In questo tutorial vedremo come modellare un oggetto in Blender illustrando le tecniche utilizzate con i modificatori shrinkwrap e subdivision surface.

Di seguito alcune delle immagini presenti in questo tutorial:

Premessa

In questo breve tutorials il nostro intento è quello di modellare un piccolo oggetto di uso comune che possa essere poi stampato ed utilizzato da tutti quelli che lo vogliono.
Il tutto si dividerà in tre fasi principali, la modellazione, la renderizzazione  e la stampa 3D.
L’idea è per me molto pratica, generalmente quando si è davanti ad un pc o comunque nel proprio spazio lavorativo l’ordine aiuta le idee,  nel caso specifico le idee vengono spesso archiviate o condivise  tramite le note ed utilizzatissime pennette usb, ma ha chi non  capita spesso di non averne mai una a disposizione quando la si necessita.
Alla luce di questa piccola esigenza ho ritenuto interessante incernierare i primi blog proprio su questo  argomento.
Bene iniziamo!

1 | Modellazione della geometria di base

Impostazioni iniziali
Dopo aver ideato l’oggetto e buttato giù uno schizzo proporzionato importiamo i nostri riferimenti all’interno del nostro Modellatore, in questo caso Blender 2.79.
Una delle prime cose da fare è capire la scala con cui voglio eseguire il modello, il programma ha la sua unità di misura la Blender unit abbreviato B.U.  il corretto uso ha un range da 0.1 BU a 100 BU stare al suo interno è fortemete consigliato.
Il nostro oggetto nella realtà avrà una misura d’ingombro di 12 cm x 12 cm quindi adotterò questa convenzione ovvero una B U = 10mm che ci assicura di stare al’interno del range ottimale.
Vediamo tutti i passaggi step by step.

1.1 | Step 1

Aggiungo alla scena un piano, lo dimensiono secondo le mie necessità ovvero raggio 6 sempre dalla palette di inserimento digito la rotazione secondo l’asse dell Z di 45° e controllo la posizione sull’asse delle Z che in questo caso essendo un piano coinciderà con 0;

↑| Add plane | Inserimento dell’oggetto mesh e modifica tramite inserimento valori |

1.2 | Step 2

Ora entro in edit mode, avendo cura di trovarmi in modalità selezione vertici (vedi figura).
Attivo lo strumento Knife, mi aggancio (quando lo strumento è sopra un vertice si evidenzia) sul vertice superiore e traccio una linea fino al vertice opposto dove per confermare il comando do l’invio ora ho ottenuto due triangoli ma uno posso eliminarlo, seleziono il vertice di sinistra evidenziato in giallo ed elimino.

↑| Edit mode | Mesh select mode ed uso dello strumento Knife |

1.3 | Step 3

Seleziono tutto tramite la scorciatoia da tastiera A, applico un estrusione di 6 U.B. ed esco dalla modalità edit mode.

↑|Extrude | Utilizzo del comando extrude in edit mode inserimento dati da tastiera |

1.4 | Step 4

Ora aggiungo un piano che poi utilizzerò come elemento di taglio (raggio 12 – ampio che mi garantisce di coprire il cubo). Dalla vista destra alzo il piano sull’asse delle Z di 3 unità, ruoto il piano secondo l’asse delle X di 8 gradi.

↑| Add inclined plane | Utilizzare il comando rotate con inserimento da tastiera |

1.5 | Step 5

Con il piano selezionato entro in edit mode seleziono tutto (scorciatoia da tastiera A) ed estrudo perpendicolarmente al piano di una distanza tale da inglobare il cubo. 

↑| Geometric normal | Extrude lungo l’asse delle normali al piano |

1.6 | Step 6

Seleziono il cubo ed applico il modificatore Bolean spunto differenza e dalla tendina oggetto seleziono il piano (ora parallelepipedo) precedentemente creato … e come per magia avviene la sottrazione, in questa fase modificando la posizione del piano di sottrazione varia in automatico il risultato della sottrazione boleana.

Alla fine di questa operazione dalla modalità Object Mode, sempre con l’oggetto selezionato Applico il modificatore Boolean premendo il tasto Apply.

↑| Boolean | Utilizzo del modificatore Boolean | difference |

1.7 | Step 7

Per meglio comprendere il tutorial è necessario attivare alcune impostazioni tramite le preferenze di Blender, dal menù file seleziono Users Preference, Addons e spunto in aggiunta mesh TinyCad e Pie Menù come da figura.

