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Blender pour l'impression 3D

Importer un modèle 2D

Ce n'est pas parce que la 3D existe que la 2D en est pour autant bannie. De nombreux fichiers n'ont actuellement de sens qu'en 2D (photos, logos...), mais peuvent avoir un intérêt à passer à la 3D, y compris à l'impression. Nous verrons dans ce chapitre comment importer des dessins vectoriels 2D ainsi que des images bitmap pour les utiliser dans Blender avant de les imprimer.

Importer un dessin vectoriel SVG

Dans de nombreux cas, il sera nécessaire de partir d'un dessin vectoriel 2D créé par un logiciel dédié comme Inkscape (téléchargeable sur le site officiel www.inkscape.org); ou de l'exporter à partir d'une autre application CAD. Les formats supportés par Blender pour l'import de fichiers vectoriels ne sont pas nombreux. Le seul qui soit spécifiquement implémenté est le SVG.

Le SVG (Scalable Vector Graphics) est une recommandation du W3C accessible en ligne à l'adresse http://www.w3.org/TR/SVG/. Une traduction en français un peu ancienne est disponible sur le site http://www.yoyodesign.org/doc/w3c/svg1/. Le SVG est en constante discussion depuis 1998. La première recommandation basée sur une proposition d'Adobe est parue en 2001 et a depuis subi plusieurs mises à jour partielles. SVG a été conçu pour être un format d'échange universel, pratique à utiliser sur le web. Les fichiers SVG sont de la famille XML, composée d'un fichier texte interprétable et modifiable ; lisible par tout navigateur web. Le SVG s'impose peu à peu comme un format d'échange important, mais aussi comme un format de publication par défaut pour les dessins vectoriels, en particulier dédiés à l'édition électronique. Encore rare il y a quelques années, il fait maintenant partie de la boîte à outils de tout logiciel performant et Blender n'échappe pas à la règle.

Ainsi, même si Blender dispose d'outils permettant d'éditer des courbes de Béziers ou autres formes de courbes vectorielles, les fichiers fournis au format SVG réalisés dans d'autres logiciels seront fréquents et surtout ces logiciels peuvent fournir des outils bien plus pratiques dans le dessin 2D que Blender lui-même.

En général, les formes ainsi importées dans Blender seront extrudées, parfois combinées à d'autres formes, selon les besoins et les objectifs.

Dans l'exemple suivant, nous partirons du logo de FlossManuals francophone conçu en deux couleurs, et pour faciliter l'utilisation dans Blender, nous avons combiné toutes les formes de même couleur entre elles.

Logo de base en SVG dans Inkscape

Dans un nouveau fichier Blender, supprimez le cube par défaut, placez-vous en vue de dessus [NumPad 7] ou [View>Top] pour mieux voir ce qui va être importé.

Allez alors dans [File>Import>Scalable Vector Graphics (.svg)]. Naviguer alors les dossiers pour récupérer le fichier SVG. Il apparaîtra alors au centre de la scène. Sa dimension sera peut-être trop petite pour le voir correctement. N'hésitez pas à zoomer.

Logo SVG importé dans Blender

Si nécessaire, dé-zoomez pour voir l'intégralité de la scène puis placez la souris au plus près de l'origine (petit rond orange). Sélectionnez l'ensemble des formes et mettez le logo à une échelle correcte manuellement avec [S] et en éloignant progressivement la souris. Vous pouvez vous y reprendre en plusieurs fois et déplacez-le si besoin avec [G].

Nous avons ici l'impression que le texte a disparu, mais un affichage rapide en mode filaire [Z] nous montrera qu'il est bel et bien présent. En passant en mode Édition, on voit les courbes de Bézier apparaître. Il est alors possible d'adapter la forme si besoin en manipulant les poignées.

Lobjet importé en mode filaireLes courbes récupérées du SVG

Sélectionnez maintenant la forme noire avec un clic droit [RMB] et dans le panneau de propriété Path, à droite de l'espace 3D, augmentez légèrement le réglage Extrude en le passant par exemple à 0.002. Vous ne voyez pas encore les modifications. Passez en vue de face [NumPad 1] ou de côté [NumPad 3] et voyez l'épaisseur extrudée. Celle-ci sera très claire en mode filaire [Z].

Extrusion de courbe dans Blender

Sélectionnez alors le texte et extrudez-le de la même façon en passant le réglage à 0.003 ; on peut voir que la partie blanche du logo représentant le livre est extrudée simultanément conformément à la préparation de notre fichier dans Inkscape.

Tout cela est bien, mais en y regardant de plus près un petit problème se pose : repassez en affichage solide [Z] et allez en vue de côté [NumPad 3] ou orthogonale [NumPad 5]. On peut voir que la forme a été extrudée des deux côtés de la courbe 2D, ce qui fait que la forme blanche et la forme noire ne sont pas alignées au sol l'une avec l'autre. Si cette configuration est possible, il ne faudra pas oublier de repositionner [G] éventuellement les formes pour les aligner correctement d'un côté.

Alignement de courbes extrudées dans Blender Logo final en 2 couleurs extrudées

Exporter directement des objets courbes de bézier ne donnera pas un modèle exploitable pour l'impression. Il est nécessaire préalablement de les convertir en maillage, afin de pouvoir nettoyer le modèle avant l'export.
Pour cela en mode objet, utilisez le raccourci [Alt C] et cliquez sur le deuxième choix Mesh from Curve/Meta/Surf/Text.
Mais on s'aperçoit en edit mode que le maillage généré par la conversion n'est pas manifold.

