Izrada digitalnih objekata korištenjem 3D modeliranja

Od nacrta do plana modeliranja

Modeliranje ne počinje u programu nego na papiru. Prije prve skice pročita se nacrt i napiše kratak plan: koji su glavni oblici, kojim se redom grade, gdje leže ravnine i gdje će biti ishodište. Plan od deset redaka štedi sate ispravaka, jer se većina zapetljanih modela ne zapetlja zbog teške geometrije nego zbog krivog redoslijeda.

U projektu HT-1 nacrt ćelije daje tlocrt 6,0 × 4,0 m, postolje robota visine 750 mm, transporter radne visine 850 mm i ogradu visine 1,80 m sa stupovima na razmaku 1,2 m. Prolaz za operatera širok je 900 mm. Te mjere ulaze u model kao parametri i poslije se u hologramu provjeravaju.

Plan određuje i što se uopće modelira. Robot se ne modelira — njegov model preuzima se iz kataloga proizvođača i samo pojednostavljuje. Vijci, matice i standardni profili također dolaze gotovi. Vlastiti rad odnosi se na postolje, okvir transportera, ogradu i ormar, dakle na dijelove koji su za ovu ćeliju posebno izrađeni.

Redoslijed značajki

Unutar jednog dijela vrijedi pravilo od tri koraka. Najprije glavni oblik: jedna skica i jedno izvlačenje koje daje gabarit. Zatim oduzimanje: provrti, utori, izrezi. Tek na kraju doradа: zaobljenja, skošenja, uzorci. Taj redoslijed nije stvar navike nego otpornosti modela na izmjene.

Postolje robota u projektu izvedeno je upravo tako. Ploča 800 × 800 mm debljine 20 mm nastaje iz jedne skice. Na nju dolazi uspravni okvir od četiri profila. Slijede četiri provrta M16 za prirubnicu robota i osam provrta za sidrenje u pod. Na kraju se dodaju zaobljenja rubova polumjera 6 mm, i to kao posljednja značajka, tako da se mogu potisnuti pri izvozu za hologram.

Ishodište se postavlja na donji prednji lijevi ugao ploče, a ne u njezino središte. Razlog je hologramski: taj ugao odgovara mjestu koje će na podu radionice biti obilježeno trakom, pa se sidrenje svodi na poklapanje dviju točaka. Kad bi ishodište bilo u središtu, svaki bi prikaz tražio ručno pomicanje za polovicu tlocrta.

Sklop, hijerarhija i imena

Dijelovi se spajaju u sklop. U konstrukcijskom programu sklop drže veze: podudarnost ploha, suosnost provrta, zadani razmak ili kut. Veze omogućuju da se pri promjeni jednog dijela ostali pomaknu sami i da se provjeri ima li sudara.

Za hologramski prikaz važno je znati da veze ne preživljavaju izvoz. U razvojnom okruženju ostaje samo stablo s položajima. Zato se sklop prije izvoza postavlja u točno ono stanje u kojem ga prikaz treba, a gibanja koja se žele pokazati rješavaju se animacijom ili odvojenim objektima.

Hijerarhija se u hologramskom projektu ne slaže prema tome kako se ćelija montira nego prema tome što se u prikazu uključuje i isključuje zajedno. Tehnolog želi maknuti cijelu ogradu jednim pokretom da bi vidio unutrašnjost. Zato su svi dijelovi ograde — stupovi, ploče i vrata — pod istim čvorom, iako se na gradilištu montiraju u tri navrata.

Imena su jednako važna. U projektu je dogovoren obrazac od tri dijela: skupina, dio, inačica. Tako ime jasno govori čemu dio pripada i koja je njegova inačica u sceni. Automatski nazivi koje programi dodjeljuju pri izvozu čine scenu nečitljivom čim objekata bude više od pedeset.

Preuzeti modeli i njihova priprema

Velik dio sklopa ne modelira se nego preuzima. Proizvođači strojeva, profila i standardnih dijelova nude modele za preuzimanje, a katalozi elemenata za automatizaciju sadrže tisuće gotovih dijelova. Ušteda je znatna, ali preuzeti model rijetko je spreman za hologram.

Prvi problem je gustoća. Katalozni modeli često su izvedeni s vrlo finom tesselacijom jer su namijenjeni prikazu na zaslonu. Model robota preuzet iz kataloga u projektu HT-1 imao je oko 260 000 trokuta prije bilo kakve dorade, što je gotovo trostruko više od cijelog proračuna prikaza.

Drugi je problem sadržaj koji se nikad ne vidi: unutarnja rebra, ležajevi, ožičenje, navoji na svakom vijku. Treći je nedosljedna hijerarhija, u kojoj su dijelovi razvrstani po nabavnim skupinama, a ne po tome kako se gibaju. Četvrti su mjerne jedinice, koje u katalozima znaju biti palci.

