Comment dessiner des pi`eces de r´evolution avec Blender ?

Comment dessiner des pièces de révolution avec Blender ?
VVPix
v 1.00
Table des matières
Table des matières
1
1 Dessin avec des côtes réelles, réglage de Blender
2
2 Technique n° 1 : opérations booléennes
3
2.1 Mise en place des cylindres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
2.2 Union . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
2.3 Différence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
2.4 Pièce résultat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
3 Technique n° 2 : extrusion
6
3.1 Création de la base
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
3.2 Extrusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
3.3 Création de l’épaulement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
4 Technique n° 3 : révolution
9
4.1 Dessin du polygone générateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
4.2 Génération de la pièce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10
5 Technique n° 4 : courbure d’un profil
12
5.1 Création du profil à extruder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12
5.2 Extrusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12
5.3 Courbe de référence pour courber le profil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13
5.4 Révolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13
5.5 Révolution complète . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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6 Amélioration de la topologie du maillage
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Introduction
Je propose de dessiner la pièce ci-dessous (figure 1) avec Blender, à l’aide de plusieurs techniques
différentes.
F IG . 1 – La pièce à réaliser
Pour ceux qui sont allergiques au dessin technique (figure 1), la pièce à obtenir est représentée en 3D, figure 2.
F IG . 2 – La pièce finale
1
Dessin avec des côtes réelles, réglage de Blender
Je souhaite dessiner la pièce à l’échelle 1, pour cela il faudra effectuer quelques réglages au niveau des
caméras et de la grille de Blender. Ces réglages sont décrits dans le tutoriel “Comment régler la grille
et les caméras de Blender pour dessiner à l’échelle ?” de cette page : www.vvpix.com/bld_Tutoriels.
php.
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Technique n° 1 : opérations booléennes
Dans cette partie, j’essaye de réaliser la pièce finale à partir des opérations booléennes sur trois cylindres :
Pièce finale = ( cylindre corps + cylindre épaulement ) - cylindre trou
2.1
Mise en place des cylindres
Pour placer les trois cylindres, j’utilise leurs coordonnées. On peut positionner les trois maillages à partir
du panneau “Transform properties”. Ce panneau est accessible à partir du menu “Object / Transform
properties” de la vue 3D ou simplement par la touche “N”, on le voit au repère 2, sur la figure 3.
La figure 3 montre aussi le panneau “Outliner” (repère 1) sur lequel on distingue les nom des différents
cylindres.
Par défaut, quand on ajoute un maillage “Cylindre” dans la scène 3D (par le menu “Add / Mesh / Cylinder”, raccourci : touche “Espace” sur la vue 3D), son centre est au milieu du maillage. Pour placer les cylindres dans la scène, il est préférable ici de déplacer ce centre en bas des cylindres (voir
centre du cylindre “épaulement” sur la figure 3). Pour changer la position de ce centre ou l’orientation
de ce repère, on peut utiliser le tutoriel “Comment changer le repère d’un maillage ?” de cette page :
www.vvpix.com/bld_Tutoriels.php.
F IG . 3 – Disposition des vues et les trois cylindres de base
2.2
Union
Les opérations booléennes sont disponible en mode “Object” par le menu “Object / Boolean operations”
de la vue 3D (raccourci : touche “W” avec le curseur de la souris sur la vue 3D).
Avant d’appeler la fonction “Union” des opérations booléennes, il faut sélectionner les deux objets à
traiter. La sélection s’opère avec le clic droit de la souris et la sélection du second objet est possible
grâce au maintien de la touche “SHIFT” enfoncée.
Le premier objet sélectionné est de couleur rose dans la vue “Outliner” et le second en rose clair (voir
figure 4, partie gauche).
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2.3
Différence
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F IG . 4 – Union de deux maillages
Le résultat de l’opération booléenne produit un nouvel objet qui a pour nom un des objets parents suivi
de l’extension “.001”. Pour observer le résultat il faut rendre invisible ou supprimer les objets originaux
qui ont servi à l’opération. Il vaut mieux donner des noms significatifs aux objets utilisés pour repérer
facilement les nouveaux objets qui sont créés et supprimer les originaux.
2.3
Différence
Comme précédemment, je sélectionne le cylindre figure 4, puis le cylindre “Trou” avant d’appeler l’opération de différence et supprimer les originaux.
F IG . 5 – Différence de deux maillages
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2.4
Pièce résultat
2.4
Pièce résultat
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Après les opérations précédentes, on obtient la figure 6 ci-après.
F IG . 6 – Maillage résultat
Bien que le résultat soit visuellement correct, il reste encore quelques vérifications à effectuer avant de
pouvoir utiliser ce maillage dans d’autres scènes ou effectuer son rendu (voir section 6, page 14).
