Перестать беспокоиться и полюбить Fusion 360
Давно, очень давно я не писал постов, не касающихся фотографии и путешествий. Между тем, в свободное от фотосъёмки время я-таки немного работаю по специальности - занимаюсь проектированием, продолжаю преподавать компьютерную графику, интересуюсь всем тем, что связано с новыми трендами в моделировании и визуализации. Про систему Fusion 360 я слышал и читал довольно много, но так как я напрямую не связан с машиностроением, а в голове сложилась прочная ассоциация Inventor+Fusion - новый проект, который в последнее время активно продвигает Autodesk, я как-то обходил вниманием. Ну, и, как выяснилось, зря.
В январе Autodesk проводили «Зимнюю школу» - серию он-лайн мастер-классов, как раз посвящённых Fusion 360. Так как зимовать, особенно в полупростуженном состоянии в промозглой серой Москве, скучно и тоскливо - я решил попробовать что-то за пределами планировок и интерьеров.
Сам не заметил, как втянулся и начал получать удовольствие от моделирования: программа очень понятная, легкоусваиваемая, интерфейс по сравнению с такими монстрами как 3ds Max или даже обычным AutoCad - лаконичен, и вот тут как раз проявляется то, за что можно полюбить Fusion - несмотря на кажущуюся простоту, моделировать можно всё, от дизайна телефонов до элементов достаточно сложного машиностроения, весь процесс изящный и в опредёлённом смысле даже приятный.
Если я вас заинтриговал, и есть желание попробовать, то рассказываю очень коротко, без подробного перечисления всех инструментов - как всё устроено (и Тоторо нам в помощь).
Итак, горизонтальная панель инструментов(3)
Первая кнопка - выбор пространства работы. По умолчанию - собственно MODEL- моделирование, но есть ещё Path(инженерный анализ), Render(рендер, визуализация), Animation(анимация), Simulation(симуляция, кинематический анализ), CAM(работа со станками ЧПУ). Я использовал моделирование и рендеринг, попробовал анимацию - здесь, конечно, подразумевается не кинематографическая анимация, а демонстрация работы механизмов - шестерёнок, поршней, передач и тп.
Следующий пункт - CREATE. Инструменты для создания твердотельных моделей-примитивов. Стандартные коробки, цилиндры, сферы, торы и пр. И классические инструменты создания 3D-примитива из 2D-скетча методами типа выдавливания и вращения. Инструменты типа зеркальное отражение(mirror), массив(pattern) и полезный инструмент для создания резьбы внутри отверстий(thread) - тоже здесь, а не в меню модификаций.
Здесь же отдельная кнопка(с фиолетовой сетчатой моделью) для перехода в режим создания форм. Формы интересны тем, что с ними, после создания, можно работать в режиме скульптинга(лепки) - вытягивать отдельные точки, грани или поверхности, в прямом смысле лепить 3D-модель.
Кстати говоря, любимые инструменты из выпадающего меню можно добавить на главную панель для быстрого доступа - в конце строчки с названием инструмента есть кнопка со стрелочкой «add to toolbar»
Следующий пункт - MODIFY. Опять-таки классические инструменты модификации созданных примитивов - фаски, скругления, изменение размеров, объединение объектов, сечение, и тд. - всё здесь.
Пункт ASSEMBLE - создание сборных моделей.
SKETCH - очень важный инструмент. При нажатии на SKETCH, Fusion прости вас выбрать плоскость, и затем происходит переход в режим 2D - рисования скетча, то есть чертежа-наброска, из которого мы в последствии создаём трёхмерную модель инструментами из CREATE.
CONSTRUCT - инструменты, которые помогают в создании скетчей - плоскости, оси и точки. К примеру, можно разместить на готовом объекте три точки, провести через них плоскость, и на этой плоскости нарисовать 2D-скетч, то есть создать новый объект в определённом месте, под определённым уголом относительно уже существующего.
INSPECT - инструменты измерения и анализа.
INSERT - вставка. Можно вставить изображение или импортировать чертёж другого формата.
MAKE - функционал для 3D печати.
ADD-INS - дополнительные скрипты. К примеру, есть скрипт для автоматизированного создания болтов с заданными параметрами.
SELECT - инструменты выбора. Можно обводить объекты прямоугольной рамочкой или свободной областью, есть фильтр выбора - галочками можно отметить, что будет выделяться при обводке.
