- Případová studie
Haptické modely: Jak 3D tisk rozšířil svět dětských knih pro nevidomé
Jak přiblížit dětem se zrakovým postižením ilustrace, které si běžný čtenář jednoduše prohlédne? Ve spolupráci s autorkou dětských knih Markétou Vítkovou a za podpory Laboratoře Nadace Vodafone jsme vytvořili sadu 3D tištěných haptických modelů inspirovaných jejími knihami. Projekt ukázal nejen možnosti 3D tisku, ale také důležitost testování přímo s lidmi, kterým mají výsledné pomůcky sloužit.
Klient
Markéta Vítková, Laboratoř Nadace Vodafone
Oblast
vzdělávání, přístupnost
Rok
2022
Výsledek
volně dostupná kolekce haptických modelů na Printables.com
Když obrázek nestačí popsat slovy
Hmatové knihy umožňují nevidomým dětem vnímat ilustrace prostřednictvím reliéfů a různých materiálů. Jejich výroba je však náročná, drahá a obtížně škálovatelná. Projekt proto hledal způsob, jak zážitek z knih rozšířit pomocí digitální výroby.
Od reliéfu k samostatným objektům
Původním záměrem bylo tisknout reliéfní ilustrace přímo na 3D tiskárně. Testování ale ukázalo, že jednotlivé tiskové vrstvy narušují plynulost tvarů a při hmatovém čtení mohou působit rušivě. Řešením se staly plnohodnotné prostorové objekty.
Ověřeno nevidomými uživateli
Modely jsme netestovali pouze technicky. Celou kolekci posoudili nevidomí průvodci z pražské Neviditelné výstavy, kteří ověřili jejich bezpečnost, srozumitelnost i vhodnou míru detailu.
Modely dostupné celé komunitě
Hotové soubory jsme zveřejnili na platformě Printables.com. Vytisknout si je tak mohou rodiny, školy, knihovny i členové 3D tiskařské komunity a pomoci je zpřístupnit lidem, kteří vlastní tiskárnu nemají.
Jak zpřístupnit ilustrace nevidomým dětem
Knihy pro nevidomé a slabozraké čtenáře existují dlouhou dobu, jejich výroba je ale výrazně složitější než u běžných publikací. Samotný text lze převést do Braillova písma, u ilustrací však nastává mnohem větší problém.
Haptické knihy proto často kombinují různé materiály, struktury a tvary, aby dotykem co nejlépe připomínaly skutečné vlastnosti vyobrazených předmětů. Používá se například textil, papír, dřevo nebo plasty. Výsledné ilustrace mohou být velmi působivé a dobře srozumitelné, jejich výroba je ale založena na časově náročné ruční práci.
Náklady na jeden titul tak mohou několikanásobně překročit jeho prodejní cenu a většina podobných knih vzniká pouze v malých sériích za pomoci dotací. Oproti běžné literatuře je proto nabídka titulů pro zrakově postižené čtenáře velmi omezená.
Autorka dětských knih Markéta Vítková se rozhodla hledat cestu, jak dětem nabídnout více možností. Společně s Laboratoří Nadace Vodafone, která projekt podpořila, se obrátila na PrusaLab s otázkou, zda by část výroby nebylo možné zjednodušit pomocí 3D tisku.
Experiment s reliéfy a změna směru
Prvním nápadem bylo tisknout ilustrace přímo ve formě reliéfních obrázků. Tento postup by odstranil nutnost vyrábět matrici, která se při běžné produkci používá k tepelnému lisování plastových fólií. Odpadla by také část ručního zpracování.
Vytvořili jsme proto několik zkušebních reliéfů a začali ověřovat jejich použitelnost. Brzy se však ukázalo, že hlavní překážkou jsou samotné vrstvy typické pro FDM 3D tisk. Na pohled nemusí být výrazné, při přejíždění prsty ale narušují plynulé oblé tvary a vytvářejí informace, které s původní ilustrací nesouvisejí.
Ani proměnlivá výška tiskové vrstvy nedokázala tento efekt zcela odstranit. Následné tmelení, broušení nebo chemické vyhlazování by zase celý proces výrazně prodražily a prakticky odstranily výhodu, kterou měl 3D tisk původně přinést.
