Introduzione alla Grafica 3D
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Informatica Grafica Il processo di lavorazione
per le arti
La realizzazione di grafica tridimensionale
e' un processo molto complicato che
Introduzione alla richiede notevole potenza di calcolo.
Grafica 3D Generare un'immagine tridimensionale
puo' richiedere molto tempo.
Marco Gribaudo
marcog@di.unito.it
Il processo di lavorazione Il processo di lavorazione
Il processo di lavorazione viene quindi La costruzione consiste nella definizione
suddiviso in due fasi: del "mondo virtuale" che si vuole
rappresentare.
Costruzione (modellazione)
E' la fase che richiede piu' lavoro da parte
Generazione (simulazione e rendering) del disegnatore, ma non impegna
particolarmente il computer.
Il processo di lavorazione Il processo di lavorazione
La fase di costruzione e' a sua volta Le attivita' della fase di costruzione
suddivisa in numerose attivita' distinte. Le servono solamente a definire il mondo
piu' importanti sono: Modellazione - virtuale. Una volta che esso e' stato
Texturing - Illuminazione - Rendering - costruito, occorre "rappresentarlo".
Rigging - Blocking - Animazione - Clothing -
Dinamica - Special EFX - Compositing... La fase di generazione esegue le
operazioni (matematiche) necessarie per
Ogniuna di esse richiede abilita' distinte e creare gli elementi con i quali produrre
competenze specifiche! una vista del mondo modellato.Il processo di lavorazione Il processo di lavorazione
Questa fase richiede un grandissimo Molte delle attivita' svolte nella fase di
lavoro da parte del computer (in alcuni costruzione (Rendering - Clothing -
casi occorrono anche giorni). Dinamica - Special EFX - Compositing...)
hanno associata una fase di generazione.
Il disegnatore deve solamente "aspettare"
che il computer abbia finito di generare Normalmente questa attivita' prende il
l'immagine. nome di rendering (nel caso di Rendering
e Compositing) o di simulazione (nel
caso di Clothing, Dinamica o Special
EFX).
Il processo di lavorazione Il processo di lavorazione
La Modellazione si occupa della Il Texturing "dipinge" i modelli applicando
definizione dei modelli tridimensionali che immagini opportunamente disegnate od
compongono una scena. acquisite.
Esistono numerose tecniche di Una componente fondamentale di tale
modellazione. Le principali si chiamano: lavoro consiste nello stabilire il modo in
poligonale, NURBS e subdivison cui le immagini vengono applicate sui
surface. modelli 3d (definizione delle coordinate
di mappatura).
Il processo di lavorazione Il processo di lavorazione
Nella fase di Illuminazione si stabiliscono Nel Rendering si stabilisce il modo in cui
le fonti luminose che illuminano la scena. le texture reagiscono alle sorgenti
luminose che le illuminano.
Vi sono numerosi modi in cui si puo'
Il compito di questa fase e' di fare in modo
illuminare una scena per ottenere effetti
che i modelli sembrino costituiti da
piu' o meno realistici. L'esperto di
materiali specifici e presentino il livello di
illuminazione conosce queste tecniche e
realismo desiderato. Inoltre, l'esperto di
sa selezionare quella piu' opportuna.
rendering sa come ottimizzare una scena
per ridurne il tempo di generazione.Il processo di lavorazione Il processo di lavorazione
Una volta costruiti i modelli ed applicate Il Blocking stabilisce la posizione nella
loro le texture, occorre "muoverli" per scena dei vari modelli tridimensionali che
creare un'animazione. la compongono.
Nella fase di Rigging, si stabiliscono i Esso determina anche la posizione delle
controlli che un animatore avra' a inquadrature e gli spostamenti delle
disposizione per posizionare i modelli. "cineprese virutali" che riprendono la
scena.
Il processo di lavorazione Il processo di lavorazione
L'Animazione crea i movimenti veri e proprii Per quanto un animatore possa essere bravo,
dei modelli tridimensionali, utilizzando i controlli non riuscira' mai a rendere un livello di realismo
creati nella fase di rigging. elevato nel simulare alcune (anche semplici)
leggi fisiche.