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Technique n° 2 : extrusion
Cette seconde technique est plus rapide que la précédente. Elle est basée sur l’extrusion d’un anneau
en deux dimensions. Pour suivre cette section il est impératif de savoir sélectionner des sommets, des
arêtes et des faces. Si ce n’est pas le cas, se reparter au tutoriel “Comment sélectionner des sommets,
des arêtes et des faces avec Blender ?” de cette page : www.vvpix.com/bld_Tutoriels.php.
3.1
Création de la base
Dans le plan Oxy, placer le curseur en [ 0, 0, 0]
et dessiner un disque (menu 3D “Add / Mesh /
Circle”) de rayon 20 (voir figure 7).
F IG . 7 – Disque subdivisé
Ensuite, en mode “Edition de maillage” (touche
TAB), passer en mode “Arêtes”, sélectionner
celles du centre et choisir “Mesh / Edges / Subdivide” (raccourci par la touche “W”). Voir le
résultat figure 8.
(Par chance, les nouveaux sommets créés
par la subdivision tombent exactement sur le
diamètre du trou, mais il est expliqué plus loin
comment procéder quand ce n’est pas le cas).
F IG . 8 – Disque dont les rayons on été subdivisés
Toujours en mode “Edition de maillage”, passer en mode “Faces” et sélectionner celles du
centre et choisir “Delete / delete faces”. Le
résultat est représenté par la figure 9. C’est
cette base qui servira d’extrusion pour la suite
de la modélisation.
F IG . 9 – Base à extruder
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3.2
Extrusion
3.2
Extrusion
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L’extrusion est l’opération la plus facile.
Sélectionner toutes les faces et choisir dans le
menu de la vue 3D “Mesh / Extrude / Region”
(raccourci : touche “E”). Ensuite taper au clavier
la longueur de l’extrusion : -40. Normalement,
on obtient le résultat figure 10.
F IG . 10 – Corps de la pièce
3.3
Création de l’épaulement
Pour créer l’épaulement, il faut ajouter deux
rangées de sommets que l’on peut créer par
subdivision du corps. Pour cela, sélectionner
les faces qui composent le cylindre extérieur et
choisir “Mesh / Edge / Loop subdivide”, créer
deux subdivisions verticales pour arriver à la figure 11.
F IG . 11 – Subdivision pour ajout de sommets
En mode “Sommets”, sélectionner les sommets
extérieurs de la face supérieure. Pour les étirer
sur le diamètre 60, choisir la transformation
“Scale” (touche “S”) et taper au clavier 1.5 (1.5
= 60 / 40). Répeter l’opération sur la seconde
rangée de sommets pour arriver à la figure 12.
F IG . 12 – Preparation de l’epaulement
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3.3
Création de l’épaulement
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Il ne reste plus qu’à ajuster la
position des sommets en hauteur.
Sélectionner successivement les
rangées 2 et 3 de sommets et saisir leur côte (Z = 30) dans le panneau “Transform properties”, voir figure 13.
F IG . 13 – Pièce résultat
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4
Technique n° 3 : révolution
Cette méthode est sans doute la méthode la plus adapatée et la plus rapide pour le cas présent.
4.1
Dessin du polygone générateur
La pièce va être générée par la rotation d’un polygone autour de l’axe du maillage. Pour dessiner ce
polygone, j’ai ajouté un maillage plan dans la scène ( menu “Add / Mesh / Plane”) et j’en ai sélectionné
trois sommets que j’ai supprimé de sorte qu’il ne me reste plus qu’un sommet. Ce sommet a été placé
à partir de ses coordonnées dans le panneau “Transform properties”.
Le polygone est dessiné dans le plan Oxz. Pour créer les sommets suivants à partir du premier, il faut
sélectionner ce sommet et l’extruder (touche “E” ou menu “Mesh / Extrude”. Pour placer les sommets
extrudés utiliser le panneau “Transform properties” ou la touche “CTRL” pour le placer sur la grille (voir
figures 14 et 15).
F IG . 14 – Dessin du polygone 1
F IG . 15 – Dessin du polygone 2
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4.2
Génération de la pièce
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Enfin, pour fermer le polygone, sélectionner les deux sommets à joindre et appuyer sur la touche “F”
(ou menu “Mesh / Edge / Make edge”), voir figures 16 et 17.
F IG . 17 – Polygone fermé
F IG . 16 – Fermeture du polygone
Il ne reste plus qu’à générer la pièce par rotation de ce polygone.
