专题5 三维数字模型绘制 教学课件 - 中职《信息技术（拓展模块）——数字媒体与应用》（北京理工大学出版社）

拓展模块 三维数字模型绘制 信息技术 “十四五”职业教育国家规划教材（中等职业学校公共基础课程教材） 专题引导 三维设计是新一代数字化、虚拟化、智能化设计平台的基础。它是建立在平面和二维设计的基础上，让设计目标更立体化、更形象化的一种新兴设计方法。三维设计技术通过三维设计软件，能够将设计者所设计的元件通过三维模型逼真地呈现出来，从而指导企业根据模型进行生产，大大提高了产品性能和企业生产效率。 三维设计技术已经广泛应用于工业设计、影视、游戏、广告媒体、室内设计等行业。 本专题设置三个实践项目：手机支架模型设计、室内装修模型设计、创意花瓶模 型设计。在教学实施时，可根据不同专业方向选择具体的教学项目。 项目1 手机支架模型设计 “十四五”职业教育国家规划教材（中等职业学校公共基础课程教材） 任务 1　规划手机支架模型 任务 2　设计手机支架模型 任务 3　发布手机支架模型 项目背景 对现代人的影响，也许是手机的发明者从未想过的。现在手机已是人们随身必备装备，通信用它，支付用它，闲暇时候，听音乐、看视频还是用它。 小小周末空闲的时候，也喜欢用手机看各种设计视频。将手机握在手里，时间长了感觉很累，小小萌生了自己设计一款手机支架的念头。小小向三维设计创客团队成员说出自己的想法，大家都有同感，就立即行动起来。 项目分析 小小所在的三维设计创客团队对项目进行了初步分析，拟定了项目计划并划分了任务组开展工作。首先由市场调研组调研人们使用手机支架的详细情况，收集、整理人们的需求，绘制出手机支架草图；然后由模型设计组根据草图初步绘制出满足用户需要的手机支架模型，并打印出三维模型进行试用，再根据试用反馈情况对模型进行修改；最后根据具体情况安排进行网络发布、三维模型的打印等。 手机支架参考效果 学习目标 • 能根据业务需要规划、设计简单模型。 • 能运用三维建模工具绘制简单的机械类三维数字模型。 • 会选用合适的方式发布模型。 规划手机支架模型 任务描述 任务分析 任务实施 任务1 三维设计创客团队市场调研组进行广泛调研，收集、整理人们对手机支架的功能需求，在此基础上绘制出手机支架草图，为后续的模型设计工作做准备。 任务描述 任务1 规划手机支架模型 市场调研组成员广泛调研，收集、整理人们对手机支架的功能需求，并对收集整理的资料进行研究、分析、讨论，决定先列出手机支架的功能清单，再根据功能清单拟定、优化、确定手机支架的基本结构，最后绘制手机支架草图。 任务路线图 功能分析 绘制草图 需求调研 任务分析 任务1 规划手机支架模型 用微信小程序制作包含下表内容的手机支架需求线上问卷收集表。 调查问题 选项（勾选） 您的年龄 〇10~20　〇21~40　〇41~60　　〇其他 您使用过手机支架吗 〇使用过　〇没使用过 您是哪类人群 〇学生　　〇上班族　〇退休在家　〇其他 您喜欢什么材质的手机支架 〇金属　　〇木头　　〇塑料　　　〇亚克力　〇硅胶 您喜欢什么风格的手机支架 〇简约　　〇科技感　〇创意独特　〇可爱　　〇其他 您喜欢什么色系的手机支架 〇冷色系　〇暖色系　〇与手机风格色系一致 〇无特殊要求 您手机支架使用的场景 〇休息时　〇火车或飞机上　〇桌面　　　　〇其他 您手机支架的必要功能是 〇便携带　〇可调节角度　　〇易固定手机　〇其他 您认为手机支架的合适尺寸是 〇与手机比例合适　〇小巧易收纳　〇大于手机尺寸 〇能支撑手机就行 目前市场上的手机支架存在的问题 〇不美观　〇不易携带　〇质量差　〇不灵活　〇其他 您对手机支架的其他要求 〇稳固性强　〇不刮伤手机　〇表面光顺 其他要求建议： 需求调研 1 任务实施 任务1 规划手机支架模型 对调研数据进行分析汇总，得到如表所示的手机支架需求问卷调查结果和如图所示的手机支架设计概念图。 