Clase 15. Modelando en 3D

MODELANDO 3D - CASA

Cuando dibujamos un plano, un corte, una elevación o cualquier objeto en 2 Dimensiones, por defecto AutoCAD lo dibuja en el plano XY del espacio tridimensional. La coordenada Z también existe en la vista por defecto, sólo que esta apunta hacia nosotros de forma perpendicular a la pantalla.

Además de las geometrías 3D que tenemos, podemos modelar (crear un modelo 3D) utilizando como base los dibujos creados en 2D, ya que podemos convertirlas en sólidos 3D mediante herramientas especializadas para ello.

En este ejercicio modelaremos una casa en 3D mediante AutoCAD utilizando técnicas de modelado de líneas y basándonos en un plano 2D dado. Para la correcta realización de este tutorial, se incluye el archivo tutorial03_modeladolineas.dwg el cual es un plano 2D de una vivienda.

Nota: este tutorial se basa principalmente en la versión en inglés del programa. Si se desea ejecutar los comandos en inglés en la versión en español, basta que en la línea de comandos se agregue el signo “_” antes de colocar el nombre. Ejemplos: _box,  _move, _3drotate, etc.

Preparando el entorno de trabajo:

Primero debemos equipar AutoCAD con las herramientas adecuadas para el modelado 3D. Podemos realizar esto al abrir el programa ya que elegiremos el espacio de trabajo llamado 3D Modeling en el siguiente menú de AutoCAD:

O en las versiones más antiguas, yendo a: letra A >> tools >> Workspace >> 3D Modeling.

Ahora comenzaremos cargando el archivo tutorial02_modeladolineas.dwg en AutoCAD. Para ello debemos abrir el archivo (file >> open…) y seleccionamos el archivo. Al seleccionarlo, La pantalla nos abrirá el archivo tal como muestra la imagen:

En este caso, tenemos una vivienda de 2 pisos con sus cuatro fachadas y la planta de sus dos pisos. Es importante establecer las condiciones del dibujo 2D antes de comenzar el modelado 3D.

1) El dibujo debe estar bien trazado. Esto quiere decir que hay que tratar que las líneas sean lo más continuas posibles, evitando unir dos líneas a la mitad de un trazo. Al estar bien trazado evitaremos problemas derivados del uso de las herramientas de modelado 3D. Cuando alguna de estas no funciona, lo lógico es que sea por una falla del dibujo 2D.

2) los elementos deben estar alineados en el mismo plano 2D. Esto quiere decir que no debe haber elementos sueltos “elevados” en el eje Z o en la altura. De lo contrario no podremos extruir las formas puesto que esta función sólo se realiza si las líneas o formas cerradas están contenidas en el mismo plano.

3) Asegurarse que las formas cerradas estén bien “cerradas”. Otra de las causas que la extrusión falle es que las líneas no se intersecten en un punto o arista (lo mismo en el caso que las líneas se traslapen). Esto es importante en elementos como muros o muebles, ya que a veces suelen estar separadas pero no se aprecian a simple vista ni al hacer Zoom.

4) Borrar las líneas sobrantes: hay veces que se dibujan más líneas que se sobrescriben entre sí, lo ideal es borrar todas y dejar sólo la definitiva. Esto hará más liviano el archivo y nos evitará problemas de dibujo y por ende, de modelado 3D.

5) Establecer criterios de trabajo con capas: lo ideal es trabajar con capas dividiendo el dibujo según cada elemento, como por ejemplo muros estructurales, tabiques, mobiliario, etc.

Volviendo a nuestro archivo 2D, al escribir layer en la barra de comandos nos aparece la siguiente estructura:

Procedemos a apagar (clickeando en la ampolleta) todos los layers a excepción de MUROS ESTRUCTURALES, ya que trabajaremos con ella.

Modelando la estructura del primer piso:

La vista nos queda de esta manera. Por defecto, la vista está en el plano XY y el modo de visualización está en 2D wireframe. Podemos cambiar el modo de visualización escribiendo visualstyles o en el siguiente menú ubicado en la persiana views:

O en las versiones de autoCAD antiguas, yendo a view >> visual styles.