Vi sono diversi livelli di animazione: si parla Nella fase di Dinamica, vengono associate
generalmente di animazioni primarie (es. lo proprieta' fisiche ai modelli, in modo che
spostamento degli arti di un personaggio opportuni strumenti software possano simulare
durante una camminata) e secondarie (es. le il loro comportamento in caso di urti,
palpebre degli occhi). deformazioni, forze etc.
Il processo di lavorazione Il processo di lavorazione
Quando si creano personaggi virtuali, e li Altre due fasi di creazione che si utilizzano
si "veste" con modelli di indumenti, questi quando si creano personaggi sono quelle
possono risultare molto difficili da animare di Hair e di Fur.
in modo realistico.
La prima definisce come simulare la
Nella fase di Clothing si utilizzano dinamica che muove capelli, acconciature,
particolari strumenti capaci di simulare le corde ed altre superfici filiformi. La
leggi fisiche che deformano i vestiti al fine seconda invece simula superfici pelose,
di ottenere animazioni piu' realistiche. come le pellicce degli animali.Il processo di lavorazione Il processo di lavorazione
Se poi la scena e' composta da un gran numero Gli Special EFX si occupano invece di
di elementi "coscenti" (un pubblico, un esercito, creare effetti speciali come fuoco, fumi,
una mandria di animali), diventa praticamente fluidi, scarice elettriche.
impossibile animarli singolarmente.
Per creare questi si utilizzano strumenti
Con le tecniche di Crowd si associano semplici
movimenti ed elementi di intelligenza artificiale particolari come emettitori di particelle,
per creare automaticamente questo tipo di contenitori di fluidi.
animazioni.
Il processo di lavorazione Il processo di lavorazione
Una volta creati tutti i singoli elementi Ormai quasi tutti i programmi di grafica di alto
separatamente, occorre metterli insieme livello (3D Studio, Maya, Lightwave, XSI,
per generare la scena finale. Renderman, Cinema 4D...) mettono a
disposione strumenti per realizzare quasi tutte
Nella fase di Compositing si miscelano i le fasi riportate in precedenza!
vari elementi definiti in precedenza per E' quindi diventato ormai praticamente
creare il filmato definitivo. impossibile conoscere a fondo il funzionamento
di tali strumenti. Generalmente ogni esperto si
limita padroneggiare le modalita' in cui questi
vengono sfruttati nella fase di sua comptenza.
Introduzione a 3D Studio Introduzione a 3D Studio
3D Studio Max e' uno dei programmi per La sua interfaccia grafica e' suddivisa in 5 parti
fondamentali:
la creazione ed animazione di modelli
1
tridimensionali piu' diffusi. 2
Esso e' uno strumento estremamente 5
potente, ma anche piuttosto complesso. 3
4Introduzione a 3D Studio Introduzione a 3D Studio
La barra dei Menu' contiene tutti i comandi con cui Subito sotto e' situta la barra degli strumenti principali,
agire sullo strumento. con cui si possono modificare gli elementi della scena.
1
2
Introduzione a 3D Studio Introduzione a 3D Studio
La barra degli strumenti e' generalmente piu' larga di La parte centrale contiene varie viste del mondo virtuale.
quanto visualizzabile. La si puo' far scorrere E' la parte dove si eseguono tutte la fasi principali di lavoro.
trasciandola con il mouse (premendo il tasto in un
punto dove non vi siano pulsanti, e muovendolo
orizontalmente - il puntatore se nella posizione corretta
assume la forma di una mano).
3
Introduzione a 3D Studio Introduzione a 3D Studio
La parte inferiore contine i comandi per l'animazione e Sulla destra, vi e' il pannello di creazione / modifica
per la gestione delle viste. degli oggetti tridimensionali.
5
4Introduzione a 3D Studio Muoversi in 3D Studio
Tale pannello ha una Per poter creare modelli tridimensionali,
struttura gerarchica, ed i
vari controlli disponibili occore prima di tutto sapersi "muovere"
cambiano a seconda della nello spazio virutale.
"pagine" (ed eventualmente
sottopagine) selezionate.
Occorre cioe' saper cambiare il punto di
vista delle varie inquadrature in modo da
poter lavorare agevolmente sui vari
dettagli che costituiscono un modello.
