Questo tutorial si rivolge a tutti coloro che sono interessati ad avvicinarsi per la prima volta al software di modellazione tridimensionale Blender. Blender è un software open source di livello professionale, che permette di modellare per la stampa 3D, di fare modellazione parametrica e organica, di realizzare render, video, contenuti per app di realtà virtuale e aumentata, senza nulla invidiare a software più blasonati (ma sopratutto più costosi).

Esiste inoltre una community di sviluppatori che garantisce aggiornamenti frequenti, decine e decina di plugin per gli scopi più disparati, e numerosi forum in cui è possibile trovare le risposte a dubbi o problemi; è inoltre uno dei software di modellazione 3D di cui si trovano on-line il maggior numero di tutorial.

Questo è solo il primo tutorial di una serie che pubblicheremo nelle prossime settimane e con i quali affronteremo alcuni workflow particolarmente interessanti.

In questo primo tutorial vedremo come modellare il ponte di pietra di Parma, creando un modello ottimizzato per la stampa 3D. Questo modello è stato realizzato per la “Mappa tridimensionale di Parma romana”, un plastico ricostruttivo della città di Parma in epoca romana, realizzato da 3D ArcheoLab e 3D Virtual Museum con il contributo del Comune di Parma.

L’obiettivo della modellazione era di ottenere un modello digitale del ponte che fosse metricamente corretto, rispetto ai dati archeologici a disposizione, e che potesse essere stampato alla scala 1:1000.

Apriamo Blender; la prima schermata che ci troviamo davanti è quella standard con 3 oggetti: un cubo, una fonte di illuminazione e una camera.

Premendo il tasto A, vedremo che il programma deselezionerà tutti gli oggetti presenti in scena; premendo una seconda volta il tasto A tutti gli oggetti saranno nuovamente selezionati. A questo punto, per cancellare tutti gli oggetti premiamo il tasto X + tasto sinistro del mouse.

Dovendo lavorare all’interno di una scena che possa essere metricamente corretta, è necessario prima inserire la nostra unità di misura all’interno della scena. Selezioniamo l’icona scena all’interno del menù di destra, dopodiché selezioniamo il menù a tendina “Units > Units Presets” e selezioniamo metri: le impostazioni in Length si modificheranno automaticamente secondo il sistema metrico.

Una volta impostata la nostra scena, sarà necessario inserire i dati relativi alle dimensioni che dovrà avere il nostro modello, questo per permetterci una più rapida elaborazione e modellazione. Per fare questo è necessario aprire una nuova finestra all’interno del programma: selezioniamo l’orologio (Timeline) posizionato nella barra più bassa della schermata e scorriamo l’elenco fino a Text Editor.

Una volta aperta la finestra, clicchiamo su New: da qui è possibile inserire i dati relativi alle misure che dovremo utilizzare. Questo strumento, infatti, ci permette di tenere salvato in formato .txt all’interno di Blender tutte le informazioni scritte che vogliamo riportare e che possono essere utili alla modellazione, oltre a poterlo usare anche come blocco per appunti.

Nel nostro caso, le informazioni relative alla struttura da incollare nella finestra di testo sono:

• 10 archi a tuutto sesto dal diametro tra 9 e 11 m;
• larghezza complessiva dei piloni di sostegno al ponte pari a 2,50 m;
• sporgenza dei frangiflutti pari a 1,30 m (il primo e l’ottavo sporgono invece di 8 m);
• lunghezza complessiva del ponte pari a 140 m;
• larghezza della strada alla prima arcata pari a 4,60 m, andando a restringersi fino a 3,80 m alla terza arcata.