Namísto snahy napodobit klasické reliéfní stránky jsme proto celý koncept změnili. Rozhodli jsme se vytvořit samostatné prostorové objekty inspirované ilustracemi z Markétiných knih. Ty mohou nabídnout mnohem realističtější představu o tvaru předmětu a nejsou omezené plochou knižní stránky.
Podle knihy Kamil – malíř snů tak vznikly například modely Karlova mostu, majáku, historického automobilu nebo prasete s křídly. Další kolekce následně vycházela z knihy Překvapení skřítka Modrovouska.
Modely byly navrženy tak, aby jasně zdůrazňovaly základní tvary a charakteristické prvky předlohy. Naopak drobné detaily, které by při hmatovém vnímání působily rušivě, bylo potřeba zjednodušit nebo zcela odstranit.
Testování, sdílení a další možnosti využití
Správně vytištěný model ještě automaticky neznamená vhodnou haptickou pomůcku. Zrakově postižený člověk totiž objekt vnímá jinak než vidící modelář, který zná jeho předlohu a dokáže si chybějící informace doplnit zrakem.
Celou kolekci jsme proto představili nevidomým průvodcům z pražské Neviditelné výstavy. Ti modely postupně prozkoumali a poskytli nám zpětnou vazbu k jejich bezpečnosti, čitelnosti i celkové srozumitelnosti. Teprve po jejich schválení jsme soubory zveřejnili na platformě Printables.com.
Pro výrobu jsme zvolili Prusament PLA, který nabízí dobrou tisknutelnost a umožňuje snadnou reprodukci na běžných domácích tiskárnách. Modely byly navrženy co nejjednodušeji, u některých se však nebylo možné zcela vyhnout tiskovým podporám nebo rozdělení na několik částí s následným slepením.
Zveřejnění modelů zdarma řeší pouze jednu část problému. Ne každý uživatel, rodina nebo instituce má k dispozici vlastní 3D tiskárnu. Právě zde může hrát důležitou roli komunita lokálních tiskařů, škol, knihoven a otevřených dílen.
Printables.com kromě databáze modelů nabízí také komunitní funkce a mapu uživatelů. Díky tomu je možné propojit lidi, kteří model potřebují, s těmi, kteří jej mohou lokálně vytisknout. Několik sad může vzniknout například pro knihovnu, školu nebo komunitní centrum a následně mezi uživateli kolovat.
Podobný princip lze využít i mimo dětské knihy. Kulturní instituce mohou ve spolupráci se školami připravovat haptické modely památek a architektury. Velký potenciál mají také předměty, které si člověk v běžném životě nemůže snadno osahat, protože jsou příliš malé, příliš velké, nebezpečné nebo zcela smyšlené.
Samostatnou oblastí mohou být například modely lidských postav v konkrétních pohybových pozicích. Nevidomý člověk si nemůže jednoduše prohlédnout pohyb lektora, prostorový model mu ale může pomoci pochopit například konkrétní jógovou pozici nebo sportovní pohyb.
Výsledek
Výsledkem projektu je kolekce volně dostupných haptických modelů, která rozšiřuje zážitek z knih Markéty Vítkové a současně může fungovat i samostatně jako vzdělávací pomůcka nebo hračka.
Projekt zároveň ukázal limity technologie. Přímý 3D tisk reliéfních ilustrací se kvůli struktuře vrstev neosvědčil, změna přístupu ale otevřela novou cestu v podobě plnohodnotných prostorových objektů.
Nejdůležitější součástí celého procesu bylo ověření modelů přímo se zrakově postiženými uživateli. Díky jejich zkušenostem bylo možné vytvořit objekty, které nejsou pouze vizuálně atraktivní, ale především bezpečné, přehledné a srozumitelné prostřednictvím hmatu.
3D tisk v tomto případě nenahrazuje klasické hmatové knihy. Nabízí ale dostupné rozšíření, které lze snadno sdílet, upravovat a lokálně vyrábět podle potřeb konkrétních čtenářů, škol nebo knihoven.