что такое промышленный дизайн и 3d моделирование
НТСИ-SkАРТ инфо
Международный научно-технический, системно-инженерный конкурс
3-D моделирование и промышленный дизайн
3D-моделирование — это процесс создания трёхмерной модели объекта. Задача 3D-моделирования — разработать визуальный объёмный образ желаемого объекта. При этом модель может как соответствовать объектам из реального мира (автомобили, здания, ураган, астероид), так и быть полностью абстрактной (проекция четырёхмерного фрактала).
Графическое изображение трёхмерных объектов отличается тем, что включает построение геометрической проекции трёхмерной модели сцены на плоскость (например, экран компьютера) с помощью специализированных программ. Однако, с созданием и внедрением 3D-дисплеев и 3D-принтеров, трёхмерная графика не обязательно включает в себя проецирование на плоскость.
Создание 3D-моделей и промышленный дизайн, помогут вам создать уникальные элементы интерьера или воплатить свою задумку в жизнь и даже в серийное производство.
Создание 3Dмоделей, на данный момент, является самым простым способом посмотреть на изделие и изучить его характеристики в виртуальной среде, прежде чем запускать производство.
Готовую 3Д-модель можно применить для:
Промышленный дизайн — это процесс разработки внешней формы продукта, его конструкции и корректировки эргономических свойств. для последующего его производства и применения.
Любой рукотворный предмет быта, который вы найдете оглянувшись вокруг — является плодом усилий инженеров и дизайнеров разработавших его — будь то обычная шариковая ручка или системный блок вашего компьютера.
Цель промышленного дизайна — создание новых предметов и устройств облегчающих жизнь человека, а так же доработка и модернизация, давно используемых предметов быта.
Процесс создания прототипа включает в себя:
В результате работы создаются опытные образцы и определяются наиболее целесообразные средства для производства изделия.
3D МОДЕЛИРОВАНИЕ И ПРОТОТИПЫ От идеи до готового проекта
3D моделирование
Промышленный дизайн и 3D моделирование – максимально точное создание модели визуализации трехмерных объектов. С помощью 3D дизайна и моделирования можно показать форму, размер, текстуру и иные особенности устройства до запуска в производство.
Зачем это нужно?
Нередко во время разработки промышленного устройства инженеры забывают про внешний вид устройства. Между тем, приятное на вид устройство может продаваться лучше, чем более функциональное, но менее красивое.
Это дорого?
Сколько ждать?
В короткие сроки, через 1-2 недели после утверждения технического задания вы получите CAD-файлы корпуса, готовые для печати на 3D принтере или иных способов производства.
Проектирование модели устройства выполняется на основе образца, чертежей, фотографий, проекта. Мы создаем трехмерные модели объектов любой сложности, в т.ч. 3D проектирование узлов, механизмов, моделей корпуса, разработка пресс-форм и прочее.
Как всё происходит
3. После утверждения дизайна корпус устройства переносится в CAD-формат и отдается вам.
Чтобы получить консультацию по вопросам промышленного 3D моделирования отправьте заявку.
Внутренняя кухня промышленного дизайна: от эскиза до продукта в коробке
Бывает, на первой встрече клиенты говорят «нам нужна только картинка», «сэкономим на дизайне», «нам просто накинуть идею», «ой, да что там делать». Мало кто представляет себе полную картину того, что происходит на внутренней кухне дизайнера, тем более промышленного. В этой статье мы раскроем весь процесс — от первых эскизов (а даже раньше) до запуска серийного производства — и объясним, почему промдизайн — это не просто картинка.
Промдизайнер несет ответственность за будущее производство и отчасти за успешные продажи нового продукта, его работу можно сравнить с детективным расследованием. С чего все начинается?
Этап 1. Вопросы для первой встречи и запуск проекта
Заказчик приходит с идеей нового продукта или проблемой, которая возникла на этапе реализации проекта. Например: «мы пробовали сами нарисовать дизайн, но у нас не очень получилось, решили, что все-таки нужен дизайнер».
Дизайнер внимательно слушает своего клиента, задает ключевые вопросы:
Клиент удаляется с фразой «сделайте нам красиво», а дизайнер углубляется в каждое из этих пяти направлений: пользователь, продукт, производство, стиль и айдентика, конкуренты. Давайте проследим за ходом его мысли:
1.1. Пользователи. Целевая аудитория продукта
Кто будет пользоваться новым продуктом? Дети? Техногики? Пожилые люди, которым нужен очень понятный интерфейс? Из какой они страны, с каким менталитетом? Или это продукт для мирового рынка?