手机支架 需求项目 手机支架 需求偏好 手机支架 需求项目 手机支架需求偏好 风格 创意独特 颜色 暖色系 材质 塑料 使用场景 桌面 必要功能 可调节角度 存在问题 不灵活 功能分析 2 手机支架需求问卷调查结果 手机支架设计概念图 任务实施 任务1 规划手机支架模型 分析概念图，把手机支架拆分成支架和靠板两部分，分别绘制出如右图所示的草图。 支架部分示意图 绘制草图 3 靠板部分示意图 任务实施 任务1 规划手机支架模型 设计手机支架模型 任务描述 任务分析 任务准备 任务实施 任务2 三维设计创客团队模型设计组根据模型草图绘制出手机支架，并输出三维模型交付试用，根据试用情况修改、确定手机支架模型。 任务描述 任务2 设计手机支架模型 模型设计组对市场调研组提供的资料、草图组织了充分的研讨，决定使用3D One Plus 三维设计软件绘制出手机支架，并采用3D 打印技术选用合适的材料打印出三维模型，然后将模型交给市场调研组组织用户试用，收集、整理对模型的修改建议，最后再由模型设计组对模型进行修改、完善，得到最终的手机支架三维模型。 任务路线图 打印模型 试用模型 绘制模型 修改模型 任务分析 任务2 设计手机支架模型 部分常见的三维设计软件简介 序号 软件 主要特点 1 中望 3D 操作简单灵活，可混合建模，装配仿真功能强大 2 3D One Plus 满足专业人群使用需求的同时，也适合非专业人群，能轻松实现建模、装配和动画等功能 3 CAXA 3D 简单易学，面向工业的三维设计软件 4 AutoCAD 二维设计软件最早的代表，简单易学，符合现代图学教育体系的传统思维 5 3ds MAX 基于PC 系统的三维动画渲染和制作 6 SolidWorks 易学易用，轻松掌握建模的流程和立体概念 任务准备 任务2 设计手机支架模型 绘制模型 1 （1）确定手机支架尺寸 （2）靠板建模 （3）支架部分建模 绘制模型步骤 绘制模型部分参考图 任务实施 任务2 设计手机支架模型 打印模型 2 （1）文件转换 （2）模型切片 （3）文件转存 （4）3D 打印机设置 （5）打印结束后移出产品 （6）模型物化后处理 打印模型步骤 任务实施 任务2 设计手机支架模型 修改模型 4 根据收集到的问题，列出修改任务表，并完成模型修改。 试用模型 3 将手机支架模型拿给周围的人们试用，收集反馈问题。 任务实施 任务2 设计手机支架模型 发布手机支架模型 任务描述 任务分析 任务实施 任务3 三维设计创客团队模型设计组将手机支架模型通过网络进行发布，并打印出最终三维模型。 任务描述 任务3 发布手机支架模型 模型设计组选择网络发布方式将手机支架发布到 3D One青少年三维创意社区，与创客们进行分享，同时采用3D打印技术选择合适的材料制作出最终的手机支架三维模型。 任务路线图 任务分析 任务3 发布手机支架模型 打印模型 网络发布 任务实施 任务3 发布手机支架模型 发布作品 1 （1）作品准备 （2）发布正在编辑的作品 （4）查看作品 （3）发布已存储作品 发布作品步骤 打印模型 2 （1）文件转换 （2）模型切片 （3）文件转存 （4）3D 打印机设置 （5）打印结束后移出产品 （6）模型物化后处理 打印模型步骤 任务实施 任务3 发布手机支架模型 项目分享 方案2 由学生代表与指导教师组成项目评审组，各工作团队制作汇报材料并进行答辩。 