo „Zarejestruj się" w prawym górnym rogu strony. (Na temat dodatkowego konta nauczyciela i zespołów klasowych możesz przeczytać w dalszej części tego artykułu.) Po zalogowaniu pojawia się ekran startowy, na którym można utworzyć nowy projekt lub edytować już istniejący.

 

Głównym obszarem roboczym w środowisku Tinkercad jest płaszczyzna robocza, która znajduje się w środkowej części okna projektowania. To na niej można umieszczać, przesuwać i skalować kształty oraz dodawać inne elementy do przygotowywanych projektów.

Po prawej stronie stołu roboczego znajduje się lista kategorii, których można używać do projektowania. Grupy te obejmują różne typy kształtów takich jak: bryły podstawowe, pojazdy i maszyny, elektronika oraz wiele innych. Po wybraniu kategorii pojawiają się dostępne w jej ramach kształty, które można przeciągać i upuszczać na płaszczyźnie roboczej. Bryły te można łatwo skalować, obracać i modyfikować, a także łączyć w bardziej skomplikowane modele.

Na górze okna projektowania znajduje się pasek narzędzi, w którym można znaleźć różne, przydatne funkcje, między innymi: grupowanie, wyrównanie, odbicie lustrzane. Narzędzia te pomagają w manipulowaniu kształtami oraz ułatwiają tworzenie bardziej złożonych projektów.

W lewej części okna znajduje się nieduże menu, które umożliwia zmianę widoku, przesuwanie, przybliżanie i oddalanie płaszczyzny roboczej, a także jej obracanie. Opcje te są alternatywą między innymi dla poszczególnych przycisków myszy komputerowej.

W lewym górnym rogu ekranu znajduje się logo Tinkercad, które pozwala na powrót do strony głównej. To bardzo przydatna funkcja szczególnie, gdy zaistnieje potrzeba zrobienia przerwy od projektowania i szybkiego powrotu do menu głównego. Obok natomiast znajduje się generowana losowo nazwa projektu, którą można edytować. Warto również dodać, że Tinkercad automatycznie zapisuje projekty na profilu, co pozwala uniknąć utraty pracy w przypadku awarii lub nieoczekiwanego zamknięcia strony.

Obsługa myszy komputerowej i klawiatury

Jedną z kluczowych umiejętności w środowisku 3D jest obsługa myszy komputerowej.

Lewy przycisk jest podstawowym narzędziem do zaznaczania obiektów w Tinkercad. Wystarczy kliknąć na dany obiekt, aby go zaznaczyć. Jeśli chcę zaznaczyć wiele obiektów naraz, klikam i przeciągam myszką, aby utworzyć ramkę zaznaczenia.

Prawy przycisk myszy komputerowej pozwala z kolei w środowisku na obracanie kamerą. Po naciśnięciu i przytrzymaniu tego przycisku, można obracać modelem, co pozwala na oglądanie projektu z różnych perspektyw i dostrzeżenie ewentualnych nierówności.

Scroll jest również przydatnym elementem myszy komputerowej i narzędziem na stronie Tinkercad, ponieważ pozwala na przybliżanie, oddalanie i przesuwanie widoku projektu. Narzędzie to pozwala łatwo i precyzyjnie dostosować widok do indywidualnych potrzeb i ułatwić sobie pracę nad projektem.

Również klawiatura stanowi ważny element interfejsu. Zaznaczone elementy na płaszczyźnie można przesuwać w poziomie za pomocą strzałek. Jeśli chcę przemieścić wskazane bryły w pionie, należy przytrzymać klawisz „Ctrl" i wcisnąć strzałkę w górę lub w dół. W Tinkercad działają również skróty klawiszowe, które ułatwiają pracę z programem. Na przykład, w celu kopiowania i wklejania elementów należy użyć kombinacji klawiszy „Ctrl+C" i „Ctrl+V". Aby cofnąć ostatnią czynność, można użyć skrótu klawiszowego „Ctrl+Z".

Uchwyty brył

Uchwyty to elementy pomocnicze, które pozwalają na przemieszczanie, zmianę wymiarów i obracanie obiektów w środowisku Tinkercad.  

Po kliknieciu na figurę, pojawią się na niej różne rodzaje znaczników. Są one widoczne w postaci między innymi czarnych i białych kwadratów, które można kliknąć i przeciągnąć, aby zmienić długość i szerokość obiektu. Grot strzały, który pojawia się nad obiektem, umożliwia przemieszczanie go w pionie. Obracanie bryły w Tinkercad jest równie łatwe. Po kliknięciu na kształt, widoczne są także uchwyty do obracania w trzech płaszczyznach: X, Y i Z. Klikając i przeciągając uchwyt, można obracać bryłę wokół wybranej osi. Uchwyty brył są niezbędnymi narzędziami, które umożliwiają precyzyjne przemieszczanie i obracanie obiektów w trzech wymiarach. Dzięki temu można dostosować pozycję bryły do swoich potrzeb i uzyskać pożądany efekt końcowy.

