AutoCad Les bases de la 3D 1 Les types d`objets 3D

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AutoCad Les bases de la 3D 1 Les types d`objets 3D
AutoCad
Les bases de la 3D
Les types d’objets 3D............................................................................................................................... 2
Aide AutoCad....................................................................................................................................... 2
Solides primitifs 3D .................................................................................................................................. 2
Les différents objets ............................................................................................................................ 3
Le polysolide ........................................................................................................................................ 3
Première modélisation et premières opérations booléennes. ........................................................... 5
Les solides, les opérations booléennes, balayage, révolution, lissage, et extrusion, par l’exemple 10
Le lissage........................................................................................................................................ 10
Réaliser un siège 3d - balayage ..................................................................................................... 13
Création d’un verre : création d’un solide ou d’une surface de révolution .................................. 24
Créer une porte : création d’un solide ou d’une surface par balayage ......................................... 29
Evier de cuisine .............................................................................................................................. 52
Un Escalier hélicoïdal pour aller plus loin dans la découverte de fonctions de base d’AutoCad 3D
(fonctions Hélice et Balayage – routine en Lisp) ........................................................................... 67
Méthode 2 : Générer l’escalier à partir de la commande réseau ................................................. 75
Caméra .......................................................................................................................................... 93
Vidéo.............................................................................................................................................. 94
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Les bases de la 3D
Les types d’objets 3D
Solides, surfaces, maillages.
Aide AutoCad
Un modèle solide est un corps 3D fermé qui possède des propriétés telles que la masse, le
volume, le centre de gravité et les moments d'inertie.
Un modèle de surface est une fine coque qui n'a ni masse ni volume. AutoCAD offre deux types
de surfaces : procédurales et NURBS. Utilisez les surfaces procédurales et les surfaces NURBS
pour tirer parti de la modélisation associative et de la fonction de sculpture par sommets de
contrôle respectivement.
Un processus de modélisation classique consiste à créer un modèle de base à l'aide d'un
maillage, de solides et de surfaces procédurales, puis à convertir ceux-ci en surfaces NURBS.
Vous pouvez ainsi utiliser non seulement les outils et formes primitives uniques offerts par les
solides et les objets maillés, mais également les fonctionnalités de modelage fournies par les
surfaces (modélisation associative et modélisation NURBS.
Un maillage se compose de sommets, d'arêtes et de faces qui emploient des représentations
polygonales (triangles et quadrilatères) pour définir une forme en 3D.
Contrairement aux modèles solides, les maillages n'ont pas de propriétés de masse. Toutefois,
dans le cas de solides 3D, vous pouvez créer des formes maillées primitives telles que des cubes,
des cônes et des pyramides, et ce dès . Vous pouvez modifier des maillages en utilisant des
méthodes qui ne sont pas disponibles pour les solides 3D et les surfaces. Par exemple, vous
pouvez appliquer des plis, des scissions et des niveaux supérieurs de lissage. Vous pouvez faire
glisser des sous-objets maillés (faces, arêtes et sommets) pour déformer l'objet. Pour obtenir
des résultats plus granulaires, vous pouvez affiner le maillage dans des régions spécifiques
avant de le modifier.
Solides primitifs 3D
Solide = forme en 3D
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Les différents objets
Rien de compliqué pour réaliser ces formes primitives. Il suffit de sélectionner l’objet et de suivre les
instructions.
Le polysolide
Il permet de construire des murs. Il faut indiquer la hauteur et la largeur et la justification.
Prenons un exemple : Plan d’une maison en cm.
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Hauteur maximale des murs : 608 cm – Epaisseur 20 cm. -Traçage d’un polysolide. Hauteur 608,
largeur 20 - justifier : Droite.
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Première modélisation et premières opérations booléennes.
Dessiner la pièce suivante sur le plan XY (unités : cm). (Carré de 100 cm de côté – décalage de 20 cm
du carré vers son centre. 5 cercles de rayon 10cm)
Extrusion de 10 cm vers le haut des géométries sélectionnées
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Soustraction des 4 tubes de la forme carrée.