4.2
Génération de la pièce
Voilà le point délicat de l’opération. La pièce est générée par sa rotation autour d’un axe qui passe par
le curseur et qui est porté par la caméra de vue. Le curseur est placé ici en [ 0, 0, 0] et la caméra de
vue est placée en vue de dessus (touche “7” du pavé numérique), au dessus du polygone (voir vue 3D
sur la figure 18).
Il faut ensuite localiser le panneau “Mesh tools” (voir zones entourées sur la figure 18), choisir une
rotation de 360° en 32 pas (par exemple) et appuyer sur le bouton “spin” après avoir sélectionné tous
les sommets du polygone générateur.
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4.2
Génération de la pièce
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F IG . 18 – Génération de la pièce
On obtient instantannément le résultat suivant
(figure 19).
Bien que le résultat soit visuellement correct,
il reste encore quelques vérifications à effectuer avant de pouvoir utiliser ce maillage dans
d’autres scènes ou effectuer son rendu (voir
section 6, page 14).
F IG . 19 – Résultat obtenu
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Technique n° 4 : courbure d’un profil
Cette technique utilise un profil extrudé comme la technique n°2 et un outil de révolution comme la
technique n°3.
5.1
Création du profil à extruder
C’est le même profil que pour la technique n°3,
on part avec le profil ci-contre (figure 20) à
l’échelle.
F IG . 20 – Profil utilisé
5.2
Extrusion
Le profil extrudé va être “enroulé” autour d’un cylindre de rayon 10 mm (le diamètre du trou). Sa longueur
est donc importante.
Si on souhaite l’enrouler “aux trois quarts” du cylindre, sa longeur devra être 34 ×2π×R = 0.75×2π×10 ≈
47.124 mm.
Si on souhaite l’enrouler complètement autour du cylindre, sa longeur devra être 2π × R = 2π × 10 ≈
62.832 mm.
F IG . 21 – Extrusion longueur 47.124
F IG . 22 – Ajout de 10 subdivisions
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5.3
Courbe de référence pour courber le profil
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Figure 21, je passe en mode “Edition - sommets”, je sélectionne tous les sommets et je procède à
l’extrusion avec la combinaison de touches “E” (pour extruder), “Y” (pour bloquer l’extrusion sur l’axe Y)
et “47.124” pour la longueur d’extrusion.
Figure 22, je subdivise (avec le menu “Mesh / Edge / Loop subdivide” [CRTL + R]) l’extrusion pour
pouvoir l’enrouler autour du cylindre. Je choisis d’ajouter 10 subdivisions (saisir “10” au clavier ou utiliser
la molette de la souris).
5.3
Courbe de référence pour courber le profil
Il ne reste plus qu’à créer la courbe de
référence et à “enrouler” l’extrusion autour.
La courbe de référence est une courbe de
Bézier-cercle.
Elle est ajoutée dans la scène par le menu “Add
/ Curve / Bezier Circle” (penser à sortir du mode
édition avant).
Son rayon est 10 mm
F IG . 23 – Ajout d’un cercle de Bezier dans la
scène
5.4
Révolution
F IG . 24 – Ajout du “modifieur”
F IG . 25 – Résultat
Figure 24, le maillage est sélectionné en mode édition et dans le panneau “Modifiers”, on lui ajoute un
“modifieur” de type “Curve”.
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5.5
Révolution complète
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Figure 25, on indique que le “modifier” utilise le cercle de Bézier précédemment ajouté (ob : “CurveCircle”) et l’axe “-Y”. Notre maillage a bien été “enroulé” sur les trois-quarts du cylindre avec le diamiètre
voulu. L’appui sur le bouton “apply” applique la transformation et crée le maillage de révolution.
5.5
Révolution complète
Pour obtenir le même résultat que dans les
autres parties de ce tutoriel, je refais la même
opération avec un profil de longueur 62.832 mm
auquel j’ajoute 30 subdivisions.
Voilà le résultat final, figure 26.
Le problème de cette technique est de fermer
proprement le maillage. Les premiers sommets
ne coincident pas tout à fait avec les derniers
du fait de l’arrondi sur la longueur extrudée.
Dans ce cas, j’ai supprimé la rangée de sommets “n” et j’ai ajouté des faces manuellement
entre la rangée de sommets “n-1” et la rangée
n°1.
(Pour plus de précisions, lire la section 6 ciaprès).
F IG . 26 – Résultat final
Cette technique est utilisée pour modéliser des pneus de véhicules dans d’autres tutoriels (le magazine
Blender Art n°8, par exemple).
6
Amélioration de la topologie du maillage
Bien qu’un maillage paraisse visuellement correct, il faut procéder à quelques vérifications et calculs
indiqués dans le tutoriel “Comment améliorer la topologie d’un maillage avec Blender ?” de cette page :
www.vvpix.com/bld_Tutoriels.php.
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