TECNICHE DI MODELLAZIONE DIGITALE 3D Esercizi di modellazione con Rhinoceros a cura di Luciano Fabale 1
TECNICHE DI MODELLAZIONE DIGITALE 3D 2 PRIMO ESERCIZIO: MODELLAZIONE DELLA SEDUTA THONET N. 8 Operazione preliminare fondamentale, prima di iniziare a modellare un qualsiasi oggetto, è quella di aver preparato le proiezioni ortogonali dello stesso. Queste normalmente seguono la fase di studio del concept, fase caratterizzata principalmente da disegni a mano libera dove il designer cerca di comprendere le curve fondamentali che formano l oggetto. Per questo esercizio utilizzeremo le proiezioni ortogonali della seduta n.8 (fig.1) progettata dell ebanista Michael Thonet n.8 Thonet. La prima operazione da svolgere è quella di importare l immagine delle proiezioni in Rhinoceros e metterla in scala. Per questo tipo di disegno decidiamo di posizionare le proiezioni nella vista Front. Una volta che ci siamo posizionati su questa vista tracciamo una retta che sarà il nostro riferimento per mettere in scala l immagine delle proiezioni. fig. 1) Thonet n.8 - proiezioni ortogonali Precedentemente abbiamo già rifiliato la nostra immagine con Photoshop; sappiamo che la seduta è alta circa 900 millimetri, pertanto la nostra retta avrà questa lunghezza (fig.2); una volta tracciata la retta, dalla finestra delle coordinate sulla destra dell interfaccia impostiamo i valori X,Y,Z, come nella figura 2; essendo il riferimento nello spazio della retta il centro della sua lunghezza impostiamo il valore Y su 450 in modo da far combaciare l estremità inferiore della retta con il pivot degli assi della vista. fig. 2) interfaccia con operativa la sola finestra Front - traccia della retta di riferimento
TECNICHE DI MODELLAZIONE DIGITALE 3D 3 A questo punto possiamo inserire l immagine nella finestra con il comando dal menù a tendina: View > Background Bitmap > Place > directory dove si trova l immagine (fig.3); clicchiamo sull estremità inferiore della retta e trasciniamo verso l alto il rettangolo dell immagine (1), poi clicchiamo nella barra dei comandi su Scale e cliccando (2) prima sull angolo inferiore sinistro dell immagine (A) e poi su quello superiore sinistro (B), trasciniamo quest ultimo fin sopra l estremità superiore della retta (C) ridimensionando in tal modo il rettangolo dell immagine. A questo punto il lato sinistro dell immagine deve coincidere perfettamente con la retta (ed avere un altezza di 900 mm). fig. 3) finestra Front - inserimento e messa in scala dell immagine delle proiezioni ortogonali A tal punto avremo la situazione grafica della figura 4, ovvero l immagine delle proiezioni sarà visibile solo sulla vista Front. In alcuni casi potrebbe tornare utile caricare l immagine anche sulla vista Right, in tal caso basta ripetere il procedimento utilizzando la stessa retta di riferimento. fig. 4) interfaccia con le quattro viste operative
4 TECNICHE DI MODELLAZIONE DIGITALE 3D Proseguiamo l esercizio rendendo operativa la sola vista Front (cliccando due volte sul rettangolo in alto a sinistra che porta il nome della vista, idem per tornare alle quattro viste). La sedia che ci accingiamo a disegnare è un oggetto speculare, quindi basterà disegnarne una metà che poi specchieremo. A tal fine abbiamo bisogno di un asse di simmetria che tracceremo sul prospetto frontale delle proiezioni (fig.5-1). fig. 5) finestra Front - traccia dell asse di simmetria e inserimento delle curve di costruzione della spalliera Procediamo tracciando la curva 2D dell interasse della spalliera sul prospetto frontale delle proiezioni con lo strumento Control point curve che troviamo sulla barra degli strumenti sulla sinistra (fig.5-1), avendo cura di disattivare la funzione Ortho dalla barra degli snap in basso. Dopo aver tracciato approssimativamente la curva di interasse la aggiustiamo, selezionandola, attivando i punti di controllo con lo strumento Points on / Points off - barra degli strumenti a sinistra (fig.5-2). Ora possiamo impostare su questa curva la continuità di tangenza; per prima cosa tagliamo