Ce problème peut être résolu rapidement en fusionnant les vertex des parties frontales et ceux des parties latérales situés à la même position.
Il suffit de tout sélectionner avec la [touche A] et de supprimer les doublons avec l'outil Remove Doubles [W].

Et le résultat est un maillage fermé où les vertex sont communs aux parties frontales et latérales.

Il vous reste à faire de même pour l'autre objet courbe.

 

Pour une impression bicolore sur une imprimante avec deux extrudeurs,  chaque couleur est à exporter en tant qu'un fichier .STL propre, afin d'être plus facilement géré par le logiciel de l'imprimante.
Pour la mise à l'échelle et la procédure d'exportation, se référer au chapitre Exporter en .STL ou .OBJ.

Utiliser un bitmap pour modifier son maillage

Pour imprimer des objets au relief assez complexe, ou riche, il n'y a pas méthode plus rapide que d'utiliser une texture issue d'une image, de type photo ou dessin scanné. Cette image sera de préférence enregistrée au préalable en niveaux de gris car Blender n'en exploitera que les valeurs et pas les couleurs. Les variantes de gris seront alors utilisées pour modifier l'épaisseur du maillage grâce au modificateur Displace.

 (image Lithophanie1_durchlicht_http_en.wikipedia.org_wiki_Lithophane.png)

Nous allons utiliser ce principe pour modéliser une lithophanie dont les variations d'épaisseur serviront de décoration lumineuse.

Afin d'importer l'image comme un objet physique dans Blender, il est plus simple d'utiliser l'add-on "import-export: Images as Plane". Rendez-vous dans [File>User Preferences] et activez-le.
Allez ensuite dans [Add > Mesh > Images as Plane] et sélectionnez votre image.


 

Revenez sur la vue 3D et passez en mode Édition [TAB]. Pour réaliser une lithophanie, une image en noir et blanc déplacera le maillage subdivisé grâce à un modificateur. Afin de définir un cadre plan, non affecté par la mise en relief, ultérieurement,  il est nécessaire d'extruder les arêtes du pourtour du plan [Alt E > Extrude Only]. Par défaut, l'extrusion est couplée avec une opération de déplacement. Ici, la translation n'est pas souhaitée. Faîtes un clic droit pour l'annuler.

 

Désormais, il faut éloigner le pourtour extrudé du cadre par un agrandissement [S] très léger d'une valeur de 1.01.

Pour plus de clarté, l'agrandissement  a été éxagéré sur la capture d'écran suivante.

Sélectionnez maintenant la face centrale; l'objectif étant de limiter l'effet du déplacement de vertex  par notre image à cette face. Vous devez pour cela créer un vertex group:

Dans les propriétés du maillage, onglet vertex groups, cliquez sur le [+] puis [assign]. 

Sélectionnez  l'intégralité des vertex [A][A] et mettez votre objet à la taille à laquelle vous voulez l'imprimer [S] et mettez les normals vers l'exterieur avec le raccourci [Ctrl + N].

Sortez du mode Édition [Tab].

Tout comme les pixels de l'image définissent sa qualité de résolution. Désormais, il faut densifier le maillage. Allez dans les propriétés des modificateurs et ajoutez un modificateur Multiresolution, sélectionnez Simple, cliquez sur subdivide 7 fois. A chaque niveau de subdivision, chaque face est subdivisée en 4 nouvelles faces. 7 subdivisions suffisent pour les images avec peu de détail.

Ajoutez un modificateur [Displace]; sélectionnez votre image dans texture ainsi que le groupe précédemment créé dans vertex group et dans [Texture Coordinates] sélectionnez [UV].
Augmentez enfin la valeur absolue [strength] pour avoir un volume satisfaisant.
Le modificateur pousse les blancs vers le haut et les noirs vers le bas.
Puisque notre image n'est pas un négatif, il faut que la valeur strength soit négative pour inverser ce comportement.
Passez la valeur midlevel à 0 pour que rien ne soit au dessus du cadre. Cette valeur par défaut à 0.5 permet de régler le niveau à partir duquel commence la mise en relief.


Le niveau de subdivision du modifier Multiresolution peut être plus poussé pour un meilleur respect des détails. Cependant cela signifie que le nombre de faces du modèles va passer de plusieurs centaines de milliers de faces à plusieurs millions. Hors à ce niveau, suivant votre configuration, le modèle peut être lourd à gérer. Avec l'image utilisée, nous l'avons poussé jusqu'à 9.

Repassez en edit mode et sélectionnez uniquement le pourtour de l'objet [Shift Ctrl Alt M]. D'abord extrudez-le et agrandissez-le comme précédemment mais avec une valeur de 1.1 pour définir le cadre de la lithophanie.

Le maillage à 9 niveaux de subdivision est tellement dense qu'il apparaît noir. Seules les faces étirées du cadre laissent apparaître des mailles. Il peut paraître plus simple de faire les extrusions avant d'appliquer les modificateurs. Mais dans ce cas, beaucoup plus de faces inutiles vont alourdir le maillage.


Grâce à la valeur midlevel à 0, le déplacement s'est fait sous le cadre. Pour un déplacement avec une force positive, il aurait fallu mettre la valeur midlevel à 1.

Extrudez maintenant vers le bas pour donner une épaisseur à votre objet (pas trop pour laisser la lumière transparaître mais suffisamment pour lui donner assez de solidité).

Enfin, refermez l'ouverture du maillage en faisant un Fill [Alt F] plutôt qu'un Grid Fill générant plus de faces.