Konto nauczyciela i zespoły klasowe

Konto nauczyciela to niezbędny element, by w pełni wykorzystać możliwości Tinkercada w swojej pracy. Dzięki temu typowi konta mam możliwość przypisywania zadań swoim uczniom, tworzenia zespołów klasowych oraz śledzenia postępów podopiecznych. Aby założyć konto edukatora, wystarczy na stronie Tinkercad wybrać opcję rejestracji właśnie jako nauczyciel. Można również w panelu użytkownika przekształcić istniejące konto w konto nauczycielskie. Po tym procesie nauczyciel uzyskuje dostęp do panelu administracyjnego, który pozwala na tworzenie zespołów klasowych, przypisywanie zadań oraz przeglądanie wyników swoich uczniów. Warto zauważyć, że Tinkercad umożliwia nauczycielowi przypisanie różnych zadań dla danych grup uczniów, co pozwala na indywidualizację procesu nauczania.

Strona umożliwia nauczycielom tworzenie zespołów klasowych, co ułatwia zarządzanie pracą uczniów oraz pozwala na łatwiejsze monitorowanie postępów w nauce. Aby stworzyć klasę, nauczyciel musi utworzyć nowy zespół w zakładce „Zajęcia” i dodać do niego wybranych uczestników. Dzięki temu uczniowie nie muszą sami rejestrować się na stronie, a prowadzący zajęcia ma zawsze dostęp do loginów oraz możliwości ich zmiany. Po utworzeniu zespołu nauczyciel może zaprosić uczniów do dołączenia do niego. Aby mogli wejść do swojej grupy, nauczyciel musi udostępnić im kod dołączenia, który znajduje się w panelu zarządzania klasą. Każdy z podopiecznych, posiadający taki kod i wybraną przez nauczyciela nazwę użytkownika, może dołączyć do zespołu, podając te informacje na stronie głównej Tinkercad po wybraniu opcji logowania jako uczeń z kodem klasy. Zespoły klasowe to doskonałe narzędzie do organizacji pracy grupowej i zespołowej w szkole.  

Tworzenie otworów i wgłębień

W programie Tinkercad głównym sposobem na tworzenie otworów i wgłębień w obiektach jest użycie funkcji grupowania obiektów z włączonym odpowiednim parametrem. Wystarczy dodać do projektu co najmniej dwie bryły – jedną będącą obiektem, w którym chcę stworzyć tunel lub wgłębienie, a drugą – kształtem wydrążenia z aktywnym parametrem „Otwór”. Następnie należy obiekty te zaznaczyć i zgrupować (na przykład korzystając ze skrótu klawiszowego Ctrl+G). Tinkercad automatycznie usunie z obiektu pierwszego część, która pokrywała się z drugim, tworząc tym samym otwór. Operację tę można również odwrócić – po zaznaczeniu na płaszczyźnie roboczej grupy obiektów w przyborniku uaktywnione zostaje narzędzie do rozdzielenia bryły na poszczególne fragmenty. Dzięki temu procesowi w łatwy sposób można tworzyć otwory i wgłębienia w swoich projektach, co wzmacnia ich estetykę, funkcjonalność i daje większe możliwości w tworzeniu różnorodnych modeli 3D.  

Galeria prac

Na stronie Tinkercad istnieje możliwość przeglądania galerii projektów innych użytkowników. Aby skorzystać z tej funkcji, należy wybrać zakładkę „Galeria" znajdującą się na pasku nawigacyjnym na górze strony. Do analizy jej zawartości nie jest wymagane logowanie. Można tam obserwować projekty innych użytkowników, dodawać je do swojej listy ulubionych i udostępniać dalej.

W zależności od uprawnień udzielonych przez autora, niektóre prace w galerii są otwarte dla kopiowania na swój profil i dalszą edycję. Aby zobaczyć, czy dany projekt można edytować, należy przejść do jego strony szczegółowej i sprawdzić ustawienia zezwoleń w jego podglądzie. Dzięki temu można nie tylko czerpać inspirację, ale także modyfikować istniejące już projekty lub korzystać z gotowych elementów w swoich modelach.

Przeglądanie galerii prac innych użytkowników jest dobrym sposobem na naukę i zdobywanie wiedzy na temat możliwości Tinkercad. Można zobaczyć, jak inni projektanci wykorzystują narzędzia i tworzą modele 3D, co może pomóc w rozwijaniu własnych umiejętności i kreatywności.

Zabawa z prawami fizyki w 3D

W opisywanym środowisku od niedawna można „bawić się” nie tylko w projektowanie statycznych modeli, ale również w eksperymentowanie z siłami fizycznymi i obserwowanie ich wpływu na obiekty. Do tego celu służy nowy moduł Sim Lab, który umożliwia tworzenie interaktywnych symulacji i eksperymentów z grawitacją, ruchem i innymi parametrami fizycznymi.