la porzione di curva che oltrepassa a destra l asse di simmetria con lo strumento Trim (fig.5-3) - selezioniamo prima l asse (la curva che taglia) clicchiamo invio e poi selezioniamo la parte di curva che vogliamo eliminare; selezioniamo nuovamente la curva e con lo strumento Handlebar editor (fig. 5-3) ne impostiamo la continuità di tangenza sul punto estremo tangente all asse di simmetria - apparirà una retta, questa retta la dobbiamo portare in posizione perfettamente orizzontale (aiutandoci tenendo premuto il tasto Shift oppure attivando lo strumento Ortho) e trascinando a destra o sinistra una delle estremità della barra facciamo in modo che la curva si posizioni sull interasse del disegno della spalliera - a questo punto la curva sarà in continuità di tangenza (fig.6) e possiamo procedere disegnando la curva 2D dell interasse della spalliera sul prospetto laterale delle proiezioni. fig. 6) finestra Front - curva in continuità di tangenza
TECNICHE DI MODELLAZIONE DIGITALE 3D 5 Per disegnare questa seconda curva di interasse utilizziamo sempre lo strumento Control point curve che troviamo sulla barra degli strumenti sulla sinistra (fig.7-1a), avendo sempre cura di disattivare la funzione Ortho dalla barra degli snap in basso (fig.7-1b). In questo caso non dobbiamo preoccuparci della tangenza (perché il profilo laterale non deve essere specchiato) e dobbiamo avere l accortezza di utilizzare il minor numero possibile di punti di controllo (3 sono sufficienti - ricordiamoci che meno punti utilizziamo e migliore è la qualità della curva) e di far sbordare la curva sia sopra che sotto il disegno del profilo laterale. Anche in questo caso dopo aver tracciato approssimativamente la curva di interasse la aggiustiamo, selezionandola, attivando i punti di controllo con lo strumento Points on / Points off - barra degli strumenti a sinistra (fig.7-1c). fig. 7) traccia della curva 2D del prospetto laterale e rotazione della curva 2D del prospetto frontale Le curve 2D del prospetto frontale e laterale ci servono per generare la curva 3D che sarà il binario sul quale inseriremo le sezioni, di diverso raggio, generatrici della superficie spinata della spalliera. Procediamo nel seguente modo: rendiamo operativa la vista Perspective, selezioniamo la curva 2D del prospetto frontale (fig.7-2a) e la ruotiamo di 90 gradi in senso antiorario con il pivot dello strumento di rotazione (fig.7-2b) posizionato su un estremità dell asse di simmetria (fig.7-2c), avendo cura di aver riattivato lo strumento Ortho (fig.7-2d) - lo strumento di rotazione si trova nel menù a tendina Transform > Rotate (fig.7-2e). Dopo la rotazione procediamo come nell immagine seguente (fig.8). fig. 8) finestra Perspective - generazione della curva 3D dalle due curve 2D
TECNICHE DI MODELLAZIONE DIGITALE 3D 6 Quindi dal menù a tendina attiviamo il comando Curve > Curve From 2 Views, clicchiamo prima sulla curva 2D del prospetto frontale che abbiamo ruotato (fig. 8-1A), poi sulla curva 2D del prospetto laterale (fig.8-1b) e automaticamente ci verrà generata la curva 3D (fig.8-2c). Ora possiamo procedere ad inserire sulla curva 3D che abbiamo generato (fig.83c) le sezioni circolari generatrici della superficie spinata della spalliera. Per questa operazione utilizziamo lo strumento Circle around curve che troviamo nella barra degli strumenti a sinistra (fig.8-3). Ovviamente abbiamo già misurato i raggi delle sezioni circolari e quindi procediamo nel seguente modo: dopo aver selezionato lo strumento clicchiamo sulla curva 3D (fig. 9-1C) e puntiamo il centro del cerchio sull estremità superiore della curva (fig.9-1a) e sulla barra dei comandi impostiamo il valore in 10mm (fig. 9-1b) e clicchiamo Invio ed avremo il cerchio in figura 9-2a. fig. 9) finestra Perspective - inserimento sulla curva 3D delle sezioni circolari generatrici della superficie spinata della spalliera Proseguiamo con lo stesso procedimento posizionandoci con lo strumento Circle around curve sul punto medio della curva (aiutandoci con gli snap) e impostiamo il