↑| Pie menu official | Add-ons enabled serie di opzioni attive in users preference |

1.8 | Step 8

Grazie al Pie Menu appena attivato tramite il tasto Q attivo il navigatore delle viste, mi posiziono su Right (destra) e di seguito inserisco un cubo come meglio specificato in figura.
Fondamentalmente ripercorro la stessa procedura vista precedentemente senza però applicare il modificatore Boolean in quanto sul cubo dobbiamo ancora lavorare. 

↑| Add cube | inserimento cubo ed uso del pie menu |

1.9 | Step 9

Duplico il cubo di sottrazione (plane003) tramite la combinazione di tasti SHIFT+D entro in Edit Mode e modifico i vertici al fine di creare un’altro elemento di sottrazione. 

↑| Duplicate | Uso dello strumento duplicate e modifica dei vertici |

1.10 | Step 10

Mi posiziono in una vista tale da poter osservare globalmente l’oggetto tramite Orbit (rotella centrale del mouse).

1 – Seleziono i due vertici in basso del cubo appena creato (figura sotto);

2 – Li duplico;

3 – e li separo (scorciatoia da tastiera P);

Ora ho creato un’altro oggetto che mi fungerà da guida, ma per meglio evidenziarlo entro in edit mode seleziono tutto e scalo. Abbiamo ottenuto una linea di riferimento.

↑| Separate | Seleziono i due vertici li duplico e li separo | 

1.11 | Step 11

Riposizionamoci nella vista di destra, la nostra guida è evidente, bene ci servirà per allineare il cubetto alla base.

↑| Scale | Seleziono la linea di riferimento e la scalo fino a sbordare i volumi sottostanti |

1.12 | Step 12

Modifico il cubo piccolo come da figura.

↑| Guide| In edit mode con il cubetto selezionato vado a far coincidere i vertici in basso alla nostra guida |

1.13 | Step 13

Creo una guida dal cubo piccolo per poi modificare un’altro elemento.

↑| Translate |In edit mode traslo i vertici in modo da farli coincidere con la guida precedentemente creata |

1.14 | Step 14

Posso decidere di lavorare su tutto l’oggetto o se preferisco ho l’opzione di utilizzare il modificatore Mirror, spesso quando la simmetria lo permette è sicuramente la scelta migliore, in questo caso ho deciso a monte di utilizzare il Mirror.

Ora vado nel menù modificatori ed attivo il Mirror (sempre avendo selezionato l’oggetto che vogliamo specchiare) a questo punto devo solo scegliere secondo quale asse specchiare.

Se avete seguito pedissequamente i miei passi vi troverete ad avere un problema con il Mirror , in quanto non si riesce ad ottenere la specchiatura corretta. Il problema è nel’origine dell’oggetto che è ruotato di 45°, ora per ovviare in maniera rapida vi consiglio di creare un oggetto empty  (nominarlo origine Mirror) al solo scopo di usarlo come sorgente per il comando mirror, con questo escamotage si bypassa il problema ed il risultato è quello corretto.

↑| Empty | Inserisco nella scena un elemento empty plan axes |

1.15 | Step 15

Una volta Specchiato andiamo ad aggiungere i modificatori Boolean per tutti gli oggetti di sottrazione che avevamo precedentemente creato. Selezioniamo per ogni singola operazione la funzione di sottrazione, alla fine il risultato da ottenere è quello in figura.
Vi ricordo che l’operazione non è distruttiva fin quando non applicerete il modificatore Boolean, ovviamente lo farete solo quando sarete soddisfatti del risultato. 

↑| Apply Boolean | Ho applicato tutti i modificatori boleani ed il risultato è questo | 

2 | Costruzione della griglia e suddivisione

Gestione ed uso di linee ed intersezioni 2D

Durante la costruzione del modello dobbiamo ricordare che è importante mantenere uno schema costruttivo chiaro al fine di poter gestire tutte le fasi ed eventualmente correggere gli errori.

Quindi il consiglio è quello di procedere ordinatamente e salvare delle copie del file nei passaggi fondamentali.

2.1 | Step 1

Creazione della base
Riportiamo sulla base evidenziata in giallo tutte le intersezioni generate dalla sottrazione Booleana. Siamo in modalità Edit mode e con il comando Knife (coltello) eseguiamo i tagli come da figura (linee rosse), avendo cura volta per volta di eseguire il comando. 

↑| Subdivision | Uso lo strumento Knife per la suddivisione delle facce |

2.2 | Step 2

Questo è il risultato che dovete ottenere.

