3D tisk objektů vytvořených v počítačové hře Minecraft

Academic School, MŠ a ZŠ
Proces vedoucí k tisku 3D objektu vytvořeného ve hře Minecraft (v přesném 3D editoru s pixely ve tvaru krychle).
Medium
Medium-term
10–14 yrs
Verified by Prusa Team
Suitable printers: Prusa MINI / MINI+Prusa MK3/S/S+
0
3
0
513
updated December 30, 2021

Summary

PDF
Proces vedoucí k tisku 3D objektu vytvořeného ve hře Minecraft (v přesném 3D editoru s pixely ve tvaru krychle).

The focus of the target group

Proces tvorby 3D objektů v Minecraftu je otevřen žákům 1. i 2. stupně ZŠ. Těžiště práce
žáků spadá spíše do jejich volného času, koordinace může probíhat v kroužcích.


Celý projekt může proběhnout rovněž na příměstském táboře zaměřeném na 3D tisk.
V našem případě jsme se věnovali tvorbě budovy naší školy zejména na jejich vlastních
počítačích v domácím prostředí žáků, a to zejména v době epidemických covid opatření,
která žákům znemožňovala navštěvování samotné budovy školy. Využili jsme rovněž
fotografií detailů z webových stránek školy a leteckých snímků budovy školy a okolí ze
stránek mapy.cz a google.cz/maps/.


Koordinace prací na stavbě repliky školy a budov v jejím okolí probíhala v technicky
zaměřených kroužcích. Samotná stavba byla časově značně náročná a obsahovala řešení
řady technických problémů, např. fungujícího výtahu či promyšlenou volbu velikosti základní
Minecraft krychličky v reálném světě.


My jsme zvolili základní krychličku odpovídající krychli odpovídající v realitě krychli s hranou
o velikosti 1 m, z čehož plyne řada komplikací u tvorby menších objektů, např. zdí, které
nejsou ve skutečnosti u současných budov (na rozdíl např. od staveb hradů) tak široké.
Volba základní krychle o velikosti hrany v reálném světě např. jen 20 cm výrazně navýší na
jedné straně počet potřebných krychliček, ale na straně druhé umožní vykreslení daleko
jemnějších detailů stavby z použitých krychliček.


V příloze uvádíme odkazy i na architekturu významných světových budov v Minecraft pojetí.

Necessary knowledge and skills

Žáci pro samotnou tvorbu objektu v programu Minecraft (doporučujeme Minecraft Java
Edition) potřebují jen běžné stavitelské dovednosti, dále jsou potřebné obecné
dovednosti - stáhnout program pro aktuální operační systém, ověřit jeho nezávadnost
antivirovou kontrolou, nainstalovat na počítač. V případě potíží se poradit se
zkušenějšími žáky nebo najít radu ve videotutoriálech.


Pro přemostění světa Minecraft na jednom břehu a hmotných 3D výtisků na straně druhé
slouží program Jmc2Ob (je zapotřebí instalace ze stránky - http://www.jmc2obj.net/)
Pro převody souborů do jiných formátů lze využívat buď specializované nainstalované
programy, nebo nepřeberné množství webových aplikací pro konverzi formátů souborů,
které bývají snadno dohledatelné pomocí internetového vyhledávače.


Pro případné jednoduché úpravy vygenerovaných 3D objektů je vhodné využívat
jednoduchý editor Tinkercad (bez potřeby instalace, pouze registrace libovolné e-mailové
adresy na stránkách tinkercad.com se zachováním všech realizovaných projektů pro
pozdější práci s nimi pod daným účtem).


Ke konečným úpravám pro tisk je potřebný program Prusa Slicer.

Project objectives

Cílem projektu je zhmotnit objekty vytvořené v Minecraftu.


Týká se to objektů vygenerovaných samotným programem i objektů vlastní tvorby.
Lze využívat jako přesný 3D pixelový editor (např. matematických objektů fraktálové povahy, pro specializovanou budovu (hradní komplex, nákupní centrum, katedrála, zoologická zahrada, divadlo, galerie, vysněný dům), byt, pokoj.