raggio su 18mm (fig.9-3b); facciamo la stessa cosa anche per la sezione circolare posizionata sull estremità inferiore della curva impostando il raggio su 10mm (fig.9-4c) ed avremo alla fine il disegno in figura 9-5. Ora siamo pronti per generare la superficie spinata della nostra spalliera come illustrato nella fig.10. Iniziamo selezionando dalla barra sulla destra lo strumento Sweep 1 rail (fig.10-1) e quindi clicchiamo sulla curva rail (fig.10-2) e poi sulle sezioni a (fig.10-3) b e c (fig.10-4) e clicchiamo Invio, a tal punto si aprirà la finestra in fig.10-5, dove confermiamo l operazione cliccando su OK. A tal punto avremo la superficie della spalliera come illustrata in figura 11-1. fig. 10) finestra Perspective - generazione della superficie spinata della spalliera
TECNICHE DI MODELLAZIONE DIGITALE 3D fig. 11) finestra Perspective - superficie spinata 7 Per poter valutare appieno la qualità della superficie clicchiamo sulla freccetta a destra del rettangolo con il nome della vista Perspective, ed impostiamo il metodo di vista su Rendered (fig.11-1). Procediamo tagliando la parte inferiore della superficie spinata; quindi attiviamo la vista Front e con lo strumento Line (fig.12-1a) tracciamo la retta b (fig.12-1) e la posizioniamo sulla linea di terra delle proiezioni ortogonali. Questa retta b sarà il riferimento di taglio della porzione c della superficie spinata (fig.12-1). Il taglio avviene per proiezione (la retta b non interseca effettivamente la superficie spinata - oltre ad essere due entità differenti, una bidimensionale e l altra monodimensionale, si trovano anche posizioni differenti nello spazio 3D - come possiamo vedere dalla fig.12-3be), quindi è importante che l operazione si svolga ortogonalmente ovvero dalla finestra Front in tal caso. Dopo aver disegnato la retta b attiviamo lo strumento Trim (fig.12-2d) e quindi cliccando prima sulla linea di taglio b, poi sul tasto Invio e infine cliccando sulla porzione di superficie da eliminare c (fig.12-2) questa scomparirà immediatamente; se la procedura è stata eseguita correttamente avremo la superficie spinata come in figura 12-2e. fig. 12) taglio della superficie spinata della spalliera Dopo aver tagliato la porzione inferiore della superficie della spalliera, chiudiamo le due aperture alle estremità a e b con due superfici piane (fig.13-1) con lo strumento Surface from planar curves (figura 13-1c). Dopo aver chiuso con superfici piane le due estremità possiamo procedere con l implosione del solido. Selezioniamo tutte le superfici abbracciandole con il rettangolo di selezione (freccia del mouse e tasto sinistro - figura 14-1a) e con il comando dal menù a tendina Solid>Create solid implodiamo le superfici trasformandole in un solido (fig.14-2a-b). Possiamo verificare dalla barra dei comandi che l operazione è andata a buon fine se appare la dicitura: creating meshes... (fig.14-2c-d), oppure se toccando un punto qualunque dell oggetto tutte le superfici risultano selezionate. Dopo questa operazione specchiamo il solido dlla finestra Right (perché questa ci permette di vedere la spalliera frontalmente) e con il solido selezionato clicchiamo sul menù a tendina il comando Trasform > Mirror (fig.15-1a), clicchiamo con il mouse prima sul punto a dell asse di simmetria (fig.15-2) e poi sul punto b (fig.15-2). Ora possiamo unire i due elementi, con un operazione booleana, tramite il comando che troviamo nel menù a tendina Solid > Union (fig.15-3a), con lo snap Ortho attivato tocchiamo con il mouse prima un elemento, in questo caso b e poi l altro c, l ordine è indifferente. Possiamo verificare dalla barra dei comandi che l operazione è andata a buon fine se appare la dicitura: creating meshes..., oppure se toccando un punto qualunque dell oggetto tutte e due i solidi risultano selezionati.
TECNICHE DI MODELLAZIONE DIGITALE 3D fig. 13) chiusura delle estremità della superficie spinata con superfici piane fig. 14) implosione delle superfici per realizzare il solido fig. 15) operazione booleana di unione di due solidi 8