Una volta terminata questa fase di preparazione, saremo finalmente pronti a cominciare a modellare. Per prima cosa sarà necessario inserire all’interno della scena un solido da cui partire: in questo caso inseriremo un cilindro. Premendo sulla tastiera la combinazione di tasti Shift+A apparirà un menù a tendina: spostiamo il cursore del mouse sopra la voce Mesh e, una volta aperta la sottocartella, andiamo a cliccare sulla voce Cylinder (il tasto comunemente definito Shift su tastiera italiana è anche chiamato Maiusc ed è indicato con il simbolo ↑; da qui in poi il tasto verrà indicato come Shift). Al centro della nostra scena comparirà il cilindro.

Per avere una maggiore chiarezza sulle forme, dimensioni e disposizioni dell’oggetto, facciamo una breve panoramica della scena utilizzando i controlli del nostro Numpad, posizionati a desta sulla tastiera (per coloro che non dovessero averlo incorporato, è possibile collegarlo separatamente tramite porta USB). Per passare dalla visione Prospettica a quella Ortogonale è sufficiente premere il tasto 5. I tasti 1 e 3 permettono di avere la visuale rispettivamente Frontale e Laterale Destra dell’oggetto in scena, mentre il tasto 7 posiziona l’osservatore Sopra l’oggetto. Il tasto 9 permette invece di spostarsi nella posizione diametralmente opposta a quella attuale (ad esempio se volessimo trovarci in posizione Posteriore all’oggetto, basterà selezionare il tasto 1 per metterci frontalmente e subito dopo il tasto 9).

Posizioniamoci al di sopra del nostro oggetto (tasto 7) e passiamo dalla modalità Object Mode a quella Edit Mode. Per fare questo dobbiamo selezionare il menù a tendina in basso a sinistra con la dicitura Object Mode e andare a selezionare la voce di nostro interesse.

Ci accorgeremo che sul nostro oggetto compariranno dei vertici. Questa modalità ci permette di influire direttamente sulle geometrie dell’oggetto in scena selezionato, consentendoci quindi di trasformare un semplice cilindro in qualcosa di più articolato.

Una volta entrati in Edit Mode, deselezioniamo l’oggetto premendo il tasto A e col cursore del mouse andiamo a selezionare il riquadro illuminato al centro del menù in basso. Questo comando ci impedisce di selezionare quei vertici/spigoli/facce che non sono visibili sullo schermo quando facciamo una selezione di gruppo. Una volta deselezionato il comando, tutto questo sarà invece possibile.

Quindi, una volta deselezionati tutti i vertici in scena, premere il tasto B: tenendo premuto il tasto sinistro del mouse e spostando il cursore lungo la scena, sarà possibile selezionare solo i vertici da quelli centrali (esclusi) al vertice più basso. Controllare che tutti i vertici siano selezionati come previsto (anche quelli “sotto”), premere X e selezionare la voce Vertices. In questo modo vedremo che ciò che rimarrà in scena saranno solo i vertici della parte superiore del nostro cilindro. Seguendo la stessa procedura, cancellare anche una delle due file di vertici, in modo da rimanere solo con un semicerchio di 17 vertici.

Alla fine di questo passaggio ci troveremo finalmente al punto di partenza per iniziare a modellare il nostro ponte romano partendo dalle arcate. Mantenendoci in Edit Mode, premere il tasto N per aprire il menù a tendina Numeric sulla destra. Scorrere il menù fino alla voce Mesh Display e sotto Edge Info selezionare Lenght: adesso tutti gli spigoli presenti in scena mostreranno la loro lunghezza effettiva secondo il sistema di misura inizialmente indicato, nel nostro caso in metri.

Quello che ci aspetta adesso è la fase di scalatura. Per evitare che il nostro oggetto ingrandisca senza poterne controllare l’effettivo aumento o semplicemente se desideriamo che la sua crescita parta da un vertice preciso, senza che esso si sposti, dobbiamo muovere il nostro cursore sul vertice di nostro interesse. Selezioniamo col tasto destro del mouse il vertice sinistro del semicerchio e premiamo sulla tastiera la combinazione di tasti Shift+S. Comparirà sullo schermo la finestra di Snap, dove dovremo selezionare Cursor To Selected. Vedremo che il cursore si sposterà automaticamente sul vertice selezionato.