Zhmotnění nápadu žáka spočívá ve vhodném propojení nástrojů s využitím jeho dovedností.
Volbou vhodného zvětšení při tisku a případného ořezání objektu lze docílit 3D tisku jak celku, tak i detailů jediného 3D objektu – v našem případě areálu budov, celé budovy školy, jednotlivých podlaží uříznutých např. těsně pod stropem, části patra, jedné místnosti, pouhé části místnosti.


Rozřezání či ořezání objektu je možné pohodlně i přímo v programu Prusa Slicer při samotné tvorbě .gcode souboru. Např. dům lze rozříznout vodorovně těsně pod stropem, rozříznout ho podélně či příčně v polovině svislým řezem, odříznout mu venkovní svislou zeď apod. Tisknout jednotlivá podlaží a střechu zvlášť a vytvořit rozkládací model domu.


Samozřejmě lze do vytištěného modelu zabudovat i otočné neodymové magnety pro možnost snadného složení a rozložení jednotlivých částí 3D výtisku.


Lze promyslet i možnost výměnných modulů stejných vnějších rozměrů u 3D výtisku, např. u konkrétní celé místnosti vybavené různým nábytkem apod.


Projekt může být vytvořen jednotlivcem i týmem. Při práci v týmu si žáci lépe osvojí
dovednosti komunikace, zodpovědnosti, dělby práce a tvorby a dodržování časového
harmonogramu. Nám se osvědčilo zapojení dvou významných rolí: architekt (Vojtěch Číž)
a stavbyvedoucí (Tomáš Rachůnek). Zapojilo se i dalších šest mladších žáků se stavbou
střechy, schodů, výtahu, parkoviště, vybavováním místností nábytkem, tvorbou obrazů,
obkládáním stěn, popisem cedulek apod.


Za stavbu mnoha okolních budov (bez interiérů) děkujeme hlavnímu architektovi Vojtěchu
Čížovi.

Required equipment

Běžné vybavení hráče Minecraftu, program jmc2ob pro převod objektu z Minecraftu do
formátu .obj, konvertor do formátu .stl, dobrovolně Tinkercad pro úpravy netisknutelných
částí objektu, program Průša Slicer pro snadné řezy objektu a nastavení potřebných
parametrů pro tisk 3D modelu ve formátu .gcode.
Volba barev filamentu záleží na požadavcích a možnostech tvůrců. Dlouhodobě se nám
osvědčují filamenty PLA od výrobce Plasty Mladeč v širokém barevném spektru.
https://www.filament-pm.cz/pla-1-kg
Potřeba je samozřejmě rovněž funkční 3D tiskárna.

3D modeling

Project time schedule

Čas se dělí na:
 samotnou Minecraft stavbu
 tvorbu 3D objektu, převod formátu objektu pro 3D tisk
 samotný 3D tisk


Ta první část záleží na rozsáhlosti objektu, může být na dvacet minut, ale i řadu dnů či
týdnů, část pro tvorbu 3D objektu a převody formátů zabere včetně instalace
potřebných programů a seznámení se s nimi cca hodinu až dvě.
Samotný tisk může zabrat podle nastavení parametrů tisku a velikosti objektu od hodiny po
několik (i desítek) hodin.


Pro představu celá budova naší školy včetně detailů interiéru uvnitř zabrala necelých sedm
hodin tisku.


Prusa Slicer však uvádí pro konkrétní nastavení parametrů vždy dobu tisku při samotném
vytváření souboru pro 3D tiskárnu ve formátu .gcode.
Při nevyhovující době tisku lze tedy měnit tiskové parametry k dosažení snesitelného
kompromisu ještě před samotným tiskem.


Obecně nám vysoké vrstvy tisku 0,3 mm při testování možností tisku nového objektu
zpravidla plně dostačují. K menším vrstvám tisku (časově daleko náročnějším) přistupujeme
jen u některých výtisků, a to až po doladění všech technických detailů výtisku.

Workflow

  • Minecraft
    • vytvoření objektu
      • pro zjednodušení tvorby slouží nástrojena kopírování a úpravu staveb
        • pro singleplayer ... MCEdit
        • pro multiplayer ... World Edit
    • uložení světa do určené složky na disk počítačenebo plochu
      • (u singleplayeru %appdata% … .minecraft … saves)
      • multiplayer ...sekcezálohy
  • Jmc2Ob
    • (zapotřebí instalace - http://www.jmc2obj.net/)
    • otevře se složka s uloženým světem zMinecraftu
    • load
    • označení oblastina mapě pro tvorbu 3D objektu
    • export (ve formátu .obj) (2 x)
  • convert z formátu.obj na .stl (např. https://anyconv.com/obj-to-stl-converter/ )
  • PrusaSlicer(nastavení parametrů tisku a převodformátu na .gcodepro 3D tiskárnu)
ŽákUčitel
Tvoří objektv Minecraftu ručně.