Культура и условия, в которых живут пользователи, задают свои рамки для продуктов, их важно учитывать. Пример: несколько лет назад мы возили с собой на выставки электроники новый VR-шлем. Внутри была виртуальная экскурсия по нашему офису и портфолио разработанных устройств. В Европе и США люди с большим интересом изучали рабочие места инженеров и наши девайсы в виртуальном пространстве, а на выставке в Дубае почти все местные посетители отказались надеть общий шлем (еще задолго до пандемии COVID-19).
Сам заказчик не всегда до конца понимает потребности пользователей своего нового продукта, т.к. ориентируется в основном на себя, своих знакомых или конкретную целевую аудиторию, с которой привык работать (но это далеко не все люди, которым может быть интересен новый продукт).
И тут снова подключается дизайнер, в процессе исследования рынка, отзывов и проведения проблемных интервью он может уточнить и расширить аудиторию потенциальных пользователей продукта.
1.2. Функции продукта и сценарии использования: где, как, для чего
На этом этапе расследования дизайнер отвечает на следующие вопросы:
Эргономика
«Взял продукт в руку, а он неудобный»
В процессе проектирования хороший дизайнер учитывает требования эргономики, т.е. обеспечивает удобное взаимодействие пользователя с продуктом в конкретных условиях: сидя или стоя в офисе, шагая по улице или даже заваривая чай.
Рисунок: основные точки для учета эргономики рабочего места.
Angus McIntyre & Mattthew, CC BY-SA 3.0
Эргономика объединяет исследования многих наук: психологии, медицины, биомеханики, антропометрии и социологии. Дизайнер адаптирует внешний вид своего изделия и его конструкцию к размерам человека и его способностям воспринимать определенные физические и психологические нагрузки. Цель эргономики – обеспечить безопасные и комфортные условия для работы и отдыха.
Пример: угол наклона сенсорного экрана в информационных панелях рассчитан на основе среднего роста людей в конкретной стране или регионе. Массовые продукты невозможно одинаково хорошо адаптировать по всем пользователям, т.к. дизайнеры ориентируются на перцентильные кривые с показателями роста, веса и других параметров. В результате получается продукт, который пригоден для около 80% людей (10% в начале и 10% в конце кривой выпадают из расчетов, поэтому «самым маленьким» и «самым большим» людям не подходит большинство серийно выпускаемых товаров).
Рисунок: основные точки для учета эргономики информационной панели
Tablet stand ergonomics by Swipespot, CC BY 2.0
1.3. Производство
Еще на этапе предварительных исследований дизайнер учитывает серийность, материалы и ограничения по бюджету проекта. Это стандартная практика DFM-подхода (design for manufacturing), о которой мы уже рассказывали в статье «Как разработать электронное устройство по принципам DFM».
1.4. Фирменный стиль и философия бренда
Если у компании-заказчика есть свой фирменный стиль, существующая продуктовая линейки и философия бренда, то у дизайнера есть готовая айдентика и стиль для работы.
Если нет — тоже хорошо, больше свободы для экспериментов.
В промдизайне работает форма, ощущение веса предмета, фактура и цвет. Учитывается не только психология цвета, т.е. влияние на эмоции пользователя, но еще и сценарии использования устройства (цвет как подсказка для пользователя).
Вы наверняка видели у дизайнеров этот разноцветный веер, если заказывали мебель или материалы для дома. Почему физическая палитра все еще используется? Дело в том, что экраны компьютеров и смартфонов будут по-разному отображать один и тот же цвет из-за разной калибровки и цветовых профилей. А цвета на бумажной палитре будут одинаковы в любой точке мира: и дизайнер, и клиент смогут сослаться на конкретный цвет при личной или онлайн-встрече.
Помимо общих принципов компании — ее фирменного стиля и айдентики — на проект влияет и сам заказчик, его личные предпочтения. На первой встрече мы позволили ему свободно высказать любые, даже самые смелые, идеи и пожелания. На этапе разбора эскизов мы будем работать с этими ожиданиями: знакомить с референсами, т.е. аналогичными продуктами других компаний или прототипами из других сфер, которые возьмем в качестве основы своего дизайна. Например, при разработке корпуса роутера для яхты дизайнер может использовать в качестве прототипа форму тела морских животных.