Muoversi in 3D Studio Muoversi in 3D Studio
In 3D studio le viste si spostano attraverso i E' possibile ingrandire una vista in modo che occupi
comandi disponibili sulla barra situata l'intera area di lavoro e ritornare alle 4 viste parallele.
nell'angolo in fondo a destra della finestra:
Muoversi in 3D Studio Muoversi in 3D Studio
Attraverso "la mano" e' possibile spostare Si puo' ingrandire una vista utilizzando la lente di
l'inquadratura lateralmente. ingrandimento.Muoversi in 3D Studio Muoversi in 3D Studio
E' possibile centrare la vista su un oggetto. E' possibile inoltre effettuare uno zoom o centrare gli
oggetti su tutte e 4 le viste contemporaneamente.
Muoversi in 3D Studio Muoversi in 3D Studio
Nelle visioni tridimensionali e' anche possibile ruotare Il tipo di movimento ottenuto, cambia a seconda di
l'inquadratura: dove il mouse venga posizionato sulla vista,
relativamente al cerchio giallo disegnato da 3D Studio:
Ruota attorno
al centro
Ruota attorno
all'asse
Ruota orizzontale
Ruota verticale
Muoversi in 3D Studio Muoversi in 3D Studio
Si puo' anche effettuare uno zoom, mantenendo fisso Se si dispone di un Mouse con rotellina di scorrimento, e'
il punto di osservazione: possibile spostare, ruotare ed ingrandire la visuale senza
dover ricorrere ai pulsanti visti in precedenza:
Ruotare la rotellina:
Ingrandisce o rimpicciolisce
Premere la rotellina +
movimento mouse:
Sposta vista
Premere la rotellina + ALT +
movimento mouse:
Ruota vistaMuoversi in 3D Studio Livelli di qualita'
E' sempre possibile Per fornire in tempi ragionevoli delle
ripristinare una
visione predefinita, anteprime dei modelli su cui si sta
premendo il tasto lavorando, i programmi permettono di
destro del mouse scegliere tra diverse tecniche di
sopra il nome di
una finestra e visualizzazione.
scegliendo la
visuale desiderata Ogni tecnica determina la complessita' dei
dal menu' a tendina.
calcoli necessari a visulizzare gli oggetti.
Livelli di qualita' Livelli di qualita'
In 3D Studio Max, i livelli di qualita' vengono impostati In modalita' wireframe vengono mostrati
premendo il tasto destro del mouse sul nome della solamente i contorni degli oggetti.
vista, e scegliendoli dall'apposito menu' a tendina.
Livelli di qualita' Livelli di qualita'
La tecnica solida visualizza le facce degli In modalita' sfumata vengono visualizzate
oggetti, "rettificando" i tratti curvi. correttamente anche le superfici curve.Livelli di qualita' Livelli di qualita'
Il rendering finale aggiunge tutti quegli effetti di luce e Esso si ottiene premendo il pulsante a forma di teiera,
di ombre che rendono l'immagine generata piu' presente sulla barra superiore.
realistica.
Le trasformazioni semplici Le trasformazioni semplici
Gli oggetti presenti su una scena possono La freccia permette di selezionare gli
essere selezionati utilizzando il mouse. oggetti.
Una volta selezionati, possono quindi
venire spostati, ruotati e variati di
dimensione.
Le trasformazioni semplici Le trasformazioni semplici
E' possibile Le quattro freccie permettono di spostare
aggiungere e togliere
gli oggetti.
oggetti ad una
selzione premendo
CTRL sulla tastiera,
oppure utilizzando il
rettangolo di selezione
(ottenibile premendo il
tasto del mouse al di
fuori di ogni altro
oggetto, e
trascinandolo sullo
schermo).Le trasformazioni semplici Le trasformazioni semplici Facendo click su una Lo strumento di rotazione, permette di delle freccie colorate ruotare gli oggetti. che appaiono sull'oggetto, si puo' vincolare lo spostamento in una direzione specifica. Le trasformazioni semplici Le trasformazioni semplici Facendo click Lo strumento di ridimensionamento sui "volanti" si permette di modificare la scala degli possono rutare oggetti (ingrandire o rimpicciolre). gli oggetti lungo assi specifici. Le trasformazioni semplici A seconda di dove viene applicato, puo' creare variazioni di scala proporzionali o non proporzionali.
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