Capitolo 1° - Storia - FedOA

• Videogame e applicazioni videoludiche
• Grafica pubblicitaria
• Pubblicazioni editoriali
• Web design
• Applicazioni multimediali
• Produzione artistica
Tipologie di modellazione
Da un punto di vista tipologico, tutta la modellazione
3D, rientra in due grandi famiglie, ognuna riguardante
un ben determinato genere di modelli:
La Modellazione organica
È la tipica modellazione utilizzata per realizzare gli
esseri umani o le creature, animali o umanoidi. Viene
usata per tutti i soggetti "naturali", come rocce, piante,
alberi e per il territorio in generale, in questi casi i
modelli sono tanto più riusciti quanto più sono ricchi di
particolari. Anche molti oggetti di industrial design, che
abbiano forme morbide e arrotondate, possono servirsi
di una modellazione organica.
La Modellazione geometrica
È il tipo di modellazione meno recente, viene
utilizzata per realizzare oggetti tecnici o meccanici, o
comunque per qualsiasi cosa che abbia una natura
artificiale, e che non rientri nella categoria precedente.
Generalmente la complessità dei modelli realizzati con
questo genere di modellazione è molto inferiore, se si
guarda all'aspetto esteriore delle singole forme, ma non
se si considerano aspetti legati alla precisione e alla
corrispondenza delle parti.
Naturalmente uno stesso oggetto può contenere sia
modellazione organica che geometrica, oppure può
essere formato da un insieme di parti contenenti sia
modelli organici che geometrici.
Tecniche di modellazione 3D
Si possono dividere in tre categorie principali:
1. Modellazione Procedurale (automatica e
semi-automatica)
2. Modellazione Manuale
3. Da dati provenienti da modelli reali
(scansione tridimensionale)
Che a loro volta possono venire suddivise in tre
distinti generi di modellazione:
• Modellazione Solida - dove l'oggetto risultante
è considerato come formato da un volume pieno.
• Modellazione Volumetrica - determina delle
entità generanti una superficie implicita.
• Modellazione di superfici - l'oggetto in questo
caso è determinato dalle sue superfici esterne.
In alcuni modellatori un oggetto è considerato fomato
da superfici finché queste sono aperte, mentre viene
riconosciuto come solido una volta che tutte le superfici
siano saldate fra di loro e formino un corpo chiuso.
Il seguente elenco esamina le diverse tecniche di
Modellazione Manuale. Alcune delle tecniche descritte
(come ad es. le superfici patch), essendo abbastanza
datate, risultano essere superate e obsolete rispetto a
tecniche più recenti e avanzate. Malgrado questo taluni
Modellatori 3D, mantengono al loro interno alcuni di
questi strumenti come accessori o utilità.
Costruzioni di base (solidi e superfici)
• Primitive - Generalmente ogni pacchetto 3D
che non si occupi solo di rendering, contiene al suo
interno un set più o meno nutrito di primitive, ossia di
oggetti predefiniti (solidi o superfici), direttamente
impiegabili; di solito le primitive standard, cioè sempre
presenti, sono: il piano, il Cubo/Parallelepipedo, la
Sfera, il Cilindro, il Cono/Piramide,il Toro, e spesso la
Teiera.
• costruzione per estrusione - è un semplice
metodo per realizzare delle forme estruse partendo da
un disegno 2d di base o da un poligono piano, e
assegnandogli una certa altezza e una direzione di
estrusione.
• costruzione per rivoluzione - più complessa
della precedente costruzione, una rivoluzione si può
considerare come una estrusione attorno a un asse, si
parte sempre da un profilo o da un poligono di base, e
invece della profondità viene assegnato un angolo di
rivoluzione.
Superfici patch
La modellazione per patch è uno dei sistemi meno
recenti utilizzati in grafica 3D, e nel corso del tempo si è
molto evoluta sviluppando una serie di nuove tecniche.
Nella sua forma più semplice determina delle superfici
parametriche generate da quattro o più curve adiacenti
che formino un perimetro chiuso.
• Superficie di Coons - determina una patch
interpolata tra solo quattro curve di bordo, aventi i
vertici in comune, il primo algoritmo di questa classe di
superfici fu sviluppata da Steven A. Coons nel 1967.
• Patch di Bézier - è una superficie parametrica
controllabile localmente mediante una griglia di punti di
controllo, congiungendo assieme più patch di Bézier si
ottengono superfici più complesse chiamate superfici
spline, in questo caso i punti di controllo si trovano all'
intersezione tra le varie patch.
Modellazione Spline (superfici)
La modellazione spline utilizza la tecnica del
patching, precedentemente descritta, e le curve spline.
Fondamentalmente un modello realizzato mediante
questo sistema è formato da una gabbia di curve spline,
intersecanti e collegate tra loro. Gli spazi compresi tra
tre o quattro curve spline unite nei loro punti di
controllo, vengono poi riempiti da patch. Tale sistema si
presta soprattutto a realizzare modelli organici.
Costruzioni Avanzate (solidi e superfici)
Le costruzioni avanzate utilizzano lo stesso concetto
alla base dell'estrusione e della rivoluzione semplice,
ma vi aggiungono dei controlli molto più sofisticati.
• Estrusione Sweep - è essenzialmente una
estrusione lungo un percorso. Viene sempre usato un
profilo o un poligono di base, come nell'estrusione
semplice, a cui viene associato un percorso che può
essere una curva o delle linee spezzate.
• Costruzione per Loft - in questo caso la forma
dell'oggetto è data da una serie di profili disposti in una
certa sequenza, i profili possono essere considerati
come le sezioni dell'oggetto.
Capitolo 2° - Strumenti e applicazioni
• Rivoluzione su binario - è un sistema ibrido
tra una rivoluzione e una sweep, si parte sempre da un
profilo e da un asse di rivoluzione, ma vi si aggiunge
anche un percorso di base (chiamato anche binario),
che il profilo dovrà seguire durante la rivoluzione.
Questo genere di costruzioni, nel corso degli anni
sono state dotate in realtà di molti tipi di controllo, si
sono aggiunte linee guida supplementari, controlli del
tipo di torsione, definizioni di tangenze etc.
Questi sistemi di modellazione, per il loro alto grado
di precisione, vengono impiegati per lo più per definire
oggetti tecnici o di design industriale.
Modellazione poligonale
Si tratta di tecniche basilari nell'ambito della grafica
3D.
La modellazione poligonale opera su superfici
organizzate in maglie più o meno dettagliate di facce
poligonali. Queste superfici possono solo approssimare
l' oggetto finale se siamo in presenza di un basso livello
di poligoni (in questo caso caso l' oggetto viene detto
Low Poly). In altri casi un modello poligonale - a
modellazione ultimata - può essere formato anche da
un numero molto elevato di facce.
I seguenti sistemi procedono dai più elementari ai più
evoluti:
• Per spostamento di elementi - un modello
poligonale è formato da 3 elementi essenziali: facce, lati
e vertici; lo spostamento arbitrario di un singolo
elemento o di gruppi di essi, determina una modifica
della mesh di partenza. La selezione di un componente
della mesh e il suo spostamento (trascinamento,
rotazione, ridimensionamento etc.), nello spazio è la
tecnica più elementare di modellazione poligonale.
• Da primitive di base - Uno dei sistemi più
semplici e diretti per iniziare a modellare un oggetto
poligonale, è quello di partire da una primitiva
poligonale di base, e iniziare a modicarla spostando,
ruotando, scalando i suoi componenti, fino a ottenere la
forma voluta. Questa tecnica è molto semplice, ma
consente in genere di ottenere modelli poco complessi,
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