Pixel art a 3D tisk

Pokaždé, když s dětmi pořádám projektové dny zaměřené na robotiku a 3D tisk, tak se snažím zakomponovat jednu aktivitu která bude kreativní. Jednu kreativní, jednu s robotickým legem a jednu běhací aby se děti zvedly od počítače, ale o tom až jindy.

Tento rok jsme v hodině několikrát využili metodu tvorby obrázků “pixel art”. Pixel artové obrázky běžně využívám při probírání souřadnic i při úvodu do blokového programování. Obrázky tvořené z pixelů se ze své podstaty dají jednoduše rozebrat a složit, stejně jako lego kostičky. Skládání různých obrazců a vzorů do souřadnicové sítě spojené se zapisováním postupu se nabízí jako efektivní a hravá aktivita, kterou si zacílíte jak potřebujete. 

Zpět k naší kreativní aktivitě. Žáci dostali čtverečkovaný papír na kterém mohli vytvořit obraz o maximální velikost 16×16 čtverečků (pixelů). K dispozici měli pouze 3 barvy a musely si vybrat takový obraz, který není na barvách závislý (jako např. vlajky). Z praktických důvodů tottiž dětem nikdy u 3D tisku neslibuji konkrétní barevné kombinace. Tiskeme z toho, co je právě na navíjáku! Děti také měly označit u jednotlivých barev velikost vrstvy (takový je proncip změny barvy, vyšší vrstva = nová barva). Náčrty vypadaly třeba tak:

Následně jsem dětem připravil v TinkerCad třídě šablonu, ve které byli 3 čtverečky o různých výškách a podložka. Pracovní plocha vypadala nějak takto:

Žáci si měli jednotlivé čtverečky poskládat na podložku do výsledného obrazu. Abychom zachovali efekt pixelů a nespojili čtverce do jednoho celku, zachovali jsme mezi jednotlivými čtverečky mezeru 1 mm. S takovou mezerou se dobře pracuje díky čtvercové síti na podložce Tinkercadu.

Žáci přišli na více postupů, buď se dají čtverce umisťovat jednotlivě nebo je možné si nejprve vytvořit kompletní síť (lépe se tak kopírují celé řady) a následně hromadně označit čtverečky, které chceme zvýšit o 1 nebo 2 mm a tím obraz dotvořit.

Výsledky po vytištění:

Aktivita se dá zacílovat mnoha způsoby, můžeme zdůraznit uměleckou část např. v rovině symetrie nebo algoritmickou u souřadnic nebo se více věnovat samotnému modelování a ovládání programu Tinkercad (přesun malých čtverečků vyžaduje velkou přesnost a trpělivost).

3D tisk a modelování, Skládačka

U 3D tisku se snažím zadávat takové úkoly, aby pro žáky představovaly výzvu. Obtížnost následujícího úkolu se dá lehce škálovat, můžete zapojit žáky s různými zkušenostmi s 3D modelováním, od začátečníků, po pokročilé.

Úkolem je vytvořit skládačku, která se bude skládat z plochých dílků (šířka 2mm). Musí se dát sestavit a dobře do sebe zapadat. Jako inspiraci používám následující obrázky:

Minimální počet dílků skládačky snadno ovlivní výslednou obtížnost úkolu, začátečníkům doporučuji zvířátko v podobném stylu jako je žlutá veverka na obrázku (jednu část tvoří obrys zvířátka a další části jsou končetiny).

Předtím než žáci začnou modelovat, tak si svůj prototyp vytvoří z kartónu, tím si snadno vyzkouší různé poměry a samotná manipulace s dílky pomáhá ukotvit představu o výsldném 3D modelu.

Zatím se nám podařilo dokončit několik modelů:

A nakonec ukázka vytištěných moddelů:

Medaile z 3D tiskárny

Pro letošní školní soutěž v angličtině jsem výhercům připravil medaile z 3D tiskárny s umístěním a vlastním jménem. Nově máme 3D tiskárnu na chodbě, děti chodí nadšeně okukovat, co zrovna tiskárna vyrábí. Když viděly, jak se na medaile nanášejí jména vítězů, hned se zajímaly o další soutěže na prvním stupni. Kdo by také nechtěl mít doma medaili z 3d tiskárny! 

Naše tiskárna umí tiskout vždy pouze jednou barvou závoveň, efekt rozlišení barev u nás vzniká přes rozdílnou výšku jednotlivých vrstev. Konkrétně žlutý podklad má 3 mm, černý základ vlajky a umístění 4 mm a pruhy vlajky se jménem 5 mm. Na obrázku níže vidíte u šipky jednotlivé vrstvy – s každou vrstvou jsem nastavil změnu barvy – vlastnoručně vyměnil filament.

Jako další krok plánujeme celoškolní designovou soutěž o návrh medaile za čtenářství. (čtenářství sledujeme a podporujeme ve všech třídách prvního stupně).

Žáci budou mít za úkol nějprve mediali načrtnout, poté slepit z barevných čtvrtek a následně vymodelovat v programu TInkerCAD. 

Model z barevných čtvrtek bude simulovat rozdílnou výšku vrstev pro 3D tisk, žáci si tak uvědomí, které prvky se budou překrývat a tím vytvoří výsledný barevný efekt. V posledním kroku – modelování v TinkerCAD  žáci budou muset dodržet celoškolní limity pro rozměr medaile a i výška jednotlivých vrstev musí být jednotná, abychom mohli tisknout více medailí současně.

Projekt medaile doporučuji jako zajímavý a funkčně orientovaný vstup do 3D modelování a 3D tisku.

Manuál pro přípravu medaile: https://youtu.be/AmuEfpcoXnw

Náš Padlet: https://padlet.com/prirodnivedyapp/9nl3twor77dme569