Начинающие дизайнеры часто сталкиваются с внутренним сопротивлением, когда их вкус не совпадает со вкусом заказчика. Появляется чувство соперничества. Но с опытом приходит уверенность в своих силах: хороший дизайнер не идет на конфронтацию с клиентом, а становится его союзником в решении задач на проекте. Когда вы с клиентом по одну сторону баррикад, все меняется: вы не спорите о цветах и формах, о личных предпочтениях, а фокусируетесь на бизнес-целях и обсуждаете, как те или иные решения могут повлиять на результаты проекта.
Например: «мы, конечно, можем сделать эту кнопку розовой, а эту зеленой, но анализ доступных технологий и сценариев использования продуктов показывает, что эти кнопки можно реализовать не физически, а программно — на тачскрине».
1.5. Конкуренты
Этап 2. Техническое задание
По результатам исследований можно готовить техзадание (ТЗ), в котором будут указаны эксплуатационные, технические и эстетические требования к изделию. Для создания конкурентоспособного продукта они должны быть на уровне или выше рыночных аналогов. Как правило, ТЗ составляется вместе с заказчиком, с учетом его пожеланий.
Этап 3. Поиск идеи и разработка концепции
Итак, мы на первом этапе мы провели исследование, на втором — составили ТЗ, и только сейчас дизайнер будет делать первые эскизы.
Вопреки ожиданиям некоторых клиентов, дизайнер — не принтер, он не может после первой же встречи отрисовать два цветных листа A4 за 10 минут.
Представьте: перед вами чистый лист, на котором нужно изобразить идеи для нового продукта. В вашей голове собраны сотни аналогов и прототипов, вы хорошо разбираетесь в теме, есть понимание тенденций рынка. И все же. Пройдет не один час и не один день, прежде чем в стопке сделанных эскизов появятся те, что вы представите на встрече заказчику, предварительно проработав цвет и тени.
Рисунок: примеры эскизов нового продукта — эхолота для рыбалки
В ходе эскизирования дизайнер вооружается не только своими исследованиями рынка и пожеланиями заказчика, но также интересными идеями из других сфер, пусть даже самых далеких. Это может быть техника, природа, архитектура, декоративные изделия, искусство
В процессе эскизирования рождается значительно больше идей, чем в процессе наблюдения или сбора информации. Быстрые наброски помогают понять направление, размеры продукта, лучше представить его в работе. Уже на этом этапе, как ни странно, мы выбираем материалы для корпуса. Так мы сможем эскизировать с учетом физических свойств материала, рассчитывая на дальнейшее производство прототипа и запуск серии.
В итоге заказчик увидит два-три варианта — понятные, красочные, но совсем не за 10 минут «напечатанные».
Цель разбора первых эскизов — отобрать вместе с клиентом лучшие решения для дальнейшей проработки.
Этап 4. Создаем трехмерную модель устройства
На фото: трехмерное моделирование на основе утвержденной дизайн-концепции
3D-модель помогает и дизайнеру, и заказчику визуализировать идею более детально, перевести ее с плоского листа в трехмерное пространство.
Бывает, что идея, которая казалась идеально проработанной в карандаше, на стадии моделирования оказывается не такой уж удачной и требует доработки.
3D-моделирование и последующая визуализация проекта – своего рода мостики между дизайнером и аудиторией.
Этап 5. Разрабатываем конструкцию
Готовую 3D-модель дизайнер отправляет конструктору. Теперь в команде работает как минимум три человека: дизайнер, конструктор и инженер. Задача инженера — предоставить всю информацию об аппаратной начинке устройства: точные габариты печатной платы, требования к вентиляции и т.п.
Взрыв-схема корпуса рации — так выглядит готовая конструкция корпуса с учетом вкладных деталей и других компонентов
На этом этапе важно реализовать авторский надзор, т.е. контролировать процесс разработки конструкции, чтобы не исказить внешний вид продукта. Дело в том, что при подготовке устройства к производству конструктор учитывает ограничения технологических процессов: закладывает определенные углы для отливки пластика в пресс-форме, продумывает стыки деталей и линии разъема формы, может добавить ребра жесткости внутри корпуса, чтобы обеспечить необходимую прочность. Все эти манипуляции подробно описаны в двух статьях:
Не всякий заказчик любит копаться в начинке своего продукта. Задача дизайнера и конструктора — презентовать готовое решение и объяснить, как все работает внутри корпуса.
