Capitolo 1° - Storia - FedOA

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Applicazioni Premesso che ulteriori riferimenti vanno ricercati in Sitografia ricordiamo fra i maggiori software del settore: AutoCAD. Come poterlo dimenticare. È il programma CAD per antonomasia. Qualcuno direbbe paradigmatico. E con tutto queste cose e tante altre che si porta appresso non può certo essere più tanto competitivo. Ma l'Autodesk è ricca e riesce a comprare tutto ciò che di interessante e sensato compare sul mercato. Verso la fine degli anni '80, durante un viaggio in Inghilterra, mi capitò di leggere degli annunci di lavoro nei quali si richiedeva la conoscenza di sistemi CAD di AutoCAD. A quel tempo, quasi a digiuno di informatica, li consideravo complementari. Comunque, nel bene e nel male, AutoCAD ci ha traghettato dal cartaceo al digitale. E patisce questa condizione ibrida. Nessun tipo di problema nel gestire file molto grandi. Dopo AutoCAD si deve necessariamente parlare di MicroStation. Salvo qualche rara eccezione il programma della Bentley è di gran lunga superiore a quello dell'Autodesk. Da anni oramai. Senza entrare nello specifico c'è da dire che MicroStation segue maggiormente le richieste dell'utenza. ArchiCAD, già Radar, è il terzo dell'elenco. Uno fra i primi ad utilizzare un sistema complesso basato su oggetti. Non vengono più considerate le semplici primitive geometriche bensì le parti componenti l'edificio. La gestione del lavoro è più orientata ad un processo di organizzazione di tipo architettonico. Problemi nel gestire file complessi. Nato per avere un feedback veloce sulla costruzione architettonica tridimensionale si rivela più utile per produrre bidimensionali canonici. Vectorworks, già Minicad, è il quarto. Altro CAD proveniente dal mondo Macintosh. Minicad fu concepito come programma di grafica tridimensionale, sfruttando le capacità delle macchine della Apple. Nel corso degli anni si è evoluto ma permane una certa inaffidabilità. <strong>Capitolo</strong> 2° - Strumenti e applicazioni Rhinoceros. Intelligente, per certi aspetti rivoluzionario, abbastanza potente, necessario. La modellazione NURBS ha fornito nuove possibilità. Rhinoceros con Grasshopper, trattato più avanti, diventa veramente interessante se poi vogliamo considerare tutti i motori di rendering o i numerosi plug-in il prodotto diventa irresistibile. Anche dal punto di vista economico. Non è immune da bug. Poi c'e stato Revit. Finalmente un CAD parametrico per l'architettura. Come ArchiCAD meglio, molto meglio di ArchiCAD. L'Autodesk lo ha fagocitato subito. Necessita di macchine dotate per poter gestire, elegantemente, situazioni complesse. Il più elegante è senza dubbio MoI 3D. Nato da una costola di Rhinoceros è ancora giovane ma, personalmente, lo trovo fra i più intelligenti per disegnare seguendo un modello di disegno tipo CAD. Tralasciando importanti software quali Allplan, FormZ, Catia e altri chiudiamo con Google SketchUp dicendo che è intelligente, gratuito e apre le porte del paradiso degli oggetti. Modellazione tridimensionale Se ci guardiamo attorno e osserviamo le forme degli oggetti, vediamo che ne esiste una varietà enorme. Il lavoro di un modellatore inizia analizzando le forme base che definiscono un oggetto. Un pallone da calcio è una sfera, una scatola di latta è un cilindro e un dado è un cubo. Questi oggetti sono costruiti da semplici forme di base, spesso definite primitive. Molti oggetti sono costituiti da una varietà di forme di base: un imbuto è l'intersezione tra un cono e un cilindro stretto, mentre una libreria o un edificio è costituito da blocchi di vario spessore, larghezza e altezza. Infine, ci sono forme che sono molto più difficili da modellare: gli oggetti con un sacco di curve come una vettura sportiva o il famoso Guggenheim di Bilbao, le forme organiche di quasi tutti gli esseri viventi, gli alberi, le rose, i 60