Extrusion du tube centrale de 300cm vers le haut. Extrusion de la plaque centrale de 10 cm vers le
haut.
Déplacement de la plaque centrale de 300 cm vers le haut.
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Opération booléenne de fusion du tout. Créer un raccord de 5 cm pour lier les bases au pilier.
Création de raccords de 1 cm pour adoucir les bords des plaques. (pour les raccords il faut
sélectionner les arrêtes et l’option « chaine »).
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Les bases de la 3D
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Les bases de la 3D
Les solides, les opérations booléennes, balayage, révolution, lissage, et
extrusion, par l’exemple
Le lissage
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Les bases de la 3D
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Les bases de la 3D
Quand votre solide est sélectionné, un menu est proposé qui permet de contrôler l’aspect de la
forme par comportement des splines (arrêtes) qui la composent).
Réaliser un siège 3d - balayage
Faire un siège en 3D
Créer les calques.
Activer le calque « armature ». Tracer ceci. (Polyligne)
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Former une polyligne avec l’ensemble
Pour créer la structure en 3 D, utiliser la fonction Balayage du panneau de création 3D. L’objet à
balayer est le cercle, le pont de base est le centre du cercle et la trajectoire est la polyligne.
Faire un cercle de rayon 0,8 que l’on place à une des extrémités de la polyligne.
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Balayer le cercle sur la trajectoire de la polyligne.
Tracer cette polyligne – faire le cercle de rayon 1,5, et balayer ce cercle sur la polyligne. Faire les
rotations 3D, déplacer et copier, puis assembler.
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Unir les 4 objets.
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Les bases de la 3D
Raccorder les arrêtes – fonction raccord + sélection d’une arrête + paramétrage du rayon + entrée.
Créons les accoudoirs en cuir. Activer le calque « cuir ». Tracer une droite de 64.5 cm de long et à
chaque extrémité un cercle de 0.8 cm de rayon. Décaler le cercle de 0.3 cm vers l’extérieur et la
droite de 0,15 de part et d’autre.
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Ajuster les formes et transformer le contour en polyligne. Extruder la polyligne et les 2 cercles, d’une
hauteur de 5 cm. Effectuer une soustraction booléenne du contour moins les 2 cylindres.
Intégrer le solide ainsi créé sur la structure comme montré ci-dessus.
Création du fond du siège : activer le calque Armature.
Tracer 2 cercles de rayon 0,8 cm et les extruder sur 66,1 cm
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Activer le calque Cuir : pour créer le fond du siège, tracer une ligne de 53.2 cm et à chaque extrémité
un cercle de rayon 0,8 cm. Décaler le cercle de 0,3 cm vers l’extérieur et la ligne de 0,15 cm de part et
d’autre. Transformer le contour extérieur en polyligne. Extruder l’ensemble de 42,9 cm. Faire une
soustraction booléenne entre le contour extérieur et les 2 cercle extrudés.
PEDIT
Extrusion
Soustraction
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Rotation avec Gizmo
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Les bases de la 3D
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Les bases de la 3D
Placer le fond du siège comme montré à gauche.
Les trous cylindriques du siège sont traversés de tubes de métal (calque structure) de rayon 0,8 et de
longueur 48,1.
Création du dossier : Calque « armature ». Tracer 2 polylignes
Au bout, placer un cercle de rayon 0.8 pour faire le balayage. Créons les 2 morceaux de cuir du
dossier.
D’une largeur de 12,7 cm ils ont la même épaisseur et les mêmes rayons que les autres parties en
cuir.
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Il faut maintenant incliner le dossier de 22,4° par rapport à l’axe vertical.
Déplacer, appliquer les rotations et finir de façon à obtenir ce résultat ci.
Pour habiller le siège, cliquer sur l’icône « matériaux » dans le panneau de configuration
« matériaux »
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Entrer la commande MATERIAUX.
