Prezentując po raz pierwszy Windows 10 w styczniu tego roku, a później podczas kolejnych sesji technicznych tegorocznej konferencji BUILD, Microsoft obiecał nam zaimplementować w tym systemie natywne wsparcie dla technologii druku przestrzennego. Nie jest to jednak wcale pierwszy krok korporacji w kierunku wsparcia druku 3D, jako że aplikacja Microsoftu umożliwiająca projektowanie i drukowanie utworzonych w niej obiektów dostępna jest już od dawna na Windows 8.1. Mowa tu oczywiście o aplikacji uniwersalnej Microsoft 3D Builder.
3D Builder stworzony został przede wszystkim z myślą o uproszczeniu procesu wczytywania, obróbki i drukowania modeli trójwymiarowych, dostarczając przy tym użytkownikom sporo dobrej zabawy. O ile pierwsze wydanie aplikacji było stosunkowo mało zaradne i ubogie w funkcje, o tyle we wrześniu ubiegłego roku Microsoft udostępnił w Sklepie Windows nową wersję tego programu, która znacznie rozszerzyła jego dotychczasowe możliwości. W ramach piątego już wydania aplikacja ta otrzymała m.in. funkcję zamawiania online wydruków opracowanych modeli, nowy i znacznie rozszerzony interfejs użytkownika wraz z udoskonalonymi kontrolkami, nowe modele 3D trofeów, wsparcie dla systemu Windows RT, a także możliwość zapisywania opracowywanych modeli w formacie STL (obok uwzględniającego kolory formatu 3MF). Powiemy sobie teraz nieco więcej o kilku z tych nowości, co pozwoli nam lepiej poznać możliwości omawianej aplikacji.
Zamawianie wydruków
Funkcja zamawiania wydruków daje nam możliwość dokonania wydruku modelu przestrzennego bez konieczności posiadania drukarki 3D. Jeśli nie dysponujemy odpowiednim sprzętem, możemy zamówić sobie odpłatny wydruk u jednego z dostępnych usługodawców, który za odpowiednią opłatą sporządzi wydruk naszego modelu i prześle go nam na nasz adres pocztowy. Na chwilę obecną jedynym partnerem w tym zakresie wydaje się być amerykańska firma 3D Systems ze swoją usługą druku przestrzennego w chmurze Cubify. Z czasem jednak liczba partnerów powinna znacząco się powiększyć, przy czym my liczymy na pojawienie się w przyszłości choć jednego takiego partnera w naszym kraju. W ramach usługi Cubify mamy możliwość skorzystania z dodatkowych i niedostępnych standardowo materiałów, takich jak kolorowy plastik - metaliczny, jednolity lub mieszany - czy materiał ceramiczny.
Usprawniona kontrolka sterowania
Główna interakcja z programem odbywa się za pośrednictwem dedykowanego panelu sterowania, zawierającego w sobie najczęściej wykorzystywane funkcje. Co ważne, w razie konieczności kontrolkę tę możemy przenieść sobie w dowolne miejsce okna aplikacji. W najnowszym wydaniu kontrolka ta została w znaczny sposób rozbudowana, dzięki czemu jest teraz dużo bardziej użyteczna i lepiej współdziała w ramach obsługi dotykowej. Jak widać na poniższym obrazku, korzystając z poszczególnych opcji mamy tu możliwość przesuwania, obracania, skalowania, ponawiania, wprowadzania w tryb edycji czy wyświetlania opcji zaawansowanych. Po wyborze niektórych funkcji otrzymujemy widok rozszerzony, oferujący wiele dodatkowych możliwości.
Nowa kontrolka główna pozwala lepiej skupić się na pojedynczych zadaniach, zawsze prezentując przy tym schludny i użyteczny interfejs. Na uwagę zasługuje tu również nowa kontrolka wyboru (widoczna poniżej), która pozwala na łatwe zarządzanie poszczególnymi elementami modelu. Jej działanie opiera się na klikaniu przez użytkownika prezentowanych w formie cyklicznej elementów, co powoduje automatyczne dostosowanie widoku sceny do wybranego fragmentu modelu. W prosty sposób możemy więc pozaznaczać kilka składników naszej pracy celem ich pogrupowania, co uprości nam edycję całego modelu.
W najnowszej wersji warto także pochwalić nowy sposób manipulacji modelem, który od tej pory realizowany jest za pomocą trzech wirtualnych strzałek - po jednej dla każdej z trzech osi tworzących wirtualną scenę (sama scena jest tu mocno ograniczona, jako że odzwierciedla ona rzeczywistą przestrzeń drukowania danego urządzenia). Metoda ta oferuje nie tylko lepszą precyzję, ale jest przy tym znacznie bardziej intuicyjna.