方案1 各工作团队展示交流项目，谈谈自己的心得体会，并选派代表分享交流。 项目评价 根据项目完成情况填涂表 类 别 内 容 评 分 项目质量 1. 各个任务的评价汇总 2. 项目完成质量 ☆☆☆ 团队协作 1. 团队分工、协作机制及合作效果 2. 协作创新情况 ☆☆☆ 职业规范 1. 项目管理、实施环境规范 2. 项目实施过程、相关文档的规范 ☆☆☆ 建议 项目总结 本项目本着以工作流程为主线、以行动为导向、在实践中学习的理念，将机械类三维数字模型手机支架设计工作过程转化为项目内容，共分为规划手机支架模型、设计手机支架模型、发布手机支架模型3个任务。在规划手机支架模型任务中，讲解了根据需要开展调研、根据需求设计模型、绘制草图；在设计手机支架模型任务中，讲解了选择软件绘制三维模型、使用3D打印机打印模型、对模型组织试用及修改；在发布手机支架模型任务中，讲解了通过网络发布作品及使用 3D打印发布作品。 项目拓展 儿童计数器三维模型设计 儿童计数器三维模型参考效果 项目2 室内装修模型设计 “十四五”职业教育国家规划教材（中等职业学校公共基础课程教材） 任务 1　规划室内装修模型 任务 2　设计室内装修模型 任务 3　发布室内装修模型 项目背景 古语有“安居乐业”，所以人们对安居的基础——住房的需求从未停止过，并且购房后都会根据自己的经济能力、自己的需求进行个性化装修。设计人员往往都会选择制作装修效果图或装修三维模型，来模拟展示装修后的效果。 学校学管科的张老师拿着一张室内平面图来到小小所在的三维设计创客团队工作室，请工作室的同学们给他制作一个室内装修三维模型。 项目分析 小小所在的三维设计创客团队对项目进行了初步分析，拟定了项目计划并划分了任务组开展工作。首先由市场调研组与张老师沟通，并实地测量、绘制出草图；然后由模型设计组根据草图初步绘制并打印出三维模型，再根据张老师看模型后的意见对模型进行修改；最后根据具体情况安排打印出三维模型并进行展示。 书架参考效果 学习目标 • 能根据业务需要规划、设计简单模型。 • 能运用三维建模工具绘制简单的建筑类三维数字模型。 • 会选用合适的方式发布模型。 规划室内装修模型 任务描述 任务分析 任务实施 任务1 三维设计创客团队市场调研任务组进行调研、测量，收集、整理室内装修需求，在此基础上绘制出草图，为后续的模型设计工作做准备。 任务描述 任务1 规划室内装修模型 市场调研任务组成员找到张老师进行了多次沟通，并到现场开展了详细的勘测，收集、整理张老师的需求，并对收集整理的资料进行研究、分析、讨论，决定先列出需求清单，再根据需求清单规划、优化、确定项目及布局，最后绘制装修模型草图。 任务路线图 功能分析 绘制草图 需求调研 任务分析 任务1 设计员工手册 任务分析 任务1 规划室内装修模型 （1）需求调研表 制作如图所示装修模型需求调研表。 装修模型需求调研表 需求调研 1 调查项目 选项 住房类型 〇租房　〇自有房 户型　　　　 〇一居室　〇两居室　〇三居室　〇其他　　　　 需要设计的房间　　　 〇客厅　〇主卧　〇次卧　〇厨房　〇卫生间　〇其他　　　　 最常用到的家具　　　　 〇桌子　〇椅子　〇柜子　〇沙发　〇其他　　　　 选择家具的原因　　　　 〇价格　〇外形　〇功能　〇其他　　　　 需要设计的家具　　　　 〇餐桌　〇沙发　〇衣柜　〇书桌　〇书架　〇其他　　　　 模型要求 备注 任务实施 任务1 规划室内装修模型 （2）调研结果 通过沟通、实地勘测，制作出装修模型需求调研表，重点是对书架进行设计并制作三维模型。 