petrkidcad

Но для 7-летнего ребёнка, который первый раз в жизни видит 3D-пространство, такой редактор — способ начать моделировать в виртуальных мирах.

Я преподаю инженерку и 3D моделирование у начальных классов (1–4 класс). Когда Autodesk разом заблокировал Tinkercad в России, в школьных кружках началась паника. Были варианты пересадить детей на FreeCAD или Компас-3D, но дать 8-летнему ребенку такой интерфейс — это гарантированный способ отбить у него желание заниматься навсегда.

Так мы с приятелем-разработчиком решили собрать свой браузерный редактор — kidCAD.

Почему не взяли готовый FreeCAD / Blender / OpenSCAD/ Компас?

• OpenSCAD требует знания кода — первоклассник еще по-русски с ошибками пишет.

• Blender — инструмент для 3D-художников со сложнейшей горячей раскладкой клавиш.

• FreeCAD/ Компас — имеет специфический UX(супер неудобный имхо)

Обычно CAD-инженеры считают, что ребёнка надо сразу сажать за суровый взрослый САПР, «чтобы потом не переучивался». Я честно искал адекватные отечественные аналоги для началки — их просто нет. Всё, что есть на рынке, — это настоящие инженерные системы.

// дада, я задавался вопросом, может оно и не надо таким малышам, НО, мы делаем разные инженерные проекты с детьми, и почти всегда что-то печатаем на 3д принтере, и всегда они с радостью и с рвением моделируют

Что самое важное то: детям в возрасте 7 - 9 лет не нужна параметрическая инженерия. Им нужно пространственное мышление: понять оцифровку трех осей, научиться масштабировать формы и комбинировать их (объединять куб с конусом, чтобы получить крышу).

Часть 1. Мешок фейлов

Но, перед тем как прийти к идее своего редактора, у меня была куча идей как "автоматизировать обучение в тинкеркаде".
О дааа, ресурсы в никуда!

Идея первая: Ассистент в мессенджере

• Логика: Я говорю: «Давай сделаем бота в мессенджере, ребёнок пишет в чат, бот подсказывает шаги!».

• Реальность: Понял, принял. Ребенок тупо забивал на общение в чате. Ему нужен виртуальный конструктор с кубиками, а не текстовый чат. Идея просуществовала месяц, пока мессенджер полностью не заблокировали)

Идея вторая: Виджет-приложение поверх Tinkercad.

• Логика: Зачем думать и писать свой 3D-движок? Сделаем виджет для браузера, который висит прямо поверх веб-версии Tinkercad и отслеживает действия ученика. Идея на миллион.

• Реальность: Головная боль в квадрате. Поверх чужого сайта делать свои надстройки — это адский геморрой. Всё сползает, не ловит клики пользователя, лагает и бесит.

Идея третья: Десктопная Electron обёртка с вшитым обходом.

• Логика: Tinkercad не открывается из России? Не беда, завернём его в десктопное приложение с обходом внутри! Мы не нарушаем никакие законы — Autodesk просто заблокировал доступ без каких-либо комментариев.

• Реальность: Когда я увидел, в какое чудовище из костылей превращается эта система, мне стало банально плохо. Ребёнок запускает программу, а там попутно еще 3 программы параллельно. Смех.

Часть 2. Техническая часть "нормальной" разработки

Стало понятно: велосипед изобретать не нужно, в опенсорсе есть нормальные решения под свободными лицензиями.

Для работы с 3D-графикой в браузере взяли Three.js: сцена, камера, свет, то, что ребёнок видит на экране. А для геометрии Manifold: булевы операции, чтобы формы можно было объединять и вырезать друг из друга без каши из дыр и зависаний. Нормальное твёрдое тело, которое потом можно утащить в STL под печать.

Архитектурно получилось так: сайт с кабинетами, уроками и облаком проектов — отдельно; сам 3D-редактор — отдельное приложение, которое открывается прямо в браузере. Ученик зашёл по ссылке и работает. Сохранение в облако, роли «ученик / учитель», классы — всё это уже платформа вокруг редактора.

Я отвечал за логику, интерфейс и педагогические сценарии: где кнопка должна быть большой, где нельзя мешанину.

Нейросети помогали с багами, генерили заготовки под нестандартные фичи и подсказывали, как так оптимизировать рендер, чтобы браузер не умер на стареньком школьном ноутбуке.

Шаг за шагом, месяц ночных сидений у мониторов после работы, редактор ожил.

Часть 3. Как заставить ребёнка работать самостоятельно: Механика «Фантомов»

Идею того, что ребенок может самостоятельно работать в 3D редакторе я никуда не отбрасывал. А наоборот, грезил ею

Любой мануал в школах 3д моделирования или программирования такой:

• ученик, повтори с доски и успокойся. Все обычно показывают текстовые ТЗ или картинку на доске. Это не мой вариант.

Мы внедрили механику фантомов. В обучающих модулях на рабочей сетке отображается полупрозрачная «тень» (фантом) той детали, которую нужно поставить.

Перед тем, как что то строить, сначала идет целый методический блок о том, что и так мы строим, подсвечиваются кнопки, что мы будем использовать, показывается части модели ( а не вся разом).

Часть 4. Что есть сейчас, результаты и куда мы летим

На сегодняшний день у нас готов полноценный рабочий веб-редактор.

Что уже работает:

• Редактор эскизов: нарисовал замкнутый контур — выдавил в твёрдое тело.

• Обычное моделирование: примитивы, группы, зеркало, отверстия, объединение, вычитание, цвет, экспорт в STL.

Библиотека готовых моделей в редакторе: механизмы, домики, животные, буквы, можно ставить на сцену и дальше дорабатывать.

• Интерактивный обучающий блок по 3D: внутри редактора есть пошаговые уроки с нуля, сценарий, где ребёнка ведут по шагам в рабочей среде.

• Облачные проекты: работы сохраняются, можно продолжить дома с того же аккаунта.

• Кабинет учителя: педагог заводит класс, видит проекты учеников, принимает работы на проверку, может оценивать.

• Готовая рабочая программа: я полностью расписал курс на 36 академических часов для школ и кружков.

Ну и финал

Для меня как для педагога весь этот путь с kidCAD — это куча ошибок, тонна ресурсов, ушедших в никуда, но в то же время прекрасный и ничем не заменимый опыт. Я просто хотел решить постоянную болячку на своих уроках, а в итоге мы собрали инструмент, который реально помогает детям делать первые самостоятельные шаги в 3D.

Проект пока полностью бесплатен и держится на моем энтузиазме. Если вы учите младшеклассников, ведёте кружок робототехники, преподаёте 3D-моделирование или у вас просто есть ребёнок, который не против попробовать себя в 3D-моделировании, просто заходите и пробуйте kidCAD.
Нам сейчас очень важен живой взгляд со стороны, критические замечания и честный фидбек.