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Les bases de la 3D
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Les bases de la 3D
Cliquer sur Créer un
matériau
Et
paramétrer
comme montré en
sélectionnant
l’image DOORS –
windows
Metal
Doors.frame…
Pour appliquer les matériaux aux objets. Il faut aussi créer un matériau « cuir » avec le gabarit
« réaliste » et la couleur noire.
Création d’un verre : création d’un solide ou d’une surface de révolution
Tracer la grille des dimensions principales du verre.
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Tracer les courbes du verre à l’aide des fonctions CERCLE et ARC.
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Les bases de la 3D
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Les bases de la 3D
Utiliser la fonction RACCORD pour lier les arcs (cercle jaune), puis la fonction MIROIR.
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Ne conserver qu’une moitié gauche et utiliser DECALER pour doubler le tour (épaisseur de 2 mm).
Puis transformer en polyligne.
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Utiliser la fonction REVOLUTION pour générer le verre.
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Créer une porte : création d’un solide ou d’une surface par balayage
Fichier – nouveau - Activer la vue supérieure.
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Format / contrôle des unités
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Format / style de texte
Format / style de cote
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Profil de chambranle
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Les bases de la 3D
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Feuille de porte
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Chambranle
Faire la clenche
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Afficher la barre d’outils modélisation
Rotation 3 D du cercle
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Choix de l’objet : le cercle - Axe de rotation : l’axe rouge – angle de rotation 90°
Balayage du cercle sur al polyligne
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Les bases de la 3D
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Rotation 3 D de la polyligne à balayer.
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Les bases de la 3D
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Extruder la feuille de porte : extrusion positive de 4 des 3restangles
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Les bases de la 3D
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Déplacer (déplacement 3 D) les 2 rectangles intérieurs de 2,5 vers le haut.
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Déplacement 3 D : point de base (0,0,0) ; deuxième point (0,0,2.5)
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Evier de cuisine
Créer les composantes en 2D : unités : centimètre
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Les bases de la 3D
Extruder le contour extérieur de -2cm – Extruder le contour intérieur de -1,5cm & Soustraction booléenne entre les 2 solides
Arrondir les arêtes : fonction RACCORD
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Arrête extérieure : rayon1
Il faut cliquer RACCORD + R + 1 + cliquer l’arrête + confirmer le rayon + C pour chaine, plus cliquer l’arrête à nouveau.
Arrête intérieure : rayon 0.5
Il faut cliquer RACCORD + R + 0.5 + cliquer l’arrête + confirmer le rayon + C pour chaine, plus cliquer l’arrête à nouveau.
Partie égouttoir : Extruder le contour extérieur de 0.3 cm et déplacer le solide crée de 1,5 cm vers le bas.
Pour déplacer un objet le long d’un axe spécifié (ici l’axe Z) la procédure est la suivante.
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Commande déplacement 3D. Cliquer l’objet à déplacer, appuyer sur ENTREE – cliquer le point de déplacement, ou entrer ces coordonnées 0,0,0 et entrer les
nouvelles coordonnées de ce point Soit ici (0,0,-1.5)
Extruder le contour intérieur et les rainures de l’égouttoir de 0.3 cm – puis faire une soustraction booléenne des rainures sur l’intérieur - SOUSTRACTION +
choix de l’objet à conserver + entrée + choix des objets à ôter + entrée. - Déplacer le solide obtenu de 1.2 cm vers le bas
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Addition booléenne des 2 solides de l’égouttoir. Addition booléenne entre l’égouttoir et le reste de l’évier.
Copie pour un usage ultérieur des contours des 2 bacs.
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Les bases de la 3D
Extruder les 2 éviers vers le bas et faire une soustraction booléenne des 2 bacs avec le reste.
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Donner une épaisseur à la tôle. Barre d’outils EDITION DE SOLIDES
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GAINE
Cliquer l’évier puis sélectionner la face du dessous pour la désélectionner + ENTREE+ 0.1 (épaisseur de la gaine).
Faire une coupe pour contrôler l’opération.