Ну, и собственно алгоритм работы такой: Меню SKETCH, команда CREATE SKETCH, выбираем плоскость, и инструментами рисования из выпадающего меню SKETCH создаём замкнутый(обязательно) контур. Всё просто и интуитивно понятно, все стандартные геометрические фигуры - Line (линия, причём, если после указания второй точки линии продолжить зажимать левую кнопку мыши, то начнётся построение окружности по касательной ), Rectangle (прямоугольник), Circle(окружность), Arc (дуга), Polygon (многоугольник), Spline (кривая, сплайн), и др. В этом же выпадающем меню, чуть ниже - инструменты редактирования скетча - Fillet (скругление), Trim(подрезка), Extend(удлинение), Break(разрыв), Offset(отступ), Mirror(отразить зеркально), Circular pattern и Rectangular pattern (круговой и прямоугольный массивы).
Когда замкнутый контур готов, область становится жёлтой, можно нажать STOP SKETCH(крайняя правая кнопка на верхней панели) и, к примеру, с помощью Extrude(выдавливание) или Revolve(вращение) из меню CREATE, создать трёхмерную фигуру. Для это требуется указать в появившемся меню наш замкнутый профиль и Axis(ось вращения). Всё, готово!
При создании нового скетча можно указать в качестве плоскости одну из граней ранее созданной фигуры.
И ещё важный момент - при создании нового объекта в появляющемся меню есть пункт Operation(10) - это то, как будет вести себя новый объект относительно уже существующего: Join - присоединится, образовав единое монолитное тело, Cut - образует область вырезания, Intersect - область пересечения образует новый объект, New Body и New Component - новое, независимое от существующего объекта тело или новый компонент.
Если всё ещё интересно и не хочется спать, то ещё немного пробежимся по интерфейсу пространства Моделирования.
BROWSER(4) - полезная и удобная панель, что-то вроде слоёв в Автокаде. Все элементы чертежа - Named Views(виды), Origin(плоскости), Bodies(тела), Sketckes(скетчи), Component(компоненты) - доступны для просмотра в этом выпадающем меню. Нажав на лампочку, можно скрыть видимость отдельного элемента или всей категории.
К примеру, после создания тела, исходный контур-скетч, из которого оно было создано, будет мешать, поэтому он автоматически скрывается. Но его всегда можно увидеть, «включив» соответствующую лампочку в списке Sketches.
Отдельного внимания заслуживает нижняя горизонтальная панель истории(7), которую я про себя назвал «машиной времени». Это не просто историческая панель, вы можете вернуться к любому раннему действию, внести изменения, и эти изменения коснутся всех последующих действий.
Например, когда-то давно вы нарисовали 2D-скетч, потом создали из него красивую модель методом вращения(CREATE-Revolve), потом прорезали в этой модели дырку(CREATE-Cylinder с опцией Operation - Cut), у дырки сгладили края(Modify-Chamfer), и в дырку встроили резьбу(CREATE-Thread), после чего посмотрели, и решили, что ваша многострадальная модель недостаточно изящна. Нет проблем - передвигаете ползунок на время создания скетча, корректируете профиль, передвигаете ползунок - назад, в будущее - и видите уже новую фигуру из изменённого профиля, с прорезанной дыркой, сглаживанием и резьбой, такой cad-эффект бабочки.
Удобно скомпонованы разнообразные служебные инструменты для просмотра(8) (зуммирование, панорамирование, орбиты, всё стандартно для cad-программ и выполняется также колёсиком мышки) и режимы экранного отображения(9) - визуальные стили, эффекты, ортогональный или перспективный вид, показ сетки и включение-отключение привязки, и пр.
Видовой куб(6) - тоже понятный и знакомый многим инструмент. Нажатием правой кнопки мыши по кубу можно выбрать ортогональный или перспективный вид на модель.
Нажатие правой кнопки мыши в рабочем пространстве вызывает меню быстрого доступа(5), там есть кнопки вперёд-назад, перемещения, удаления, повтора последнего действия.
