Tworzenie trójwymiarowych wizualizacji i animacji

Wszystkie treści na stronie ir.migra.pl są chronione prawami autorskimi. Więcej informacji znajdziesz tutaj.

Zapisy podstawy programowej 2024 realizowane w temacie:

II. Programowanie i rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem komputera i innych urządzeń cyfrowych.
Zakres rozszerzony. Uczeń spełnia wymagania określone dla zakresu podstawowego, a ponadto:
3) przygotowując opracowania rozwiązań złożonych problemów, posługuje się wybranymi aplikacjami w stopniu zaawansowanym:
    a) tworzy i edytuje dwuwymiarowe oraz trójwymiarowe wizualizacje i animacje, stosuje właściwe formaty plików graficznych,

Spis treści

1. Tworzenie wizualizacji 3D w programie SketchUp
   1. Zastosowanie narzędzia Follow Me do projektowania 3D
   2. Tworzenie modeli 3D brył obrotowych za pomocą narzędzia Follow Me
2. Animacje 3D w programie SketchUp

1. Tworzenie wizualizacji 3D w programie SketchUp

1.1. Zastosowanie narzędzia Follow Me do projektowania 3D

Program SketchUp jest dostępny online poprzez przeglądarkę internetową https://sketchup.trimble.com/en/plans-and-pricing/sketchup-free po założeniu bezpłatnego konta użytkownika.

Podczas lekcji informatyki realizowanej w zakresie podstawowym tworzyliśmy m.in. modele 3D ławki i skrzynki na kwiaty oraz projekty 3D ogrodu i pokoju. W tym temacie pokażemy, jak w prosty sposób można do modeli 3D dodawać różne detale wykończeniowe (np. ramy okienne, listwy sufitowe i przypodłogowe czy rynny do projektu pokoju), a także elementy ozdobne (np. do pudełka, drzwi, ramek na zdjęcia, ogrodzenia ogrodu czy ławki). Wyjaśnimy również, jak utworzyć modele 3D brył obrotowych, np. kuli, wazonu, miski, donicy. W tych celach wykorzystamy narzędzie Follow Me .

Narzędzie Follow Me tworzy kształt 3D, wytłaczając tzw. profil wzdłuż wybranego toru (ścieżki). Aby użyć narzędzia Follow Me do wybranego obiektu 3D, można:

• narysować profil, za którym narzędzie Follow Me ma podążać (profil powinien być umieszczony prostopadle do toru) – rys.1a,
• za pomocą narzędzia zaznaczania (Select) zaznaczyć (przytrzymując klawisz Shift) ciągły zestaw krawędzi reprezentujących tor (ścieżkę); zaznacz również fragment ścieżki pod profilem – rys. 1b,
• na pasku narzędzi kliknąć narzędzie Follow Me,
• kliknąć profil – profil zostanie wytłoczony wzdłuż toru (rys. 1c). 

Ćwiczenie 1. Projektujemy pudełko z detalami wykończeniowymi

1. W programie SketchUp utwórz pudełko z wewnętrznymi ścianami pochylonymi do środka. Zastosuj narzędzie Follow Me. Dodaj do pudełka prosty element ozdobny i pokoloruj model (inspiracje na rysunkach 1a-c i 2a-2b).
2. Zapisz plik pod nazwą pudełko.
   Wskazówki:
   • Dno pudełka utwórz, rysując prostokąt i wyciągnij go nieznacznie do góry za pomocą narzędzia Pull/Push (rys. 1a).
   • Aby narysować profil podobny do pokazanego na rysunku 1a, narysuj prostokąt na płaszczyźnie prostopadłej do ścieżki, a następnie usuń niepotrzebne linie tak, aby otrzymać trójkąt. W ten sposób powstanie pudełko, którego wewnętrzne ściany są pochylone do środka (rys. 1c).
   • Zauważ, że profil nie musi być umieszczony dokładnie na torze (rys. 2b).