↑| Separate | Selezione del triangolo di base e dopo averlo duplicato lo separo |

2.3 | Step 3

Foro passacavo

Bene siamo nel vivo della modellazione, dobbiamo realizzare in 2D la geometria essenziale per poi poter dar seguito alla composizione tridimensionale.
  • il primo problema, devo posizionare il cerchio tra i due vertici evidenziati in giallo, dobbiamo quindi suddividere la retta selezionata (da tastiera digitiamo W si apre il menù a tendina Specials) seleziono Suddivide.
  • Selezioniamo il vertice di mezzeria appena creato e tramite la combinazione di tasti SHIFT+S posizioniamo il cursore su attivo.
  • SHIFT+A inseriamo il cerchio a 12 segmenti e lo ridimensioniamo in modo da averlo compreso tra le due rette orizzontali.
  • Seleziono i vertici che ricadono alla sinistra della ipotetica linea di specchiatura e li cancello.
  • ora seleziono i 5 vertici del cerchio che non cadono sulla mezzeria e li traslo orizzontalmente al fine di ottenere un vano sufficientemente ampio per poter far passare agevolmente un cavetto USB.
  • Connetto alle rette orizzontali precedentemente suddivise i vertici a creare una serie di quads, come da figura.
  • al quad inferiore inserisco una faccia distanziata di circa 0.5 B.U.

↑| Circle | inserisco un cerchio e da li inizio la suddivisione in quads |

2.4 | Step 4

Suddivisione dei parallelepipedi

Ogni fila avrà una spaziatura sulle y di 10.5 e sulle x di 10.5.

per essere veloci utilizzeremo questa tecnica:

  • In edit  mode selezioniamo due vertici che sottendono una retta orizzontale.
  •  La copiamo sul posto.
  • La separiamo dal’oggetto.
  • Ora in modalità Object Mode applichiamo il modificatore Array al quale andremo a dare sulle x un valore di 1.5 x √2 = 1.485 (l’oggetto ha l’origine ruotata quindi per ottenere la corretta distanza dovrò utilizzare la formula della diagonale)   alla fine applico il modificatore.
  • Ripetiamo le stesse operazioni per ottenere le rette perpendicolari.
  • In modalità Object Mode seleziono la serie di rette appena create e le unisco in un unico oggetto  (CTRL+J ) entro in edit mode seleziono tutto e grazie all’addon TinyCad genero le intersezioni tra le rette.  

↑|Array | realizzo una serie di guide al fine di realizzare uno schema geometrico |

Esempio | Richiamo del Comando Intersect selected edge.

Sempre da tastiera richiamo la tendina Specials (W) > TinyCad > XALL | Intersect selected edge.

↑| TinyCad | uso del comando intersect selected edges |

2.5 | Step 5

Riposizionamento della griglia tramite snap

  • ora le posiziono come dalla figura precedente con l’ausilio degli snap ed infine unisco la griglia appena creata con la base ( CTRL+J).
  • entro nuovamente in edit mode seleziono tutto ed interseziono le geometrie.

↑| Selection | seleziono tutti i vertici adifuori della base |

2.6 | Step 6

A seguito delle operazioni precedentemente effettuate il risultato da ottenere è il medesimo.

↑| Result | questo è il risultato che dovrete ottenere ovviamente va ottimizzato |

2.7 | Step 7

Ottimizzazione topologica

Ottimizzazione Geometrica, Topologia.

↑| Optimization | Sistemiamo tutte le geometrie cercando dove è possibile di eliminare tutte le figure aventi più o meno di quattro lati |

2.8 | Step 8

Alla fine dell’ottimizzazione topologica applichiamo il modificatore Suddivision Surface.

↑| Result | Dopo la revisione delle geometrie dovreste ottenere una suddivisione simile a quella in figura |

3 | Composizione della scatola con i piani precedentemente creati

3.1 | Step1

Shrinkwrap

Creiamo una copia della base precedentemente ottimizzata, in seguito devo crearmi un piano di riferimento. Come fare?

  • selezioniamo il cubo di cui al punto 8 del precedente paragrafo, ecco selezioniamo il piano inferiore duplichiamolo e separiamolo, nominiamolo piano di riferimento.

Il Piano di riferimento deve essere completo anche nella parte del foro passacavo, se non lo fosse sistematelo, potete farlo, ora abbiamo tutto il necessario per applicare il Modificatore Shrinkwrap in modalità Proietta (Project).

↑| Shirnkwrap | utilizzo del modificatore in modalità Project |

3.2 | Step 2

Bridge edge loop

Applichiamo lo strumento Shirnkwrap per far combaciare sul piano inclinato di riferimento la nostra suddivisione.
In modalita Object Mode seleziono i due Piani (base e base Proiettata su piano di riferimento), li unisco (CTRL+J)  ed entrando in Edit Mode seleziono i bordi come da figura.
Con i bordi selezionati apro il menù a tendina Specials (W) e seleziono il comando Bridge Edge Loop.