Ну, и пара самых верхних панелей, которые я оставил напоследок. Вроде бы стандартная служебная строка меню(1) - операции с файлом, экспортом, сохранением, откат на действие назад - вперёд. Самая крайняя левая кнопка - просмотр проектов. И вот тут интересная особенность - дело в том, что Fusion 360, в соответствии с последними трендами, - облачная система. То есть все ваши проекты по умолчанию сохраняются не на компьютере, а на сервере (на свой компьютер можно сохранить, загрузив с сервера), и авторизовавшись(2) в любом другом Fusion, можно получить доступ ко всем своим проектам. Легко расшарить проект для совместной работы через интернет, подключив к нему других пользователей, введя имена их аккаунтов. Программа существует в мобильном виде, проектировать на планшете пока не получится, но презентовать, покрутить - без проблем. Опять-таки удобно работать с облаком - при наличии интернета все проекты под рукой.
Ещё, к вопросу об облаках - в режиме RENDER можно воспользоваться сервисом облачного рендера(бесплатным для студентов), проект отправляется на просчёт, визуализация происходит быстро и качественно за считанные минуты. То есть идеи работы с облаком - не новы, и облачных сервисов сейчас довольно много, просто во Fusion всё происходит как-то понятно и без лишних сложностей.
Коротко про недостатки системы и выводы.
Не могу назвать каких-то критических недостатков, но есть опредёлённая особенность: программа создавалась по принципу - охватить множество функций - тут и инженерные расчёты, и визуализация, и анимация, и 3D-печать, и чтобы всё это работало максимально понятно, при минимальном количестве кнопок и опций, ещё и с облачными функциями, да ещё и на всех устройствах - от графических станций до планшетов. То есть практически объять необъятное. И для создания и расчёта технического дизайна прототипа - всё отлично. Но когда потребуются более точные расчёты - узкоспециализированным инженерам всё равно придётся обращаться к тому же Inventor. С визуализацией примерно так же - картинка получается шикарная, фотореалистичная, смотрится эффектно, и буквально за пару кликов. Но это только для того, чтобы эффектно презентовать модель. Углублённых настроек среды освещения я не нашёл. Есть дюжина готовых сцен в Еnvironment library - мягкий свет, жёсткий свет, поле, фотокабинка, и пр. Но мне, как фотографу, занимающемуся предметной съёмкой, интересно было бы интересно создать модель продукта и применить собственный сценарий - пара источников мягкого света, жёсткий контровый свет, подсветка снизу, и динамически пробовать ставить их на разных расстояния от модели. Вот так уже нельзя, вперед изучать Max+V-Ray. То есть картинку качества фотографии технически сделать можно, но тонко работать с освещением - это уже за пределами функционала.
Немного непонятный момент с нанесением изображений - картинки вставляются глянцевыми, бликующими. Я так и не нашёл, как регулировать отражающие свойства картинки. Если вставлять на модель телефона картинку с экраном - этот экран всегда будет с бликами. А если у устройства матовый экран? Может, и есть где-то настройки - интуитивно, под рукой их не нашлось.
Так же нет шаблонов для оформления проектной документации - для оформления проекта по ГОСТу придётся экспортировать в другую программу; нет настраиваемых размерных, текстовых стилей, выносок.
Не очень понравился инструмент для работы с текстом - узкая строчка в выпадающем меню, годится только для коротких подписей.
Впрочем, всё что я перечислил - не критические недостатки для людей, которые занимаются дизайном, готовят презентацию собственного стартапа или модель для 3D-печати - с увеличением узконаправленного функционала возрос бы «порог вхождения», а здесь баланс между функционалом и лёгкостью освоения достаточно хорошо соблюдён. Небольшие «глюки» за то время, что я работал в программе, исправлялись по мере выхода обновлений прямо на глазах, система получилась стабильной, умной, удобной и несложной в освоении. К тому же - традиционно бесплатно для студентов и преподавателей. Если кого-то я вдохновил на попытку освоить моделирование и был чем-то полезен - очень рад. Появятся вопросы - пишите, отвечу.
Ниже - то, что я нарисовал по мере освоения программы; время, потраченное на каждую из моделек не превышает 2-3 часов.
P.S. Материалы Зимней школы Autodesk - здесь:
http://autodeskeducation.ru/winterschool2016/masterclasses/
А здесь - пользовательская галерея проектов Fusion 360:
https://gallery.autodesk.com/fusion360/projects
Встречаются очень даже серьёзные и эффектные проекты.