Ćwiczenie 2. Projektujemy listwę sufitową

1. W programie SketchUp utwórz prosty projekt pokoju, np. podobny do pokazanego na rys. 3b.
2. Zaprojektuj profil do narysowania listwy sufitowej (inspiracja na rysunku 3a). Utwórz listwę sufitową, stosując narzędzie Follow Me.
3. Zapisz plik pod nazwą pokój.
   Wskazówki:
   • Możesz wykorzystać projekt pokoju utworzony w ćwiczeniach 8-10 z tematu B4 podręcznika „Teraz bajty. Informatyka dla szkół ponadpodstawowych. Zakres podstawowy. Klasa III” lub w ćwiczeniach 2-4 z tematu 28 podręcznika „Informatyka 1-3. Podręcznik dla szkół ponadpodstawowych. Zakres podstawowy”.
   • Aby rysunek profilu był prostopadły do ścieżki, możesz go narysować na powierzchni ściany przy suficie (rys. 3a).

Ćwiczenie 3. Projektujemy ramę do lustra

1. Na jednej ze ścian projektu pokoju zapisanego w ćwiczeniu 2. umieść lustro w drewnianej ramie. Ramę zaprojektuj, korzystając z narzędzia Follow Me (inspiracje na rysunkach 4. i 5.; możesz wykazać się również własną kreatywnością).
2. Zgrupuj wszystkie elementy (zaznacz całość i wybierz z menu kontekstowego opcję MakeGroup).
3. Zapisz plik pod tą samą nazwą.
   Wskazówki:
   • Aby narysować prostą ramę do lustra, narysuj prostokąt. Za pomocą narzędzia Offset utwórz ramkę i, korzystając z narzędzia Push/Pull, wyciągnij ją od spodu. Zmień powierzchnię wewnętrznego prostokąta na lustro, korzystając z edytora materiałów (przycisk Materials) – rys. 5a.
   • Narysuj profil – do wycięcia łuku w profilu możesz wykorzystać narzędzie 2 Points Art . Zastosuj linie pomocnicze (narzędzie TapeMeasure ), aby łatwiej dopasować profil do ramy – rys. 5b.
   • Utwórz ramę za pomocą narzędzia Follow Me – rys. 5c.

Aby rozgrupować obiekty, należy:

• zaznaczyć grupę i z menu kontekstowego wybrać polecenie Edit Group,
• zaznaczyć wszystkie obiekty w grupie (Ctrl + A) i skopiować je do Schowka,
• wyjść z edycji grupy, klikając poza grupą,
• usunąć grupę, zaznaczając ją i naciskając klawisz Delete,
• wkleić zawartość Schowka jako oddzielne obiekty (najlepiej w tym samym miejscu).

Aby wytłoczyć profil wzdłuż danej ścieżki bez wcześniejszego zaznaczania ścieżki, można:

• wybrać narzędzie Follow Me,
• kliknąć profil i przeciągnąć go za pomocą myszy wzdłuż ścieżki – ścieżka zostanie podświetlona na czerwono (rys. 6b),
• po dotarciu do końca ścieżki kliknąć, aby zakończyć operację (rys. 6c).

Ćwiczenie 4. Stosujemy ręczne wytłaczanie listwy przypodłogowej

1. Dodaj do projektowanego pokoju listwę przypodłogową, stosując ręczne wytłaczanie profilu.
2. Zapisz plik pod tą samą nazwą.

1.2. Tworzenie modeli 3D brył obrotowych za pomocą narzędzia Follow Me

Bryły obrotowe za pomocą narzędzia Follow Me tworzymy w podobny sposób, jak obiekty w poprzednich ćwiczeniach – rysujemy profil (tu: połowa przekroju bryły) i wytłaczamy bryłę według ścieżki, która (w przypadku brył obrotowych) jest okręgiem.

Aby za pomocą narzędzia Follow Me utworzyć bryłę obrotową, można:

• narysować profil – rys. 7a,
• utworzyć ścieżkę – wybrać narzędzie Circle i narysować koło (powierzchnia profilu powinna być prostopadła do koła, a dolna część profilu pokrywać się ze środkiem koła) – rys. 7b,
• zaznaczyć ścieżkę (okrąg) – rys. 7c,
• wybrać narzędzie Follow Me,
• kliknąć powierzchnię profilu.