装修模型需求调研表 需求调研 1 调查项目 选项 住房类型 〇租房　●自有房 户型　　　　 〇一居室　●两居室　〇三居室　〇其他　　　　 需要设计的房间　　　 〇客厅　〇主卧　●次卧　〇厨房　〇卫生间　〇其他　　　　 最常用到的家具　　　　 ●桌子　●椅子　〇柜子　〇沙发　●其他 架子　　　　 选择家具的原因　　　　 〇价格　〇外形　●功能　〇其他　　　　 需要设计的家具　　　　 〇餐桌　〇沙发　〇衣柜　〇书桌　●书架　〇其他　　　　 模型要求 三维模型 备注 1. 次卧为张老师9 岁儿子张晓的卧室；2. 爱学习、喜欢玩具；3. 能放足够数量的书籍，摆放少量文具和玩具等；4. 结构简单、有特色，尽量充分利用空间；5. 模型的房间尺寸为3 790 mm×3 240 mm，进门正对着窗户。 任务实施 任务1 规划室内装修模型 根据实际情况，需要房间布局草图和书架模型草图，分别绘制出如下图所示的草图。 房间布局草图 绘制草图 2 书架模型草图 任务实施 任务1 规划室内装修模型 设计室内装修模型 任务描述 任务分析 任务实施 任务2 三维设计创客团队模型设计组根据草图初步绘制并打印出三维模型，再根据张老师观看模型后的意见对模型进行修改，确定三维模型。 任务描述 任务2 设计室内装修模型 模型设计组对市场调研组提供的资料、草图进行了充分的研讨，决定使用3D One Plus 绘制出三维模型，并采用3D 打印技术、选用合适的材料打印出三维模型，然后将模型交给市场调研组去征集张老师的意见，最后再由模型设计任务组对模型进行修改、完善，最终得到三维模型。 任务路线图 打印模型 绘制模型 修改模型 任务分析 任务2 设计室内装修模型 (1)分析书架三维模型 按如下流程图分析书架三维模型。 设计流程图 绘制书架三维模型 1 任务实施 任务2 设计室内装修模型 （2）绘制书架三维模型 逐步完成书架模型绘制。 绘制模型部分参考图 绘制书架三维模型 1 任务实施 任务2 设计室内装修模型 打印模型 2 （1）文件转换 （2）模型切片 （3）文件转存 （4）3D 打印机设置 （5）打印结束后移出产品 （6）模型物化后处理 打印模型步骤 修改模型 3 根据收集到的问题，列出修改任务表，并完成模型修改。 任务实施 任务2 设计室内装修模型 发布室内装修模型 任务描述 任务分析 任务实施 任务3 三维设计创客团队模型设计组打印出三维模型并进行展示。 任务描述 任务3 发布室内装修模型 模型设计组成员采用3D 打印技术、选择合适的材料制作出最终的三维模型，完成了张老师委托的任务，同时展示制作的模型。 任务路线图 展示模型 打印模型 任务分析 任务3 发布室内装修模型 打印模型 1 （1）文件转换 （2）模型切片 （3）文件转存 （4）3D 打印机设置 （5）打印结束后移出产品 （6）模型物化后处理 打印模型步骤 任务实施 任务3 发布室内装修模型 汇报设计工作内容及工作过程，分享、展示自己的创意设计，请有关人员对项目工作进行评价打分 展示模型 2 项目分享 方案2 由学生代表与指导教师组成项目评审组，各工作团队制作汇报材料并进行答辩。 方案1 各工作团队展示交流项目，谈谈自己的心得体会，并选派代表分享交流。 项目评价 根据项目完成情况填涂表 类 别 内 容 评 分 项目质量 1. 