书名：趣学3D One——青少年三维创意与设计
ISBN：978-7-115-57606-4
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主 编 王增福 岳宗海
责任编辑 李永涛
人民邮电出版社出版发行 北京市丰台区成寿寺路11号
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3D One是STEM教育主打的一款3D设计软件，它界面简洁、功能强大、操作简单，非常适合中小学开设3D创意设计课程。
本书分为5篇，包括基础理论、3D建模基础、3D建模提高、3D创意设计和3D打印，详细介绍了3D One建模过程中的基本操作、3D创意设计和3D打印的方法。本书以案例为基础，通过案例的制作带动知识点的讲解，介绍3D One中各种命令和工具的使用方法。
本书可以帮助初学者快速入门3D One，适合中小学生学习，可以作为学校兴趣小组的教材，也可以用作教师课堂教学和初学者的参考书。
近几年创新教育浪潮席卷全国，各学校纷纷开展创客类创意课程。三维创意设计作为STEM课程系统的核心之一，能全面锻炼和提高学生在立体空间方面的想象力、创造力、思维力，增长学生的见识，开阔学生的眼界，促进学生对其他学科的学习理解，且开课门槛较低，受到中小学的青睐。
2018年发布的《普通高中课程方案和语文等学科课程标准（2017年版）》正式将三维创意设计纳入课程标准。广东、山东、江苏、湖南等多省也先后将三维创意设计写入中小学的信息技术、通用技术、综合实践、劳动技术教材中，要求开展三维创意设计教育。
2021年1月，江西省教育厅发布了《关于进一步推进初中学业水平考试和学生综合素质评价改革的通知》，新增了考试科目——信息技术，三维创意设计相关的信息素养也包含在考核之中。随着教育的深入改革，以三维创意设计为代表的信息素养，或将被越来越多的省份纳入各地初中学业水平考试中。
王增福老师这本著作在很大程度上可以作为三维创意设计爱好者的入门指导书，是中小学教师开设三维创意设计课程的“帮手”！
王增福老师是山东创客教育专家库成员，也是i3D One青少年三维创意社区官方认证的创客导师。王老师分享至i3D One青少年三维创意社区平台的原创三维设计教学课件，一直广受社区三维创意设计爱好者的好评，学习人次超过100万。王老师在2018年出版的《趣学3D One——青少年三维创意与设计》受到普遍关注，系该年创新教育三维设计类畅销书之一。时隔3年，通过总结课堂实践经验，王老师推出该书的第2版，为创新教育实践者提供有力支持。
收到王老师的样稿时，我们仔细阅读，发现本书有几大亮点，非常具有实践意义。第一，紧扣“巧”设计主题，以趣味案例带动知识点讲解；第二，每个案例课后留有探索、思考空间；第三，通过理论讲解和案例制作，在实践操作阶段能够引导初学者独立完成作品创新；第四，适合中小学兴趣小组、教师课堂教学和个人初学者使用。当中的亮点还需读者慢慢探索，此处不展开介绍。
《师说》所言：“古之学者必有师，师者，所以传道受业解惑也。”但在创新教育STEM重新定义诠释下，现在的教师也不再是充当“传道、受业、解惑”的单一角色，而是更多地扮演“组织者”“指导者”“促进者”。王老师在繁忙的教学工作之外，不断整理和分享自己的实践心得，汇集成书，非常不易。帮助广大三维创意设计爱好者学有所成，我们相信这是王老师写书的最终目的。
i3D One全国青少年三维创意社区
2021年7月
随着社会的进步、现代信息技术教育的发展，特别是最近两年人工智能和STEM教育的发展，3D对我们来说已经不再陌生。作为STEM项目之一的3D创意设计及3D打印已经进入中小学信息技术的课堂。
本书内容分为5篇，共30课，主要内容介绍如下。
从课程环节设计上来看，3D建模基础篇和3D建模提高篇都是按学习目标、学习难点、模型介绍、模型制作巧设计和小小设计家进行编排的。学习目标主要是每一课所要达到的教学程度；学习难点是每一课中相对来说比较难掌握的知识点；模型介绍是对每一课所要制作的模型的介绍；模型制作巧设计是每一课的重点部分，主要介绍模型的设计制作方法；小小设计家是从想一想、画一画、写一写和评一评4个方面与初学者进行互动，在互动中让初学者学会思考问题、解决问题，培养初学者独立设计、制作的动手能力。
总之，本书从整体上来说是以案例为基础，通过案例的制作带动知识点的讲解，介绍3D One中各种命令和工具的使用方法。除此之外，本书还有一个特点就是操作过程中每课应该注意的问题都配有“操作提示”，它主要是对操作过程中遇到的不易理解的问题进行解读。
非常感谢i3D One青少年三维创意社区蒋礼、钟娴薇、钟嘉怡、陈思霓和林山等5位老师，他们在本书编写过程中对本书内容结构设计和在技术层面上提供了很多帮助和支持。