gatti, le persone e in generale la maggior parte degli oggetti dalla natura intorno a noi, le montagne e le formazioni geologiche, l'acqua, le nuvole. Per queste situazioni, gli sviluppatori di software hanno dovuto creare sistemi di modellazione complessi. Inizialmente, e in molti dei programmi di modellazione di oggi, i computer rappresentano strutture utilizzando un sistema che si basa su poligoni. Oggi esistono altri sistemi di modellazione in cui l'utente non lavora con i poligoni ma con superfici curve definite matematicamente. NURBS, spline, patch bezier, ecc, sono i diversi tipi di strumenti forniti da un software di modellazione per la creazione di superfici curve complesse. Il vantaggio di spline, o curve matematiche, è che esse definiscono sempre la superficie perfettamente, non importa quanto vicino sia l'osservatore. Tuttavia sono molto più difficili da gestire e, in alcune situazioni, risolvere i problemi può essere alquanto complesso. Con modellazione 3D si indica un processo atto a definire una qualsiasi forma tridimensionale in uno spazio virtuale generata su computer. Modellazione 3D da Wikipedia, novembre 2009 Con Modellazione 3D si indica un processo atto a definire una qualsiasi forma tridimensionale in uno spazio virtuale generata su Computer, questi oggetti, chiamati modelli 3D vengono realizzati utilizzando particolari programmi software, chiamati modellatori 3D, o più in generale Software 3D. Questo termine viene utilizzato in ambito informatico, e si distingue da altri tipi di modellazione tridimensionale, come ad esempio la scultura tradizionale. Cenni storici La storia della Computer grafica 3D è naturalmente molto recente, lo stesso termine di grafica computerizzata nasce solo nel 1960. Una delle prime rappresentazioni tridimensionali su calcolatore è stata quella del famoso "primo uomo" o "Boeing Man" realizzata da William Fetter; un insieme di linee che descrivevano la sagoma virtuale di un pilota di aereo. A partire dal 1959, la General Motors, in collaborazione con la IBM, sviluppa il sistema "DAC", uno dei primi sistemi CAD della storia; attraverso una penna ottica e uno schermo sensibile, gli operatori disegnavano delle curve matematiche in uno spazio virtuale, con le quali delimitavano i profili, le sezioni e le superfici delle automobili. Della prima metà degli anni 60' è anche il il sistema chiamato "Adage", considerata da molti la prima workstation CAD indipendente. Da quanto riportato si evince che la nascita della modellazione 3D avvenne in ambito industriale, primariamente come supporto alla progettazione. Da allora i campi di utilizzo della modellazione 3D e della grafica tridimensionale si sono enormenente ampliati, uscendo in buona parte dall' ambito tecnico. La Modellazione nella pratica operativa dalla Grafica 3D La modellazione 3D può anche essere fine a sè stessa, e in questo caso il modello generato non richiede ulteriori elaborazioni, ma generalmente la modellazione rappresenta il primo step di una serie di operazioni successive che determineranno l'elaborato finale. Questo primo step, nella specifica area della Computer grafica 3D, non può mai mancare, e ne rappresenta il presupposto di partenza. Si prenda ad esempio un caso particolare abbastanza complesso: la realizzazione di un'immagine statica fotorealistica di un personaggio 3D. Questa comporta i seguenti passaggi essenziali: • Modellazione 3D primaria • Modellazione 3D secondaria • Surfacing (definizione dei materiali di superficie) • Mappatura (definizione delle coordinate di proiezione) • Applicazione delle Texture • Inserimento dello scheletro • Skinning del modello • Definizione della postura del modello • Allestimento scenico • Illuminazione della scena • Rendering della scena • Salvataggio dell'immagine in un file grafico • Output finale (ad es. stampa su carta) O un caso relativamente più semplice: Corpo in <strong>Capitolo</strong> 2° - Strumenti e applicazioni alluminio di un mulinello, realizzato con macchina utensile. • Modellazione 3D della parte in un modellatore CAD • Assemblaggio e verifica della parte nel modello di Assieme • Esportazione del modello 3D in un formato macchina compatibile • Lavorazione con macchina utensile CNC dell'oggetto • Pulitura, rifinitura • Anodizzazione e lucidatura dell'oggetto • Assemblaggio nel prodotto finale Come si nota la realizzazione del modello 3D è posta sempre all'inizio della catena operativa, ed è la base delle successive operazioni. Campi di impiego della modellazione 3D I sistemi di modellazione vengono impiegati in tutti i campi della Computer grafica 3D, tanto che in taluni casi modellazione 3D e grafica 3D sono sinonimi. Applicazioni a carattere scientifico o tecnico • Scienze matematiche, fisiche e naturali (biologia, fisica, matematica, astronomia etc.) • Studio del territorio (Geologia, Sismologia, meteorologia etc.) • Scienze storiche (archeologia, paleontologia, paleoantropologia etc.) • Scienze applicate • Medicina (Forense, ricostruttiva, indagini diagnostiche etc.) • Ingegneria civile • Ingegneria industriale • Architettura • Industrial Design Applicazioni artistiche • Industria cinematografica e televisiva 61
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