各个任务的评价汇总 2. 项目完成质量 ☆☆☆ 团队协作 1. 团队分工、协作机制及合作效果 2. 协作创新情况 ☆☆☆ 职业规范 1. 项目管理、实施环境规范 2. 项目实施过程、相关文档的规范 ☆☆☆ 建议 项目总结 本项目本着以工作流程为主线、以行动为导向、在实践中学习的理念，将建筑类三维数字模型室内装修模型设计工作过程转化为项目内容，共分为规划室内装修模型、设计室内装修模型、发布室内装修模型3个任务。在规划室内装修模型任务中，讲解了根据需要开展调研，根据需求设计模型、绘制草图；在设计室内装修模型任务中，讲解了选择软件绘制三维模型、使用3D打印机打印模型、对模型组织试用及修改；在发布室内装修模型任务中，讲解了通过网络发布作品及使用 3D打印发布作品。 项目拓展 儿童书桌三维模型设计 儿童书桌三维模型设参考效果 项目3 创意花瓶模型设计 “十四五”职业教育国家规划教材（中等职业学校公共基础课程教材） 任务 1　规划创意花瓶模型 任务 2　设计创意花瓶模型 任务 3　发布创意花瓶模型 项目背景 人们面对各种各样的问题，都会产生许许多多想法，这些想法就是创意的种子，是创新创业设计诞生的开始。只要将这些种子埋进土里——付诸行动，精心培育——不断修改设计，就能收获丰硕的果实——创新创业的成果。 小小所在的三维设计创客团队成员，在闲暇之时，大家总喜欢天马行空地探讨一些问题，在思维的碰撞中得到意外的收获。今天，大家就想到了一起制作一个创意花瓶的点子。 项目分析 创客团队对项目进行初步分析，拟定了项目计划并划分了任务组开展工作。首先由市场调研组调研、收集、分析创意花瓶的有关资料，绘制出创意花瓶模型草图；然后由模型设计组根据草图初步绘制并打印出创意花瓶三维模型，再根据大家对模型的意见进行修改；最后根据具体情况安排进行网络发布、三维模型的打印等。 创新花瓶参考效果 学习目标 • 能根据业务需要规划、设计简单模型。 • 能运用三维建模工具绘制简单的创意类三维数字模型。 • 会选用合适的方式发布模型。 规划创意花瓶模型 任务描述 任务分析 任务实施 任务1 三维设计创客团队市场调研任务组进行调研，收集、整理创意花瓶有关资料，在此基础上绘制出模型草图，为后续的模型设计工作做准备。 任务描述 任务1 规划创意花瓶模型 市场调研组成员通过到市场、网络进行广泛调研，收集、整理创意花瓶资料，再结合地区文化特色和古代文化等元素，并对收集整理的资料进行研究、分析、讨论，决定列出创意花瓶的资料清单，再根据清单考虑、优化、确定创意花瓶的基本结构，最后绘制创意花瓶草图。 任务路线图 绘制草图 需求调研 任务分析 任务1 规划创意花瓶模型 （1）参照下表收集调研花瓶相关信息，如目前市面上花瓶的种类、功能、样式、结构、材质和元素结合等。 花瓶相关信息 需求分析 1 任务实施 任务1 规划创意花瓶模型 分类类型 种类明细 按照材料分类 玻璃花瓶、塑料花瓶、金属花瓶、木质花瓶等 按照结构形状分类 圆柱体、长方体、不规则几何体等 按照地域分类 中国传统花瓶、欧洲花瓶、古希腊花瓶、古罗马花瓶、日式花瓶等 按照制造工艺分类 吹塑、锻造、铸造、3D 打印等 按照元素结合分类 古蜀文明、中轴文化、航空航天主题文化等 （2）以制造 3D打印花瓶为例，确定如下表任务目标。 3D打印花瓶设计构想 需求分析 1 任务实施 任务1 规划创意花瓶模型 设计目标 设计结论 花瓶使用材料 塑料 花瓶使用结构 不规则几何体 花瓶制造工艺 3D 打印 花瓶创意造型 旋转、抽壳等 花瓶结合元素 三星堆古蜀文明 （1）花瓶的主要功能：实用性——花瓶不能太小；协调性——瓶口大小应合适； 稳定性——底座不能太小。 