Una volta spostato il cursore sul vertice, andiamo a cambiare il Pivot, ossia il centro di riferimento per la nostra scalatura, dall’icona alla destra delle modalità di display dell’oggetto. Blender imposta automaticamente di default il pivot come Median Point: per il nostro lavoro dovremo modificarlo, selezionando la voce 3D Cursor.

A questo punto siamo in grado di scalare il nostro arco delle dimensioni volute: è necessario premere il tasto S e allargare l’arco delle dimensioni necessarie (in questo caso sappiamo che il primo arco avrà un diametro di 9 metri).

Per poter visualizzare la distanza esatta tra i due vertici più bassi, selezionarli entrambi e premere il tasto F. Si verrà a creare un segmento che unirà i due, dandovi anche l’esatta distanza che intercorre tra loro.

Per realizzare i restanti archi, sarà necessario clonare il lavoro appena fatto, spostarlo di una dimensione pari a quella relativa ai nostri dati e allargarlo nuovamente. Per fare ciò useremo quasi tutti i comandi visto finora. Selezionare con B l’intero arco e premere Shift+D: questa combinazione duplicherà la vostra selezione. Spostiamo sull’asse delle X il duplicato, premendo i tasti G+X e distanziamolo dal primo di una lunghezza pari a 2,5 m. Spostiamo il cursore sul vertice all’estremità sinistra del duplicato, selezioniamo tutti i vertici del duplicato e scaliamo, fino ad avere un diametro di 9,5 m. Continuare a duplicare, spostare e scalare finché l’ultimo arco (uno dei due centrali) non raggiunge un diametro pari a 11m.

A questo punto, quello che abbiamo davanti altro non è che metà del nostro ponte: non resta che cancellare i lati che collegano i vertici inferiori degli archi tra loro (“Edge Select > selezione del lato col tasto destro del mouse > tasto X > invio“) e unire i vertici alla base delle arcate tra loro, in modo da creare i piloni di supporto del nostro ponte (“Vertex Select > Ctrl+selezione dei vertici col tasto destro del mouse > tasto F”).

Per realizzare le pareti del nostro ponte è necessario unire i vertici delle nostre arcate tra loro. Per questo scopo non dovremo fare altro che ripetere il procedimento adottato nella fase precedente: “Vertex Select > Ctrl+selezione dei vertici col tasto destro del mouse > tasto F“. E’ possibile velocizzare il procedimento di selezione dei singoli vertici: una volta selezionato un vertice, tenendo premuto il tasto Ctrl e selezionando il vertice al lato opposto rispetto a quello di partenza; vedremo come tutti i vertici sul “cammino” di quello iniziale si saranno illuminati. In questo modo sarà più rapido questo compito di “riempimento”.

In qualsiasi fase di unione, è buona norma unire i vertici in modo tale che formino una facciata a un rettangolo: in questo modo sarà più facile apportare modifiche in un secondo momento, nel caso dovesse esserci bisogno.

Al termine della fase di unione dei vertici sarà necessario estrudere le parti del nostro modello bi-dimensionale e renderlo a tutti gli effetti un modello 3D. Selezioniamo l’intera scena premendo il tasto A, posizioniamoci nella visuale Top Ortho (tasto 7) e premiamo la combinazione di tasti E, Y e 4,6 (questi ultimi indicano i metri di larghezza del ponte).

Può capitare che durante questa operazione le normali delle facce possano comparire invertite, generando delle variazioni di colore sulla superficie del modello. Per correggere questo errore basta semplicemente entrare nel menù Transform premendo il tasto T.

Entriamo in Edit Mode e selezioniamo la scena con il tasto A. Spostiamo il cursore del mouse sul menù “Transform > Shading/UVs” e, sotto la voce Normals, premere Recalculate.

Tornando in modalità Object Mode potrete vedere, attraverso i colori, come le normali abbiano cambiato direzione, modificando di conseguenza la visuale del modello.