Этап 6. Визуализация, создаем фотореалистичный рендер продукта
Визуализация (рендеринг) позволяет получить фотореалистичные изображение будущего продукта и во всех деталях изучить его цвет и материалы еще до создания прототипа и запуска производства.
Еще одна задача рендера — демонстрация продукта потребителям или инвесторам. Презентабельная картинка формирует интерес и доверие будущих покупателей, повышает вероятность успешных продаж или инвестиций.
Этап 7. Производство прототипа устройства
На фото: на переднем плане — прототип корпуса эхолота, выращенный в 3D-принтере, на заднем плане — готовое изделие, изготовленный методом трехкомпонентного литья
Итак, выходим на финишную прямую — создаем прототип устройства и готовим продукт к производству. Мы уже рассказывали о преимуществах и недостатках разных техпроцессов в статье «Прототип корпуса для электроники: вырастить или фрезеровать», поэтому в этот раз отметим только ключевые вопросы, которые обсуждает проектная команда при изучении полученного образца:
Этап 8. Запускаем производство
Круг замкнулся, мы перешли на этап запуска конвейера, которой был подробно описан в прошлой статье «Корпус для электронного устройства: как его разработать и произвести в Китае».
Успешный запуск серийного производства — это результат работы промышленного дизайнера, который, конечно же, невозможен без поддержки его коллег, конструкторов, инженеров, технологов по производству и менеджера проектов, который следил за сроками и слаженной работой всей этой команды.
Итак, у вас готовый серийный продукт в коробке. Дело раскрыто! Как пишет в своих популярных книгах о дизайне Ральф Каплан: «Думать о дизайне сложно, но не думать о нем еще хуже: последствия могут быть катастрофическими».
Искусственный интеллект и минимум отходов: тренды промышленного дизайна
Об эксперте: Владимир Пирожков — дизайнер, почетный член Российской академии художеств. Разработчик автомобилей Toyota и Citroen. Основатель и президент Инжинирингового центра «Кинетика», который работает над проектами в сфере машиностроения.
Что такое промышленный дизайн
Все материальные предметы, произведенные людьми на фабриках и заводах, — это объекты промышленного дизайна. К ним относят почти все вещи, которые мы видим каждый день, — от автомобилей, мостов, самолетов до смартфонов и зубных щеток.
Главная задача промышленного дизайна — сделать эти предметы функциональными и привлекательными внешне, чтобы люди хотели отдать за них деньги. Например, поэтому производители смартфонов не просто выпускают устройства, с помощью которых можно звонить и сидеть в интернете, а разрабатывают несколько вариантов цветов, продумывают форму корпуса.
В индустриальном дизайне существует пирамида профессионализма. На ее вершине — автомобильная сфера. Во-первых, авто — концентрация почти всех промышленных изделий, от часов до мебели, на которой мы сидим во время поездки. Во-вторых, машины должны быть универсальными. Автомобильные компании делают их такими, чтобы китаянке ростом 1,5 м и американскому баскетболисту ростом 2 м было удобно ездить на одной и той же модели.
Яркий пример того, как промышленный дизайн помог выделить один продукт среди множества других, — бренд Apple. До появления iPhone кнопки на телефонах были аналоговыми, то есть физическими. Они располагались непосредственно на корпусе, а их количество ограничивалось размером устройства. Такой вариант предлагал в том числе Nokia — популярный в те времена бренд. Но вот вышел iPhone с цифровыми кнопками, которые находились на разных виртуальных экранах. Их было больше, но при этом они не занимали места на корпусе — пользоваться телефоном стало удобнее. Теперь у людей чаще можно увидеть смартфоны Apple, чем Nokia.
Тренды промышленного дизайна
Генеративность
Генеративный дизайн возник с развитием искусственного интеллекта. При таком подходе разрабатывать новые проекты и решения человеку помогают программы.
Дизайнер формирует задачу, задает характеристики продукта, который нужно получить. Искусственный интеллект генерирует и визуализирует решения, объекты. Дизайнеру остается выбрать наиболее удачные варианты и при необходимости скорректировать их.
Главное преимущество генеративного дизайна — оптимизация производственных процессов. В производстве самолетов искусственный интеллект помогает уменьшить вес изделия за счет изменения деталей, не влияющих на скорость полета и надежность конструкции. Например, кронштейнов, на которые крепятся отделения для ручной клади. Программа предложит сделать их полыми, чтобы уменьшить вес самолета в целом.