员工手册内容规划的基本思路 功能分析 2 （2）花瓶的次要功能：美观——使用平滑线条；配色——衬托出花的美丽。 （3）花瓶外形：具有青铜人像的元素效果。 任务实施 任务1 规划创意花瓶模型 绘制草图 根据调研情况及功能分析情况，绘制出花瓶整体构思草图和元素图案。并研究草图，确定实现的软件功能。 花瓶整体构思草图 3 元素图案 任务实施 任务1 规划创意花瓶模型 设计创意花瓶模型 任务描述 任务分析 任务实施 任务2 三维设计创客团队模型设计组根据模型草图绘制出创意花瓶，并输出三维模型，根据大家对模型的修改意见，确定创意花瓶模型。 任务描述 任务2 设计创意花瓶模型 模型设计组对市场调研组提供的资料、草图组织了充分的研讨，决定使用3D One Plus先绘制出创意花瓶，并采用3D打印技术选用合适的材料打印出三维模型，然后在团队中收集、整理大家对模型的修改建议，最后再对模型进行修改、完善，得到最终的创意花瓶三维模型。。 任务路线图 打印模型 绘制模型 修改模型 任务分析 任务2 设计创意花瓶模型 绘制模型 1 绘制模型部分参考图 任务实施 任务2 设计创意花瓶模型 打印模型 2 （1）文件转换 （2）模型切片 （3）文件转存 （4）3D 打印机设置 （5）打印结束后移出产品 （6）模型物化后处理 打印模型步骤 修改模型 3 根据收集到的问题，完成模型修改。 任务实施 任务2 设计创意花瓶模型 发布创意花瓶模型 任务描述 任务分析 任务实施 任务3 三维设计创客团队模型设计组将创意花瓶模型通过网络进行发布，并打印出最终三维模型。 任务描述 任务3 发布创意花瓶模型 模型发布任务组成员选择网络发布方式将创意花瓶发布到3D One 青少年三维创意社区，与创客们进行分享，同时使用3D 打印技术制作出最终的创意花瓶三维模型。 任务路线图 打印模型 网络发布 任务分析 任务3 发布创意花瓶模型 发布作品 1 （1）作品准备 （2）发布正在编辑的作品 （4）查看作品 （3）发布已存储作品 发布作品步骤 任务实施 任务3 发布创意花瓶模型 打印模型 2 （1）文件转换 （2）模型切片 （3）文件转存 （4）3D 打印机设置 （5）打印结束后移出产品 （6）模型物化后处理 打印模型步骤 任务实施 任务3 发布创意花瓶模型 项目分享 方案2 由学生代表与指导教师组成项目评审组，各工作团队制作汇报材料并进行答辩。 方案1 各工作团队展示交流项目，谈谈自己的心得体会，并选派代表分享交流。 项目评价 根据项目完成情况填涂表 类 别 内 容 评 分 项目质量 1. 各个任务的评价汇总 2. 项目完成质量 ☆☆☆ 团队协作 1. 团队分工、协作机制及合作效果 2. 协作创新情况 ☆☆☆ 职业规范 1. 项目管理、实施环境规范 2. 项目实施过程、相关文档的规范 ☆☆☆ 建议 项目总结 本项目本着以工作流程为主线、以行动为导向、在实践中学习的理念，将创意类三维数字模型创意花瓶模型设计工作过程转化为项目内容，共分为规划创意花瓶模型、设计创意花瓶模型、发布创意花瓶模型3个任务。在规划创意花瓶模型任务中，讲解了根据需要开展调研、根据需求设计模型、绘制草图；在设计创意花瓶模型任务中，讲解了选择软件绘制三维模型、使用3D打印机打印模型、对模型组织试用及修改；在发布创意花瓶模型任务中，讲解了通过网络发布作品及使用 3D打印发布作品。 项目拓展 创意椅子三维模型设计 创新椅子参考效果 谢谢！ $$