Créer un plan de coupe : fonction PLANDECOUPE
Commande : PLANDECOUPE
Sélectionnez une face ou un point pour situer la ligne de coupe ou [Dessiner
coupe/Orthogonal]: O
Alignez la coupe à/avec: [Avant/aRrière/Haut/Bas/Gauche/Droite] <Haut>: D
Couper la partie inférieure de l’évier :
Placer le SCU 0.3 cm plus haut que le fond de l’évier. Pour faire cela,
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Outil / nouveau SCU / ORIGINE / + cliquer un point bas de l’évier.
Faire à nouveau : Outil / nouveau SCU / ORIGINE et
rentrer les coordonnées 0,0.3,0 pour la nouvelle origine.
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Fonction SECTION
Cliquer l’objet, option ZX (choix du plan), confirmation 0,0,0, cliquer la partie haute de l’évier (partie à garder.
Revenir au SCU général.
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Extruder les 2 contours de bacs de 18 cm vers le bas
Raccord de 3 cm sur les arrêtes du fond
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Les bases de la 3D
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Les bases de la 3D
Fonction GAINE pour faire l’épaisseur de 0.1 cm, placer les bacs et faire une opération d’addition booléenne. (attention l’outil gaine fonctionne en plusieurs
étapes :
-
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Sélection du solide,
Sélection des faces à supprimer
Validation
Saisie de l’épaisseur,
Validation.
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Les bases de la 3D
Un Escalier hélicoïdal pour aller plus loin dans la découverte de fonctions de base
d’AutoCad 3D (fonctions Hélice et Balayage – routine en Lisp)
Fichier – Nouveau - acadiso3D.dwt OK
Dessin de la première marche
Dessin d’une cercle de rayon 7,5 cm et un autre de rayon 110 cm. Ligne verticale du centre au
quadrant inférieur. Rotation copie de 10° et de – 10°.
Avec la fonction CONTOUR faire une polyligne de la marche.
Placer la polyligne sur le calque MARCHE. Extruder la marche de 5 cm.
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Tracer un cylindre dans le coin inférieur gauche de la marche, d’un rayon de 2 cm et d’une hauteur
de 90 cm.
Créer un matériau pour les marches. Commande MATERIAUX
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Recommencer pour la texture METAL du poteau.
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Appliquer les matériaux en les associant au calque souhaité.
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Les bases de la 3D
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Les bases de la 3D
Créer un bloc avec les 2 objets. Créer un bloc
(point de base = centre des 2 cercles (ici, le point 0,0,0 et unité = centimètre). Commande BLOC.
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Méthode 1 : Générer l’escalier à partir d’une hélice
Fonction HELICE CYLINDRIQUE
- centre de l’hélice = 0,0,0
– rayon bas = 7,5 cm
– rayon haut = 7,5 cm
Tours: 1
Hauteur : 270 cm
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A l’aide de la fonction DIVISER, diviser l’hélice en 17 segments égaux, jalonnés par le bloc créé plus
haut.
Menu DESSIN – POINT – DIVISER – sélectionner l’hélice – OPTION bloc – entrer MARCHE_CYLINDRE
comme nom – oui – ALIGNER – entrer 17 comme nombre de segments.
Supprimer la marche en trop (celle qui se trouve au ras du sol.
Menu DESSIN – POINT – DIVISER – sélectionner l’hélice – OPTION bloc – entrer MARCHE_POTEAU
comme nom – oui – ALIGNER – entrer 17 comme nombre de segments.
Extruder un petit cercle de centre 0,0,0 et de rayon 7,5 cm sur 270 cm pour créer la colonne centrale.
Placer cette colonne sur le calque « garde-corps ».
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Méthode 2 : Générer l’escalier à partir de la commande réseau
Hauteur de l’escalier : 270 cm
Hauteur de marche : entre 14 et 15 cm
Nombre de marches : 18,
Commande réseau polaire
Point de base 0,0,0
Nombre d’éléments : 18, angle du réseau 360,
1 ligne, 1 niveau
Décomposer le réseau
Diviser l’axe central en 19 intervalles
Commande: _divide
Choix de l'objet à diviser:
Entrez le nombre de segments ou [Bloc]:
Nécessite un entier entre 2 et 32767, ou une option.