Allí podemos elegir varios estilos visuales, los cuales son tratados en profundidad en el tutorial de cámaras y estilos visuales.

La plantilla 3D corresponde a la opción realistic. Podemos elegirla para continuar trabajando o bien dejar la opción 2D Wireframe que viene por defecto.

Ya que tenemos las líneas de los muros perimetrales, lo que debemos hacer es cerrar la mayor cantidad de líneas posibles para ayudar a que la conversión a 3D sea más sencilla. Para esto, escribimos la opción pedit (editpol en inglés), seleccionamos una de las líneas y nos preguntará si queremos transformarla en polilínea. Por defecto la opción es yes (sí), así que presionamos enter y ahora nos aparecerán varias opciones, elegimos join o escribimos J y luego enter. El comando nos pedirá seleccionar las líneas que deseemos juntar y seleccionamos todas las líneas de los muros perimetrales a excepción de las divisiones de las ventanas (imagen). Cuando terminemos la selección presionamos 2 veces enter para terminar el comando. Ahora las líneas se han convertido en una sola polilínea.

Repetimos el proceso con el otro lado y tendremos formados nuestros muros. Repetimos lo mismo con el segundo piso.

Truco: podemos unir las líneas con el comando join (J) sin necesidad de hacerlo con pedit, incluso sin tener que ejecutar UCS.

Cuando tenemos listas las uniones de líneas de nuestros muros, en la barra de comandos escribimos viewports (ventanas) para ir al panel de ventanas gráficas y elegimos la configuración two:vertical (dos:vertical) para que nos divida en 2 vistas.

Podemos cambiar la vista del lado derecho a perspectiva (presionando el ícono home) y luego cambiar el estilo visual a realista (si la grilla está desactivada, la activamos con F7 o desde el ícono de rejilla). Las vistas deben verse así:

Nos vamos a la vista perspectiva y ahora comenzaremos a levantar la casa en 3D: primero que todo nos conviene activar las capas COTAS y FACHADAS para tener una referencia de las alturas a configurar. Si queremos conservar el plano 2D, antes de proceder a la extrusión nos conviene salvar una copia de este para futuras referencias.

Ejecutamos el comando extrude o presionamos el ícono de la imagen izquierda. Extrude nos permite convertir una forma 2D en un sólido, definiendo como lados las líneas o curvas de la forma 2D y estableciendo una altura definida. Nos pedirá los objetos a extruir y seleccionamos las líneas del primer piso, cuando nos pregunte la altura definimos 2.6 y luego damos enter para cancelar el comando. Repetimos el proceso con las líneas siguientes. Nos debiera quedar como la imagen del lado. Ahora las líneas se han convertido en sólidos 3D, pero se habrán eliminado las líneas originales.

Al extruir cualquier línea 2D y convertirla en un elemento sólido, por defecto el elemento creado se agregará a la capa activa.

Ahora procederemos a crear un nuevo layer (capa) para asignarlo a los muros recién creados. Lo creamos con el nombre muros_estructurales3D y mediante las propiedades rápidas o F12, seleccionamos los sólidos y los asignamos a ese layer.

Otra forma de levantar los muros es con un comando llamado presspull, el cual levantará automáticamente el área que existe entre las formas cerradas sólo eligiendo cualquier espacio entre las líneas que la forman (notaremos esto al segmentarse el área seleccionada). Eso sí, hay que tener cuidado con este comando pues no es poco común que falle o que en algunos casos haga que se caiga el programa.

Nos conviene cambiar el color del layer por uno más claro, para hacer más fácil la distinción de las líneas y las aristas de los sólidos.

Ahora vamos a definir los vanos de las puertas y algunas vigas.

Podemos ayudarnos con la vista de planta y activando el layer ventanas-puertas para verlos.

Siguiendo estas referencias procederemos a dibujar los vanos, mediante el comando box para formar un prisma. Esta caja formará el vano que unificará los muros. Para dibujarlo, activamos el comando box (o el ícono de primitivas pllamado box), luego definimos como primer punto un extremo del muro y como segundo punto el opuesto, luego movemos el Mouse hacia abajo y cuando nos pregunte la altura, escribimos 0.2 y damos enter. Repetimos el proceso en el resto de los vanos.