为了丰富设计效果，本书引用了i3D One青少年三维创意社区主编兔子老师提供的“豌豌+豆豆”表情素材，该素材版权归i3D One青少年三维创意社区所有，也由衷地感谢兔子老师。
由于编者水平有限，书中难免存在不妥之处，希望大家给予指导，同时也欢迎大家批评指正。
编者
2021年7月
本篇主要讲解3D One相关的基础理论，本部分重点倾向于基础理论学习，主要包括认识3D、i3D One青少年三维创意社区、初识3D One和视图操作等4部分教学内容。
课程内容框架结构如下。
从每课的课程内容上来看，本篇主要分为学习目标、学习难点、探索新知和课后说一说这几个模块。特别是探索新知这部分内容，为了使每课的理论知识清晰有条理，按照活动的方式进行编排。
课题内容框架结构如下。
（1）知道什么是3D。
（2）了解学习3D的重要性。
（3）了解3D建模设计软件。
学习3D对青少年有哪些帮助。
随着教育信息化的发展，众创空间、STEM教育和创客教育等新教育模式应运而生，其中3D打印就是新教育模式下中小学课堂教学的一门课程。
作为一门新的课程，其中的3D是什么意思，中小学课堂教学为什么要学习3D呢？本课就让我们一起走进3D世界去认识3D吧！
3D就是三维，即有长度、宽度和高度，具有三维空间。换句话说，3D是空间的概念，是由x、y、z这3个坐标轴组成的空间，是相对于只有长和宽的平面（2D平面）而言的，如图1-1所示。
图1-1
本书所说的3D是指利用计算机中的3D软件制作出的数字化的虚拟三维立体模型，如图1-2所示。
图1-2
3D课程的开设不仅能够激发学生学习的兴趣，还可以培养学生的空间想象力和3D创新意识。3D创意设计具有以下优势。
3D模型本身就是一个虚拟的数字化的三维空间，在学习过程中能够使学生的空间意识逐步从二维平面（平面化）向三维空间（立体化）转化，如图1-3所示，逐渐强化学生的三维空间意识。
图1-3
3D建模是将数学、技术、科学和艺术等融合为一体的跨学科的课程，对学生来说是一门新课程。
学生在3D建模过程中，从审美的角度去构思设计模型，通过计算得到所设计模型的尺寸大小和比例关系，如图1-4所示，然后使用3D建模软件去制作模型。
图1-4
3D建模本身就是一门趣味性较强的学科，学生通过对3D建模软件的学习，在学习过程中结合相关的操作方法和技巧，就可以像搭积木一样设计、制作出自己喜欢的东西，如图1-5所示。这样就能够激发学生学习的兴趣。
图1-5
3D建模的核心理念就是搭建和创新，在3D建模学习过程中主要对学生发散性思维创造进行启发与引导。学生在设计模型时，可以借鉴生活当中的东西，然后充分发挥丰富的想象力进行创新，设计出有创意、有个性的3D作品。
如字母A抽拉式书立，如图1-6所示。该作品主要分为支架和书立，支架内部带有滑动的与书立挡板下端相吻合的卡槽，不用时将书立挡板抽出平放在卡槽中，使用时将书立挡板从卡槽中取出，再将书立挡板下端部位放入卡槽中。
图1-6
这就要求学生在设计与制作作品时培养创新意识，使自己的3D创意设计水平不断提高。
3D设计软件是学习3D的主要工具。目前关于3D 模型的设计软件有很多，其中常见的有3ds Max、Cinema 4D、SketchUp、Maya、ZBrush、Blender和中望3D推出的3D One等。
这些3D设计软件无论从功能上还是操作特点上，都各有所长。如3ds Max、Cinema 4D、Maya和Blender主要用于建筑装修设计、影视特效设计、游戏设计和动画设计等；SketchUp主要用于景观设计、建筑设计、室内设计和工业设计；ZBrush主要用于雕刻，这些软件相对来说比较专业，从学习者的领域来说比较适合成年人学习。
中望3D推出的3D One是一款专为青少年素质教育开发打造的3D设计软件，该软件界面简洁、功能强大、操作简单、易上手，在3D建模过程中通过搭积木的形式让初学者使用简单的功能快速搭建出自己的模型作品，如图1-7所示。
图1-7
（1）谈谈你是怎样理解3D的。
（2）说一说2D和3D有什么区别。
（3）简单叙述学习3D的重要性，除此之外你还认为哪方面很重要？
（1）利用网络检索i3D One青少年三维创意社区。
（2）认识i3D One青少年三维创意社区。
（3）掌握赚取豌豆和创意值的方法。
（4）学会在i3D One青少年三维创意社区注册账号。
利用i3D One青少年三维创意社区学习3D One。
我们要想学习3D One，首先就要了解i3D One青少年三维创意社区，因为该社区不仅能让初学者欣赏优秀的模型，更重要的是还能学习一些来自全国各地的一线教师和3D专家提供的优秀课件和案例视频教程。