Určí koordinátora z řad žáků, který celýmprocesem již sám

zdárně prošel.

Tvoří objektv Minecraftu

pomocí MCEdit nebo Word Edit (tutoetapu lze přeskočit).

 
Stahuje a instaluje jmc2ob(http://www.jmc2obj.net/). 
Označuje oblastv Minecraftu protvorbu 3D objektu. 
  

Convertuje soubor z .obj na .stl

(např. https://anyconv.com/obj-to-stl-converter/ ).

 

Upravuje vytvořený objekt jako svůjprojekt (jeden

z mnoha uložených a kdykoliv dostupných pro další úpravy) na stránkách Tinkercad.com a ukládá ve formátu

.stl pro program PrusaSlicer

 

Tutoriály pro výrobu pizzy v Tinkercadu: https://www.youtube.com/watch?v=gPjcMgvUSlg https://www.youtube.com/watch?v=Prfg1I3FhPk

 

Tutoriál pro výrobu robota v Tinkercadu: https://www.youtube.com/watch?v=TjCZqR3oIRY

 

Tinkercad 3D modelování od IT STEP

(celkem 55 minut, stačí sledovat od 15:29 – vhodné pro samouky)

https://youtu.be/U_Klc3GHIX4?t=929

 
  
Upravuje objekt ve formátu .stl v programu Prusa Slicer (nastavení parametrů tisku) a ukládá ve formátu .gcode protiskárnu (na přenosnou SD kartu)

Radí s nastavením parametrů pro tiskárnu (velikost objektu, vhodné otočení objektu, límec, podpěry, optimální hustota výplně, výška vrstvy apod.), aby byltisk realizovatelný, a to

v reálném čase a za rozumnou cenu.

 

Poradí případně s rozdělením objektu na více objektů prosamostatný tisk a pozdější spojení lepením nebo pomocí zámků.

 

Poradí v případě vícebarevného tisku s vhodnými postupy

  
Vytisknutí 3D modelu, analýza procesu, návrhy pro další vylepšení a optimalizaci procesupro další tisk. 

Každý další vydařený typ 3D výtisku je další schod na schodišti vedoucím k 3D tiskaři. Nutno podotknout, že se nutně v procesu 3D tvorby a 3D tisku objeví i řada slepýchuliček, které k cíli bohužel nevedou. Takto

„promarněný“ čas nebude sice nikde vidět, ale zkušenosti s ním spojené budou šetřit čas v budoucnu.

 

 

Zhodnocení projektu:

Projekt Minecraft stavby celého areálu budov v okolí naší školy, věrné repliky budovy školy, tvorby Minecraft minihry včetně pronájmu nonstop veřejně dostupného serveru a zprůchodnění cesty od virtuálních objektů Minecraft světa k hmotnému 3D výtisku určenému na stůl v ředitelněči na pracovní stoly žáků považujeme za velmizdařilý.

Zhmotňování objektů ze světa Minecraft považujeme za kouzlo, které otevírá cestu k další Minecraft tvorbě i našich dalších žáků. Již jsme u našich žáků měli možnost vidět do detailů velmi propracované moderní vily, nákupní centra, zoologické zahrady, nádraží, hradní komplexy, podmořskédomy a řadu automatizovaných továren.

Možnost zhmotnitsvé myšlenky pomocí3D tisku dávajívšem těmto činnostem, kterým žáci věnujídesítky hodin svého volného času novou dimenzi.

Artefakt vytisknutý na 3D tiskárněje snadno sdělitelným a srozumitelným svědectvím o vnitřní tvůrčí aktivitě žáků, které pro své další působení už nepotřebuje žádný další program, připojení k internetu, a dokonce už ani žádnou elektrickou energii.

Authors

Tomáš Rachůnek (7. třída), Vojtěch Číž (9. třída), Mgr. František Horňák

Model origin

The author hasn't provided the model origin yet.

License