Ćwiczenie 5. Projektujemy donicę ogrodową

1. Zaprojektuj ogrodową donicę, stosując narzędzie Follow Me (inspiracje na rysunkach 7a-7c).
2. Zapisz plik pod nazwą donica.
   Wskazówki:
   • Profil, podobnie jak w poprzednich ćwiczeniach, narysuj na płaszczyźnie pionowej prostokąta (najlepiej zaczynając w środku układu współrzędnych); następnie usuń niepotrzebne linie (rys. 7a).
   • Aby łatwiej narysować ścieżkę, zmień widok płaszczyzny tak, aby patrzeć na kształt od dołu (rys. 7b ). Narysuj koło, umieszczając jego środek w środku układu współrzędnych – wówczas środek ścieżki będzie pokrywać się z dolną częścią profilu i profil będzie prostopadły do ścieżki. Na koniec usuń wnętrze koła, zaznacz okrąg i kliknij narzędzie Follow Me.

Ćwiczenie 6. Projektujemy model 3D kielich

1. Utwórz model 3D kielicha (inspiracja na rysunku 8.).
2. Zapisz plik pod nazwą kielich.

2. Animacje 3D w programie SketchUp

W wersji online programu SketchUp Free można utworzyć animację składająca się z sekwencji scen (tzw. animację widoków kamerą). Do tworzenia scen wykorzystamy narzędzie Orbit, które służy do obracania widoku wokół modelu 3D – można zobaczyć model z góry, od tyłu czy z dowolnego boku. Narzędzie Orbit nie przesuwa samego modelu.

Aby utworzyć animację za pomocą scen, można:

• wybrać opcję Scena (z prawego paska narzędzi),
• kliknąć przycisk „plus” , aby dodać pierwszą scenę,
• za pomocą narzędzia Orbit zmienić widok – rys. 9.,
• dodać jeszcze kilka scen (zmian widoków) odpowiadającym poszczególnym etapom animacji (np. z różnych stron) – rys. 9.,
• uruchom animację, klikając przycisk Play Scenes Animation (rys. 10.).

Ćwiczenie 7. Tworzymy animację modelu 3D pokoju

1. Utwórz animację pokoju zapisanego w ćwiczeniu 4., pokazując pokój z różnych stron. Animacja powinna składać się przynajmniej z czterech scen (inspiracja na rysunkach 9. i 10.).
2. Zapisz plik pod nazwą animacja pokoju.

Ćwiczenie 8. Tworzymy animację donicy

1. Otwórz plik donica zapisany w ćwiczeniu 5. Utwórz animację obracającej się donicy. Animacja powinna składać się przynajmniej z czterech scen (inspiracja na rysunku 11.).
2. Zapisz plik pod nazwą animacja donicy.

Zadania

1. Korzystając z narzędzia Follow Me, zaprojektuj:
   1. ozdobną ramkę na zdjęcia,
   2. ozdobną skrzynkę na kwiaty,
   3. wazon,
   4. statuetkę dla zwycięscy szkolnego konkursu.
   Wskazówka: Profil możesz również narysować na powierzchni, podobnie jak na rysunku 12.

2. Dokończ projektowanie pokoju tworzonego w tym temacie: dodaj drzwi, dach, rynny, ościeżnice do okien i drzwi.
3. Wykorzystując narzędzie Follow Me, zaprojektuj model 3D według własnego pomysłu.
Dla zainteresowanych:
4. Dodaj elementy ozdobne do ogrodzenia ogrodu tworzonego na informatyce w zakresie podstawowym (temat B4z podręcznika „Teraz bajty. Informatyka dla szkół ponadpodstawowych. Zakres podstawowy. Klasa III” lub temat 27 podręcznika „Informatyka 1-3. Podręcznik dla szkół ponadpodstawowych. Zakres podstawowy”). Dodatkowo wstaw utworzoną w tym temacie donicę do ogrodu.
5. Zaprojektuj przystanek autobusowy według własnego pomysłu.