Aby uruchomić Sim Lab, należy kliknąć na ikonę ze spadającym jabłkiem w menu na górze strony. Moduł ten oferuje możliwość przekształcania obiektów w statyczne lub dynamiczne, przy czym statyczne obiekty nie mają wpływu na symulację, a dynamiczne oddziałują na nią zgodnie z zasadami fizyki. Przykłady zastosowania Sim Lab to między innymi stworzenie toru dla kulek, ustawienie domino i obserwacja efektu, który powstanie po ich przewróceniu, eksperymentowanie z siłą tarcia i sprężystością obiektów, a nawet możliwość modelowania pojazdu, który w określony sposób będzie się poruszał. Wszystko to pozwala na wirtualną zabawę z grawitacją i symulowanie różnych scenariuszy. Moduł Sim Lab jest idealnym narzędziem do nauki i eksperymentowania z fizyką, a także do rozwijania swojej kreatywności i umiejętności dokładnego projektowania interaktywnych modeli.

Import, eksport i współdzielenie linku

W prawym górnym rogu okna z projektem na stronie Tinkercad znajdują się trzy przyciski: „Importuj”, „Eksport” i „Wyślij do”. Dzięki nim można łatwo zarządzać plikami w projekcie.

W środowisku istnieje możliwość importowania plików zewnętrznych do projektów. Oznacza to, że można zaimportować modele 3D lub grafiki z innych programów, takich jak na przykład Blender, aby dodać je do tworzonegoprojektu. Dzięki temu można wykorzystać gotowe modele lub stworzyć je w innym programie, a następnie dodać do projektu w opisywanym właśnie środowisku.

Podobnie jak w przypadku importu, istnieje tu możliwość eksportowania projektów do plików zewnętrznych. Oznacza to, że można zapisać projekt jako plik 3D i otworzyć go w innych programach lub udostępnić go w formie pliku na swoim komputerze.

Środowisko umożliwia również łatwe współdzielenie projektów z innymi użytkownikami. Aby to zrobić, należy skorzystać z opcji „Zaproś kontakty" i wygenerować link, który można udostępnić innym osobom. Pozwala to na łatwe i szybkie prezentowanie przygotowywanych projektów bez konieczności przesyłania plików lub korzystania z innych narzędzi.

Biblioteki z modelami 3D

W internecie dostępne są zbiory gotowych do wykorzystania modeli 3D. Dzięki temu nawet osoby bez wielkich umiejętności modelowania 3D mogą skorzystać z gotowych projektów i zaimplementować je w swoich pracach. Biblioteki te zawierają zwykle modele z różnych kategorii, takich jak architektura, biżuteria, moda, sztuka, technologia i wiele innych. Duża część takich stron udostępnia pliki w formacie STL, który jest obsługiwany przez większość drukarek 3D oraz może zostać przekształcony na G-code, jeśli wymaga tego posiadane urządzenie. W bibliotekach z modelami 3D można znaleźć także materiały edukacyjne, takie jak modele dydaktyczne do wykorzystania w ramach różnych przedmiotów szkolnych. Projekty te można dodatkowo zaimportować do programów umożliwiających ich edycję (przykładowo Tinkercad) i zmodyfikować w celu dostosowania ich do konkretnych potrzeb. Ponadto, wiele tego typu stron umożliwia użytkownikom udostępnianie i dzielenie się własnymi projektami, co przyczynia się do budowania społeczności twórców i wzajemnej inspiracji. Korzystanie z takich zasobów jest łatwe i pozwala na szybkie znalezienie interesujących projektów.

Tinkercad to świetne narzędzie dla nauczycieli i uczniów. Pozwala ono na kreatywne projektowanie i wizualizację różnych obiektów oraz rozwijanie wyobraźni, a także umiejętności związanych z inżynierią. Dzięki dostępnym w internecie bibliotekom gotowych modeli 3D, które pozwalają na łatwe znalezienie interesujących nas projektów i dają możliwość ich modyfikacji, nawet osoby bez doświadczenia w modelowaniu 3D mogą tworzyć imponujące projekty, do czego gorąco zachęcam!



Źródła:

• https://www.tinkercad.com/

Bartłomiej Krowiak
Nauczyciel informatyki i języka angielskiego w szkole podstawowej oraz specjalista ds. merytorycznych w Ośrodku Edukacji Informatycznej i Zastosowań Komputerów w Warszawie. Koordynator wielu przedsięwzięć szkolnych, opiekun finalistów konkursów i olimpiad informatycznych, pasjonat nowych technologii oraz możliwości wykorzystywania ich w edukacji. W swojej pracy z uczniami często nawiązuje do popularnych elementów popkultury, aby lepiej dotrzeć do swoich podopiecznych. Autor artykułów dotyczących pracy edukatora oraz prelegent na licznych konferencjach odbywających się na terenie Mazowsza i całego kraju. Prowadzi warsztaty i szkolenia dla nauczycieli między innymi z zakresu modelowania i druku 3D, programowania, pracy ze sztuczną inteligencją oraz tworzenia aplikacji mobilnych.