От редакции: Такой подход используют многие компании. Например, летом 2017 года Nutella выпустила 7 млн банок шоколадной пасты с уникальным рисунком на каждой. Их сгенерировали с помощью алгоритма, который комбинировал цвета и графические шаблоны.
Программа AutoDesk Within Medical помогает создавать костные импланты, которые повторяют пористую шероховатую структуру настоящих костей.
Минимум отходов
Современные промышленные дизайнеры пытаются создавать новые продукты с минимальными затратами ресурсов, сокращать производственные отходы.
Скульптор и художник эпохи Возрождения Микеланджело Буонарроти говорил: «Я видел ангела в куске мрамора. И резал камень, пока не освободил его». Так же были устроены технологии производства. Токарные станки срезали заготовку, пока не получалась нужная форма. Оставалось много мрамора, стружки и других отходов.
Сегодня компании стремятся к тому, чтобы как можно больше ресурсов было использовано в производстве и как можно меньше становилось мусором. В программе легко задать нужную форму и распечатать объект на 3D-принтере — никаких обрезков и стружки.
Причем изготовить можно вообще все, что удалось придумать, а не только то, для чего приспособлен токарный станок. Если дизайнер знает, как работает принтер, то легко распечатает даже гамбургер с идеальным соотношением хлеба, мяса и соуса.
Кастомизация
В эпоху изобилия товаров и услуг мы понимаем, что дорогой ноутбук или автомобиль не делает нас особенными. Но нам все еще важно быть индивидуальностями, отличаться от других людей.
Промышленный дизайн предлагает решение — кастомизацию. Это возможность адаптировать продукт под предпочтения каждого отдельного покупателя. Например, на свой смартфон вы можете надеть золотой чехол с бриллиантами — и он уже будет немного отличаться от миллионов других смартфонов.
Антитренды промышленного дизайна
В промышленном дизайне есть два вида антитрендов:
К первой категории относятся, например, старые модели автомобилей. В контексте своего времени это был качественный удобный транспорт, но сейчас нет смысла ездить на старом Porsche 1950 года. Его можно поставить в гараж и любоваться им как коллекционным предметом. Но использовать по назначению лучше современные модели автомобилей.
Пример антитренда из второй категории — сверхзвуковые самолеты Ту-144. В 1965 году они опередили свое время, но тогда такие технологии были неактуальны, поэтому производство вскоре закрыли.
Как развивается промышленный дизайн в России и в мире
Тренды и направления развития в промышленном дизайне задают США, Великобритания, Германия, Норвегия, Швеция. В этих странах запускается много стартапов в разных сферах. Они генерируют новые идеи, теории, решения, которые затем используют и адаптируют другие страны.
Китай преуспевает в разработке бытовых решений для повседневной жизни — начиная с кухонных мелочей и заканчивая системой банков.
В России промышленный дизайн развивается не так быстро, как за рубежом. Здесь принят консервативный подход — местные производства, особенно локальные в небольших городах, не стремятся менять технологии изготовления продуктов.
Как стать хорошим промышленным дизайнером
В России открыто 76 факультетов промышленного дизайна. Самые популярные вузы:
Если в других областях дизайна можно пройти курсы, освоить навыки по видео и статьям в интернете, то в промышленной сфере высшее образование более важно. Специалист должен знать, как устроено производственное оборудование и какие идеи можно реализовать на том или ином предприятии с инженерной точки зрения.
Что еще нужно уметь промышленному дизайнеру:
Специалисту важно не только ориентироваться в трендах, но и предсказывать их. Сделать автомобиль более удобным, поменять цвет корпуса — значит чувствовать тенденции. Дизайнер, который умеет предсказывать их, предложит кардинально другое решение — например, придумает портал для перемещения в пространстве. Тогда автомобиль уже не будет нужен.
Промышленный дизайн развивается, появляются новые технологии и методы, которые упрощают изготовление продукта. В работе часто используют искусственный интеллект, и многие считают, что вскоре он заменит специалистов-людей. Но любой программой нужно управлять, поэтому профессия дизайнера все еще остается актуальной.
От редакции: Материал подготовлен при поддержке проекта «Лифт в будущее». Это всероссийская программа профориентации, которая дает школьникам и студентам доступ к образовательным курсам и помогает найти первую работу.