Para el caso de la puerta, debemos aplicar el comando extrude, seleccionamos el rectángulo de la puerta,  luego asignamos como altura 0.2 para finalizar con enter.

Luego lo debemos mover con D tomando como primer punto una de las aristas superiores del prisma recién creado (imagen) y desplazarlo hasta la arista superior del muro.

Ahora es cosa de seleccionar los sólidos recién creados y asignarlos al layer donde están los muros 3D para homogeneizar el primer piso.

Si apagamos todas las capas menos MUROS ESTRUCTURALES, notaremos que quedan algunas líneas. Estas son las líneas de división de las ventanas, lo que nos conviene en este caso es crear rectángulos tomando como puntos los extremos opuestos de las líneas, tal como se ve en la imagen. Esto nos servirá como referencia para dibujar los vanos de las ventanas.

Para definir las ventanas, necesitaremos extruir los rectángulos recién creados y posteriormente desplazarlos en torno al eje Z para luego efectuar una diferencia entre los muros y los sólidos de las ventanas. Debemos aplicar el comando extrude. Los valores de la extrusión son:

- 1.35 para las ventanas traseras.
- 1.9 para la ventana del frente.
- 1.8 para el rectángulo más pequeño.

Lo que debemos hacer a continuación es mover los sólidos recién creados para formar los vanos de las ventanas. Para ello utilizaremos el comando 3Dmove. Luego de ejecutarlo, seleccionamos el los sólidos y definimos como punto de inicio una de las aristas inferiores. Damos enter y podremos movernos para definir el eje. Deberemos dejar en amarillo el eje Z para que sólo permita el movimiento en ese eje, damos click para trabar el eje y luego definimos la magnitud, luego finalizamos con enter. Los valores del desplazamiento en Z son:

- 1.05 para las ventanas traseras.
- 0.5 para la ventana del frente y para el sólido más pequeño.

Una vez que tenemos nuestras ventanas, procedemos a activar la capa muros_estructurales3D y desactivamos las demás a excepción de la capa 0. Nos debe quedar algo parecido a la imagen del lado.

Para formar los vanos de las ventanas, debemos perforar el sólido en el área donde están los sólidos de las ventanas, para ello en la barra de comandos escribimos subtract: este nos permitirá restar un sólido de otro y nos ayudará a formar los vanos de las ventanas.

subtract: resta un sólido respecto a otro.

Al ejecutar el comando nos pedirá seleccionar el primer sólido, seleccionamos los muros y damos enter. Luego nos pedirá los sólidos a sustraer, seleccionamos uno de los sólidos negros de las ventanas (que está intersectado con el muro) y finalizamos con enter: se habrán formado los vanos. Repetimos el msmo paso para el resto de las ventanas.

Es recomendable realizar la diferencia seleccionando un solo sólido a la vez e ir guardando ya que a veces el programa tiende a caerse con alguna de estas operaciones.

Este es el resultado de las operaciones realizadas. Con esto damos por terminada la estructura del primer piso.

Modelando la estructura del segundo piso:

Ya tenemos definida la estructura del primer piso. Para proceder con el segundo piso, apagamos la capa muros_estructurales3D y activamos MUROS PERIMETRALES, ahora ya podemos borrar las líneas que sobraron del primer piso y procedemos a trabajar en las líneas del piso 2. Si queremos, podemos dejar la vista superior por defecto y cambiar a la vista alámbrica 2D.

Cuando tenemos listas las uniones de líneas de nuestros muros, en la barra de comandos escribimos viesports para ir al panel de ventanas gráficas y elegimos la configuración two:vertical para que nos divida en 2 vistas.

Podemos cambiar la vista del lado derecho a perspectiva (presionando el ícono home) y luego cambiar el estilo visual a realistic (si la grilla está desactivada, la activamos con F7 o desde el ícono de grid). Nos conviene activar las capas COTAS y FACHADAS para tener una referencia de las alturas a configurar.

Las vistas deben verse así:

Nuevamente volvemos a  ejecutar el comando extrude. AutoCAD nos pedirá los objetos a extruir y seleccionamos las líneas internas, cuando nos pregunte la altura definimos 2.8 y luego damos enter para cancelar el comando. Repetimos el proceso con las líneas exteriores pero la altura será de 2.7. Nos debiera quedar como la imagen del lado.