Entrez le nombre de segments ou [Bloc]: 19
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Puis utiliser la commande DEPLACER 3D pour chaque marche et placer chaque marche par
accrochage du point de base au point souhaité.
Extruder un petit cercle de centre 0,0,0 et de rayon 11 cm sur 270 cm pour créer la colonne centrale.
Placer cette colonne sur le calque « garde-corps ».
Méthode 3 : Générer l’escalier à partir d’une routine lisp.
La méthode précédente, peut s’avérer insuffisamment précise selon les cas de figure.
Pour être très précis dans la réalisation d’ouvrages, on peut utiliser une routine LISP, c’est-à-dire un
petit programme (un peu comme une macro). Pour trouver le code de votre escalier, allez sur
Internet. En effet, pour générer un escalier hélicoïdal, on peut facilement avoir recours à des
utilitaires sur Internet. Il faut chercher les routines dont on a besoin. On peut alors recopier la
routine dans le bloc note et enregistrer le fichier au format .lsp.
En effet les fichiers de code LISP sont des fichiers texte avec l’extension .lsp.
Lisp est un langage assez ancien très utilisé en programmation.
Le terme LISP vient de l’anglais et signifie « list processing ». C’est un langage simple qui a pour
particularité d’agir sur le code source.
Coller le code trouvé dans un document du bloc-notes
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Enregistrer ce document en l’appelant : escalier.lsp
Pour utiliser la routine. (ou sous-programme). Ouvrir le fichier du bloc MARCHE_CYLINDRE que vous
aurez puis enregistrer.
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Menu OUTILS – CHARGER UNE APPLICATION
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CHARGER – contrôler le bas de la fenêtre : un message indique que le programme est correctement
chargé. – Fermer.
Si vous avez un peu étudié le code proposé, vous avez compris que la fonction que nous avons
chargée se nomme esca.
Dans la ligne de commande saisir esca.
Puis répondre aux questions :
nom du bloc : marche_cylindre
point de base : 0,0,0
angle de rotation par marche : 20
hauteur des marches 15
nombre de marches 18
L’escalier est créé.
La rampe
Tracer une spline reliant les centres hauts des poteaux.
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Tracer le profil de la rampe, puis créer une région.
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Placer la région perpendiculairement à l’hélice de la rampe et par balayage faites la rampe.
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Balayer la spline avec la région.
Terminer les extrémités de la rampe par des sphères de rayon 4cm puis faire une union entre les 2
sphères et la rampe.
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Faire une sphère de rayon 11cm à la tête du tube central. Unir la tête au tube.
Raccorder les boules avec la rampe.
Rendu
Tracer une surface au sol.
Surface plane à partir d’un objet (l’objet est une polyligne, ici un cercle).
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Attacher le nouveau matériau au calque SOL.. Utiliser le mappage des matériaux pour mettre à
carrelage à une échelle convenable, et peaufiner la couleur.
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Placer 3 sources lumineuses autour de l’escalier
Source 1 – hauteur 600, intensité 0,75, ombres actif
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Source 2 (à l’avant, hauteur 400, intensité 0,4, ombre inactif
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Source 3 à l’arrière : hauteur 150,
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Les bases de la 3D
Effectuer un rendu (RR) en qualité optimale pour contrôler l’état de la lumière et éventuellement,
renforcer l’intensité de la lumière.
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Caméra
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Vidéo
Nous allons utiliser la spline créée plus haut pour contrôler la trajectoire de notre caméra.
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Déplacer la spline de 60 cm en hauteur.
Onglet RENDU
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ANIMATIONS
TRAJECTOIRE DU MOUVEMENT D’ANIMATION
Vue en perspective
Pour la trajectoire, sélectionner la spline et lier la cible de la caméra à cette trajectoire.
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Ajuster l’emplacement de la caméra et le tracé pour obtenir la vidéo souhaitée.
Pour visualiser un des résultats possible, suivre ce lien :
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