Priprema preuzetog modela u projektu trajala je gotovo jednako dugo kao izrada vlastitih dijelova. To je uobičajeno i treba ga uračunati u plan. Preuzimanje štedi vrijeme modeliranja, ne vrijeme pripreme.

Provjera mjera prije prikaza

Model koji se prikazuje u mjerilu 1:1 provjerava se drukčije nego model koji se gleda na zaslonu. Osnova provjere su gabariti: ukupna duljina, širina i visina sklopa usporede se s nacrtom. Ako se gabarit slaže, mjerna je jedinica gotovo sigurno ispravna.

Slijede mjere koje su za prikaz ključne. To su one koje tehnolog u hologramu provjerava: prolaz operatera od 900 mm, razmak ograde od zida, visina transportera, doseg robota do stražnjeg ruba trake. Svaka od njih izmjeri se u modelu i zapiše prije izvoza, tako da se poslije može usporediti s onim što se vidjelo u prostoru.

Uz mjere se provjerava i ono što se u hologramu ne vidi, a ruši prikaz: dijelovi zaostali izvan sklopa, dvostruko umetnuti isti dio, tijela koja se preklapaju. Preklop od desetinke milimetra na zaslonu se ne primijeti, a u naočalama daje treperavu plohu jer uređaj u svakoj sličici iznova odlučuje koja je bliža.

Posljednja provjera je masa. Ona za prikaz nije bitna, ali otkriva grube pogreške: postolje koje ispadne teško tonu obično ima krivu debljinu ploče ili je modelirano puno umjesto šuplje. Takve se pogreške u hologramu ne vide, a u izradi koštaju.

Proračun trokuta po dijelovima

Proračun od 90 000 trokuta ne dijeli se ravnomjerno. Dijelovi se razlikuju po tome koliko su zakrivljeni, koliko se blizu gledaju i koliko su važni za poruku prikaza. Ruka robota dobiva najveći udio jer je najzakrivljenija i jer se gleda izbliza. Ograda dobiva malo jer su njezini profili ravni.

Raspodjela se radi prije modeliranja, a ne poslije. Ako se svakom dijelu unaprijed zada gornja granica, modelar zna koliko smije potrošiti i sam bira gdje će uštedjeti. Ako se raspodjela ostavi za kraj, netko će na kraju morati prorijediti tuđi model, a to gotovo uvijek završi gubitkom oblika.

Inačice, zapis i predaja

Model ćelije nije gotov kad izgleda dobro nego kad se može predati. Predaja obuhvaća izvorni sklop, izvezene datoteke, zapis postavki izvoza i kratku bilješku o tome što je pojednostavljeno. Bez te bilješke sljedeći čovjek ne zna smije li vjerovati ožičenju koje u modelu nedostaje.

Inačice se označavaju brojem i datumom, a oznaka se upisuje i u sam prikaz. U projektu HT-1 oznaka stoji u kutu vidnog polja i vidi se cijelo vrijeme. To je jeftina mjera koja sprječava najgoru vrstu pogreške — donošenje odluke na temelju zastarjelog modela.

Uz predaju ide i popis onoga što nije riješeno. U prvoj isporuci projekta to su bili: ožičenje, cijevi za komprimirani zrak, unutrašnjost ormara i stvarni izgled natpisnih pločica. Sve četiri stavke bile su svjesne odluke, a ne propusti, i upravo ih je zato trebalo zapisati.

Tipične pogreške pri izradi

Pogreške u izradi modela za hologram ponavljaju se iz projekta u projekt. Većina ih se ne vidi u konstrukcijskom programu, pa se otkriju tek kad netko stavi naočale, a tada je ispravak skup jer traži ponavljanje cijelog lanca pripreme.

Jedna pogreška zaslužuje posebnu napomenu: modeliranje detalja koje nitko neće vidjeti. Ona nije tehnička nego organizacijska. Modelar koji ne zna s koje se udaljenosti objekt gleda radit će ga onako kako je navikao, dakle temeljito. Zato se udaljenost gledanja upisuje u plan modeliranja jednako kao i mjere.

Druga je pretpostavka da će se model kasnije lako pojednostaviti. Prorjeđivanje uspješno uklanja suvišne trokute s glatkih ploha, ali ne može ukloniti modelirani navoj ili unutarnje rebro — ono što je zapisano kao oblik ostaje oblik. Pojednostavljenje se planira pri modeliranju, a ne nakon njega.

Ključni pojmovi

Provjeri se

Kratka provjera prije prelaska na sljedeću jedinicu. Odgovor se potvrđuje klikom, a obrazloženje se prikazuje odmah.