Podstawowe czynności
Bezpośrednio po uruchomieniu programu naszym oczom ukaże się ekran główny. Z jego poziomu, w ramach dołączonej biblioteki, możemy wybrać jedną z kategorii obiektów, na których chcemy oprzeć nasz własny projekt. Po załadowaniu bazowego obiektu możemy w prosty sposób obracać go sobie za pomocą pociągnięć palcem po ekranie lub poprzez przeciąganie kursorem z wciśniętym lewym przyciskiem myszy. Powiększanie modelu - a inaczej mówiąc przybliżanie kamery - odbywa się standardowo już poprzez rozciąganie lub kurczenie obrazu dwoma palcami lub za pośrednictwem stosownych kontrolek do powiększania. Dwukrotne kliknięcie lub dotknięcie dowolnej części obiektu powoduje skupienie się aplikacji na tym konkretnym fragmencie, dzięki czemu każda zmiana sceny - przemieszczenie, obrót lub powiększenie - wykonywana będzie względem wybranego fragmentu obiektu.
Jeśli podstawowe modele obiektów to dla nas za mało, z poziomu ekranu głównego bez problemu możemy wczytać do programu modele pozyskane z sieci, a nawet zeskanować siebie lub inny obiekt za pomocą czujnika Microsoft Kinect 2.0 (dla Xbox lub dla Windows). W każdym z tych przypadków program dokona sprawdzenia modelu, by mieć pewność, że dany obiekt mieści się w obrębie sceny. Jeśli model wymaga dodatkowej obróbki, zostanie on wysłany do chmury Microsoft Azure, gdzie przy wykorzystaniu ogromnej mocy obliczeniowej zostanie odpowiednio spreparowany i zwrócony z powrotem do naszego programu.
Przekształcanie i drukowanie obiektów
Trzy podstawowe operacje na obiektach to przemieszczanie (Move), obracanie (Rotate) oraz skalowanie (Scale). Wszystkie trzy operacje działają bardzo podobnie. Jeśli przykładowo chcemy przenieść nasz obiekt w inne miejsce sceny, wystarczy wybrać odpowiedni ku temu tryb i zwyczajnie przemieścić go przy użyciu myszy lub palca. Jeśli chcemy dokładnie sprecyzować nasz ruch, możemy zaznaczyć jedną z trzech niebieskich strzałek reprezentujących poszczególne osie składowe przestrzeni, po czym wprowadzić w środkowej części głównej kontrolki stosowną wartość w wybranej przez nas jednostce (domyślnie w milimetrach, dostępne są również procenty). W podobny sposób postępujemy, gdy chcemy obrócić nasz obiekt o dowolny kąt. Z kolei nieco inaczej wygląda sprawa skalowania obiektu - domyślnie skalowany jest cały obiekt, bez względu na wybrany przez nas kierunek. Jeśli jednak chcemy przeskalować nasz obiekt tylko i wyłącznie po jednej z osi, musimy wcześniej kliknąć ikonę łącza, ulokowaną tuż nad omówionym przed chwilą środkowym polem przyjmującym konkretne wartości liczbowe.
Dostępne na kontrolce głównej strzałki w lewo i w prawo ulokowane po jej przeciwnych stronach realizują funkcje Cofnij (Ctrl+Z) i Ponów (Ctrl+Y). Bezpośrednio na dole tego panelu znajduje się natomiast ikona trybu pliku, która daje nam dostęp do funkcji pozwalających zapisać, wydrukować, lub zamówić nasz model. Mamy również możliwość wymazania całej sceny (New Scene), a także wzbogacenia jej o dodatkowe obiekty (Add) - zarówno z pliku, jak i z poziomu biblioteki programu.
W kwestii samego wydruku, ten możemy wydelegować do usługi Cubify lub sporządzić w domu samemu. W tym drugim przypadku mamy do dyspozycji kilka istotnych ustawień, takich jak jakość modelu definiującą rozmiar poszczególnych warstw wydruku, gęstość wyznaczającą ilość użytego do wydruku materiału, wsparcie nośne dla obiektów o złożonym i niestabilnym kształcie czy dodruk dodatkowej podstawy, który wpłynie na stabilność modelu podczas procesu drukowania.
Tryb obiektu i ustawienia sceny
Niektóre z modeli składają się z wielu elementów - przykładowo koła samochodzików, które mają się obracać, drukowane są oddzielnie do późniejszego zamontowania. Z tego względu na jednej scenie znajduje się czasem więcej niż jeden obiekt. Aby możliwe było łatwe obrabianie każdego z nich, program 3D Builder oferuje specjalne narzędzie umożliwiające ich selekcję - mowa tu o wspomnianej już kontrolce wyboru. By zaznaczyć lub odznaczyć dany obiekt, wystarczy kliknąć go na kontrolce, lub też dokonać tego bezpośrednio z poziomu sceny. Korzystając ze strzałek narzędzia selekcji możemy sprawnie przełączać się pomiędzy poszczególnymi elementami modelu, zaś wspomniane już dwukrotne kliknięcie danego fragmentu pozwoli nam skupić się tylko na tym elemencie. Gdy już zaznaczymy sobie dany obiekt, możemy skorzystać ze specjalnego trybu obiektu, który pozwoli nam zduplikować dany element, usunąć go, położyć go bezpośrednio na wirtualnej podstawie drukarki, wycentrować na nim scenę, lub też pogrupować go z innymi elementami, co umożliwi nam obróbkę złączonych elementów w formie jednej spójnej całości.