Il prossimo passaggio riguarda la modellazione dei frangiflutti del ponte, posizionati alla base delle arcate del ponte stesso. Per crearli basterà utilizzare i comandi di estrusione, scalatura e riempimento che abbiamo usato fino adesso.

Iniziamo selezionando i 4 vertici alla base di un pilone, premiamo i tasti E e S e scaliamo estrudendo. Ripetiamo l’operazione fino ad avere una sorta di cubo alla base del pilone e chiudiamo la facciata sottostante con il tasto F. Ripetiamo il procedimento anche per tutte le basi degli archi del ponte, ad eccezione dell’ultimo sulla destra.

Per modificare la forma del frangiflutti e renderlo più appuntito (così come previsto dai nostri dati), creiamo un anello che taglia a metà i pilastri con la combinazione di tasti Ctrl+R. Deselezioniamo tutto con il tasto A, selezioniamo due vertici centrali di un frangiflutti e trasciniamoli sull’asse delle X di 1,30 m (la più esterna sulla destra deve sporgere di 8 m).

Avendo terminato i frangiflutti, ciò che manca al nostro ponte sarà uno scorrimano lungo i suoi bordi. Passiamo quindi a crearli: “Ctrl+R+2 > allontaniamo gli anelli, in modo tale che il loro spessore risulti circa 25 cm > Face Select > selezioniamo tutti le facce che compongono i due scorrimano > tasto E+Z+1,5 (metri di altezza)”.

Tornando alla Object Mode, avremo finalmente metà del nostro ponte (basta semplicemente che allunghiamo la parte più esterna dell’ultima arcata di destra fino a far raggiungere al modello una lunghezza sull’asse delle X pari a 70 m).

Per creare la seconda parte è sufficiente applicare un modificatore al modello. I modificatori sono proprietà della Mesh che permettono di apportare delle modifiche particolari e specifiche ai modelli, senza che ci sia il bisogno di svilupparle noi stessi: quindi, “Edit Mode > selezioniamo i due vertici al centro del frangiflutti posto all’estremità sinistra > Shift+S > Cursor To Selected > Object Mode >Shift+Ctrl+Alt+C > Origin To 3D Cursor“. Selezionare il menù dei modificatori indicato dalla chiave inglese e selezionare il modificatore Mirror sotto la categoria Generate.

I modificatori selezionati non verranno applicati fino a quando non verrà data conferma definitiva con Apply, quindi ricordarsi di selezionarlo solamente alla fine di tutto il lavoro, altrimenti non sarà possibile apportare modifiche rapide al lavoro e fare in modo che il modificatore ne tenga conto.

Passiamo ora alla fase di modifica della scala del modello per la fase di stampa. Non potendo stampare un modello 3D delle dimensioni reali del nostro ponte, è necessario modificare i parametri della scala attuale in una più ottimale al nostro lavoro (nel nostro caso la scala scelta è 1:1000). Apriamo il menù Numeric premendo il tasto N e nella sezione Scale, digitiamo 0,001 per tutti e tre i campi relativi agli assi.

Al termine di questo passaggio è possibile vedere come i fattori di scala siano stati modificati da 1.000 a 0,001 (di fatto 1:1000).

Per applicare il nuovo fattore di scala e renderlo in questo modo l’unità del nostro modello, premiamo la combinazione di tasti Ctrl+A e selezioniamo alla voce “Apply > Scale“.

Una volta applicata la modifica del fattore di scala possiamo vedere che nel menù a lato i valori delle tre assi sono tornati a 1.000.

Adesso, al termine del nostro lavoro, possiamo selezionare il comando Apply per impostare definitivamente il modificatore Mirror al nostro modello.

Ultimo passaggio del nostro lavoro è l’esportazione in un formato ottimizzato per la stampa 3D. Per fare questo, selezioniamo in alto a sinistra il menù “File > Export > Stl (.stl)“.