Ahora lo que debemos hacer es ejecutar el comando subtract para restar el sólido interior con el exterior, para formar los muros.

Para ello en la barra de comandos escribimos subtract: este nos permitirá restar un sólido de otro y nos ayudará a formar los muros. Al ejecutar el comando nos pedirá seleccionar el primer sólido, seleccionamos los muros externos y damos enter, luego nos pedirá los sólidos a sustraer, seleccionamos el sólido interno finalizamos con enter. Debe quedarnos como la imagen del lado.

Ahora procederemos a crear un nuevo layer para asignarlo a los muros recién creados. Lo creamos con el nombre muros_estructurales3D2 y mediante las propiedades rápidas o F12, seleccionamos los sólidos y los asignamos a ese layer.

Nos conviene cambiar el color del layer por uno más claro, para hacer más fácil la distinción de las líneas y las aristas de los sólidos, tal como en el piso 1.

Ahora procedemos a definir los vanos, tal como lo hicimos con el piso 1: ejecutamos box y tomamos como puntos los extremos superiores de los vanos, nos podemos ayudar activando la capa correspondiente. La altura también será la misma que en el piso 1 (0.2).

Para casos como la imagen del lado, podemos ayudarnos dibujando un par de líneas cruzadas que parten desde las aristas de los muros de la imagen, luego podremos dibujar el box sin problemas (debemos activar intersección en la referencia a objetos). Una vez dibujado, podremos borrarlas. Podemos activar Ortho (F8) para asegurarnos que la línea sea dibujada correctamente.

Si apagamos todas las capas menos MUROS ESTRUCTURALES, notaremos que quedan algunas líneas. Estas son las líneas de división de las ventanas, lo que nos conviene en este caso es crear rectángulos tomando como puntos los extremos opuestos de las líneas, tal como se ve en la imagen. Esto nos servirá como referencia para dibujar los vanos de las ventanas. En el caso del vano de la fachada del frente, definimos un cuadrado de extremo a extremo. El resultado es algo parecido a la imagen del lado.

Ahora definiremos las ventanas de la misma forma que en el piso 1. Aplicamos el comando extrude y le asignamos a las formas 2D los siguientes valores:

-  1.35 para todas las ventanas.
- 0.3 para las ventanas pequeñas.

Lo que debemos hacer a continuación es mover los sólidos recién creados para formar los vanos de las ventanas. Para ello utilizaremos el comando 3Dmove. Luego de ejecutarlo, seleccionamos el los sólidos y definimos como punto de inicio una de las aristas inferiores. Damos enter y podremos movernos para definir el eje. Deberemos dejar en amarillo el eje Z para que sólo permita el movimiento en ese eje, damos click para trabarlo y luego definimos la magnitud, luego finalizamos con enter. Los valores son:

- 1.1 para las ventanas grandes.
- 2.15 para las ventanas pequeñas.

Ya tenemos el segundo piso casi terminado. Ahora lo que debemos hacer es formar la secuencia de ventanas verticales del frente de la casa, para ello utilizaremos el comando matriz 3D. Escribimos 3darray y presionamos enter. Cuando nos pida el elemento a seleccionar, seleccionamos la ventana pequeña de la foto izquierda. Los parámetros que definiremos serán los siguientes:

- Array Type: rectangular.
- Number of Rows (número de filas): 1.
- Number of Columns (número de Columnas): 1.
- Numbre of levels (número de niveles): 5.
- Distance Between Levels (distancia entre niveles): -0.45.

Nos debe quedar como la imagen de abajo.

Ahora procedemos a encender el layer muros_estructurales3D2. Para formar los vanos de las ventanas, debemos perforar el sólido de los muros en el área donde están los sólidos de las ventanas, para ello en la barra de comandos escribimos subtract: este nos permitirá restar un sólido de otro y nos ayudará a formar los vanos de las ventanas.

Este es el resultado de las operaciones realizadas, y el final de la parte 1 del tutorial:

Resultado aplicando el comando render:

Descargar Tutorial (PDF) y Archivo Base (DWG):

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