Z kolei z poziomu wspomnianego już trybu pliku możemy wyświetlić okno z ustawieniami sceny. Tu możemy wybrać wykorzystywane przez nas urządzenie drukujące, a także zdefiniować właściwą dla nas metrykę oraz kilka dodatkowych opcji prezentacji danych - widok siatki połączeń na modelu, cieni oraz tekstur i kolorów.
Tryb edycji
Dla osób zajmujących się modelowaniem 3D edycja w programie nie powinna stanowić większego problemu. Bazując na podstawowych figurach, takich jak kula, sześcian czy stożek, możemy nakładać na siebie poszczególne obiekty (tu pomaga nam funkcja przyciągania elementów), a następnie stosować do nich różnego rodzaju operacje logiczne, takie jak przecięcie, różnica czy suma. Choć liczba dostępnych w bibliotece programu modeli wydaje się być mocno ograniczona, przy odrobinie wyobraźni będziemy w stanie tworzyć tu naprawdę skomplikowane modele. Z pomocą przychodzą nam również takie narzędzia jak (jedno- lub obustronne) przycinanie powierzchni pod dowolnym kątem, klonowanie obiektów, czy też wklęsłe lub wypukłe grawerowanie tekstu na dowolnym fragmencie modelu. Tekst nakładany jest w oparciu o jedną z trzech metod projekcji, dopasowanych do poszczególnych kształtów brył.
Po zakończeniu modelowania mamy możliwość sprawdzenia całości pod kątem zgodności z rozmiarem sceny, co zagwarantuje nam, że nasza praca będzie mogła być w całości przeniesiona do świata rzeczywistego. Jeśli na tym etapie program wykryje jakieś nieprawidłowości, będziemy je mogli w prosty sposób wyeliminować, co zazwyczaj odbywa się całkowicie automatycznie.
Skanowanie rzeczywistych obiektów
Dzięki wykorzystaniu możliwości czujnika Kinect, możemy sobie w prosty sposób zeskanować dowolny (byle nieruchomy) obiekt rzeczywisty, wliczając w to także nas samych. Kojarzycie te słynne figurki na tortach weselnych? Czy nie byłoby fajnie, gdyby faktycznie reprezentowały one młodą parę, a nie tylko ogólne postaci obydwu małżonków? Dzięki opcji skanowania z wykorzystaniem Kinecta figurki te do złudzenia przypominać mogą rzeczywiste osoby, jeśli tylko te zgodzą się dla nas przez chwilę zapozować.
Aby móc przeprowadzić takie skanowanie, prócz samego czujnika Kinect 2.0 oraz systemu Windows 8.1 musimy dysponować odpowiednim sprzętem PC. Wydajny procesor dwurdzeniowy oraz szybka i zgodna z DirectX 11 karta graficzna to podstawa, ale należy jeszcze pamiętać chociażby o porcie USB 3.0. Warto również zadbać o równomierne oświetlenie pomieszczenia, gdyż w przeciwnym razie nakładające się na obiekty cienie zaburzą nam cały proces. Choć najlepszy efekt uzyskamy, gdy skanowane obiekty pozować będą na obrotowej podstawie, to z powodzeniem możemy też dokonać skanowania przechadzając się z czujnikiem wokół ulokowanego stacjonarnie obiektu źródłowego.
Po włączeniu funkcji skanowania możemy ustawić dwa parametry tego procesu: rozmiar i szczegóły, poprzez które definiujemy odpowiednio ilość oraz szczegółowość informacji jaką zebrać ma czujnik Kinect, lub też bardziej technicznie, jak daleko patrzeć ma sensor oraz jakiej rozdzielczości ma używać.
Podsumowanie
Wraz z wydaniem systemu Windows 10 powinniśmy otrzymać jeszcze bardziej funkcjonalną wersję aplikacji 3D Builder, która wspierać będzie kolejne modele drukarek przestrzennych. Na chwilę obecną wspierane modele to Cube 3 firmy 3D Systems, Replicatory oraz drukarki Mini i Z-18 firmy MakerBot, Metal Simple od Printrbot, Da Vinci 1.0 od XYZ Printing oraz drukarki Up Plus od TierTime. Co więcej, dzięki organizowanemu właśnie przez Microsoft we współpracy z CGTrader.com konkursowi na najlepsze modele 3D, wydanie to przynieść ma opracowany przez jego zwycięzcę zaawansowany model testowy, w oparciu o który mierzone i porównywane będą poszczególne modele urządzeń. Zwycięzca zyska nie tylko uznanie i prestiż, ale otrzyma także tablet Surface Pro 3. Z kolei za zajęcie drugiego i trzeciego miejsca Microsoft zaoferuje odpowiednio swoją opaskę do pomiaru stanu zdrowia oraz roczną subskrypcję pakietu Office 365.
Aplikację 3D Builder dla Windows 8.1 możecie pobrać bezpośrednio ze Sklepu Windows. W przypadku systemu Windows 10 program ten jest już dostarczany wraz z innymi wbudowanymi aplikacjami.