↑| Bridge edge loops | Seleziono i bordi e li collego tramite il comando Bridge edge loops | 

3.3 | Step 3

Bevel

Dopo aver creato la giunzione tramite il Bridge Edge Loops andiamo a vedere il particolare del foro passacavo.
  • Selezioniamo la parte evidenziata in rosso, trasliamola sull’asse delle Z un tanto che basta circa 5/8 millimetri (0.5/08 B.U.).
  • selezioniamo i bordi dell’ovale allungato ed applichiamo il comando Bevel (CTRL+B) seguiamo le impostazioni da figura sul menù di destra Bevel.

↑| Bevel | Ora rifiniamo il modello utilizzando il comando Bevel |

Definizione dei bordi tramite Bevel

Dopo il comando Bevel sui bordi la definizione è decisamente buona.

↑| Rendered | Dopo il raccordo degli spigoli l’immagine si presenta più definita |

3.4 | Step 4

Extrude

Passiamo alla modellazione della parte superiore, come da illustrazione andiamo a selezionare contemporaneamente tutte le facce che poi dovremo estrudere, da tastiera digitiamo il tasto E conseguentemente introduci il valore d’estrusione, se non sei soddisfatto del valore immesso puoi anche controllarlo sulla palette di destra.

↑| Extrude | ci accingiamo a definire gli ultimi particolari |

↑| Extrude Result | Il risultato dell’operazione precedente |

3.5 | Step 5

Delete Face only

Le facce selezionate in rosso sono state estruse di 1.2 B.U. mentre tutte le selezioni in giallo hanno riguardato l’eleminazione delle facce che si trovano sul’asse di Specchiatura.

↑| Modelling | Ultimi passaggi della modellazione | 

3.6 | Step 6

Ridefinizione dei Bordi

Andiamo a selezionare i bordi in evidenza per poi trattarli mediante il Bevel valore 0.005.

↑| Finishes | Raccordi sui bordi appena realizzati |

3.7 | Step 7

Applico la selezione a finestra B in modalita visiva Wireframe (Z mi apre il navigatore delle modalità visive) su tutti i parallelepipedi precedentemente estrusi. Successivamente apllico il Bevel al fine di definire i raccordi.

la modalità visiva deve essere Wireframe altrimenti il selezionatore prende solo i vertici visibili e tralascia i retrostanti.

↑| Bevel | Applico a tutti ibordi il raccordo | 

↑| Result | Il risultato del comando Bevel |

3.8 | Step 8

Seleziono i bordi rimanenti ed applico come prima il bevel.

↑| Edge | Raccordo le parti evidenziate in giallo |

↑| Result | L’oggetto è completo |

4 | Inserimento logo

4.1 | Step 1

Per completare la modellazione andiamo ad applicare il logo Masofh. Come fare?

  • posiziono un riferimento immagine in background corrispondente alla vista top.
  • per semplicità rendo invisibili tutti gli oggetti della scena ad eccezione del principale.
  • ora inserisco un cubo ed in edit mode, da vista top inizio a farlo combaciare con il riferimento.

↑| Background image | Una volta posizionata un’immagine di riferimento inizio a tracciare i contorni tramite l’uso di un cubo in edit mode |

↑| Retrace | Ho completato l’operazione di ricalco del logo |

4.2 | Step 2

In edit Mode seleziono le facce evidenziate in rosso, una per volta, do il comando Insert face (CTRL+I) questo lo facciamo per localizzare l’area in cui inseriremo le scritte precedentemente create al fine di contenere eventuali problemi topologici.

↑| Insert face | Procedimento di selezione ed inserimento facce |

4.3 | Step 3

A questo punto Applico permanentemente il modificatore Boolean intersect precedentemente applicato in object mode. Il risultato che si otterrà sarà come da figura, deformato, in quanto sul’oggetto abbiamo a monte un modificatore Subdivision Surface, per questo motivo bisogna lavorare sulle facce delle scritte appena unite.  

↑| Rifiniture | Seleziono tutte le facce delle scritte ed applico un bevel unico |

4.4 | Step 4

Finalmente dopo aver applicato il comando Bevel le scritte si definiscono in maniera accettabile, non ci rimane che sistemare la topologia al’interno delle facce che precedentemente avevamo create al fine di contenere le anomalie geometriche. Procediamo avendo cura di connettere gli spigoli tra i vertici e cercando di formare meno triangoli ed Ngons possibili.

Gli Ngons sono figure geometriche aventi più di quattro lati o vertici.

↑| Ngons | Sistemazione della topologia del’oggetto |

4.5 | Step 5

Siamo arrivati alla conclusione di questa parte del tutorial.

↑| Particular | Il risultato finale è questo  |

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