用搜索引擎搜索“3D One”或“青少年三维创意社区”，然后打开“i3D One青少年三维创意社区”官网，如图2-1所示。
图2-1
i3D One青少年三维创意社区主要包含作品天地、3D部落、创客课堂、大赛活动、奖品中心等栏目，下面简要介绍部分栏目所包含的功能。
（1）作品天地：该栏目中主要包括“所有模型”和“模型商店”，其中“所有模型”主要是教师和学生上传的3D作品，在这里我们可以通过每期的“精选模型”免费下载优秀模型，如图2-2所示，注意过期的精选模型不能免费下载。
图2-2
同时，可欣赏不同学段的老师和学生的优秀作品，如图2-3所示，也可以下载自己喜欢的作品，注意下载作品模型是需要使用“豌豆”的。
图2-3
（2）创客课堂：在这里i3D One青少年三维创意社区为我们提供了“课程中心”“培训中心”“教材书籍”“资讯案例”等内容。
图2-4
图2-5
（3）奖品中心：奖品中心主要包括“勋章馆”和“我的奖品”。根据你上传的作品获得的优秀数量、空间的关注度等可以到“勋章馆”领取属于自己的勋章，如图2-6所示。
图2-6
“奖品中心”有社区准备的丰富多彩、多种多样的奖品，如图2-7所示，我们可以通过上传作品到社区赚取“豌豆”，当“豌豆”达到一定数量时，我们就可以在这里兑换自己喜欢的奖品了。
图2-7
i3D One青少年三维创意社区不仅提供了“豌豆”，还提供了“创意值”来激励初学者学习3D One。那么初学者怎样在社区赚取“豌豆”和“创意值”呢？
初学者赚取“豌豆”和“创意值”的渠道主要有以下几个。
“豌豆和创意值”的具体获取方法如表2-1所示。
表2-1
| 用户行为 |
豌豆 |
创意值 |
||
|---|---|---|---|---|
| 内 容 贡 献 |
上传一张图纸 |
优秀 |
+20 |
+20 |
| 良好 |
+15 |
+15 |
||
| 合格 |
+8 |
+8 |
||
| 鼓励 |
+3 |
+3 |
||
| 图纸被下载 |
优秀 |
+10 |
— |
|
| 良好 |
+8 |
— |
||
| 合格 |
+4 |
— |
||
| 鼓励 |
+2 |
— |
||
| 下载图纸 |
优秀 |
−20 |
— |
|
| 良好 |
−15 |
— |
||
| 合格 |
−8 |
— |
||
| 鼓励 |
−3 |
— |
||
| 课件审核通过 |
100～600不等 |
+50 |
||
| 课件/视频被下载 |
奖励所需豌豆的70% |
— |
||
| 下载课件/视频 |
根据资源标价 |
— |
||
| 参加线上活动 |
+5 |
+10 |
||
| 参加线下活动 |
豌豆券 |
— |
||
| 社 区 行 为 |
首次登录 |
+10 |
+10 |
|
| 完善个人资料 |
+10 |
+10 |
||
| 安全认证 |
手机认证 |
+10 |
+10 |
|
| 邮箱认证 |
+5 |
+5 |
||
| 连续7天登录抽奖 |
2～20不等 |
— |
||
| 每日个人中心签到 |
+2 |
+6 |
||
| 评论/赞/收藏 |
+2 |
+2 |
||
| 精华回复（在线问答） |
+3 |
+3 |
||
| 首次登录社区App |
+10 |
— |
||
| 在社区App中摇一摇 |
3～10不等 |
— |
||
| 用社区App分享一张图纸 |
+2 |
+5 |
||
我们了解了i3D One青少年三维创意社区后，要想在社区中上传自己的作品，或者想下载优秀的模型和视频、想在“奖品中心”兑换自己喜欢的礼品、想拥有属于自己的空间，就需要注册一个属于自己的账号。
注册账号的操作步骤如下。
1.单击i3D One “青少年三维创意社区”官网右上角的“注册”按钮，如图2-8所示。
图2-8
2.选择自己的身份。在这里有学生和老师两个身份，我们在注册前要选择自己的身份，如果是学生就选择“我是学生”，如果是老师就选择“我是老师”，如图2-9所示。
图2-9
3.在弹出的注册页面中填写相应的个人信息。注册表中的个人信息主要包括邮箱地址或手机号码、密码、学校、昵称等，当然也可以使用其他方式快速注册，如图2-10所示。
图2-10
操作提示
注册账号时需注意以下几点。
（1）使用常用的邮箱地址或者手机号进行注册。
（2）密码一般是字母加数字，不要设置得过于复杂，要容易记住。
（3）关于学生账号注册，教师可以进入个人空间通过“我的学校—学校管理—申请批量注册学生账户”进行批量注册。
（1）进入i3D One青少年三维创意社区有哪些方法？
（2）i3D One青少年三维创意社区主要用来做什么？
（3）在i3D One青少年三维创意社区如何赚取豌豆和创意值？
（4）在i3D One青少年三维创意社区注册账号时，应该注意什么？
