4 Creare contenuti per il web - Andrea Giachetti

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Come viene realizzato tutto questo, ovvero, come sono codificate le scene “virtuali”?
Il primo passo consiste nel creare un modello della scena di interesse. Esso comprenderà sia la
geometria (in generale rappresentata da modelli composti da triangoli che sono facilmente
trattabili dalle moderne schede grafiche) che le proprietà di riflessione della luce delle varie
parti nonché delle sorgenti di illuminazione. A partire dalla descrizione della scena esistono
programmi in grado, dato un punto di vista e il modello della telecamera virtuale che
riprenderebbe la scena, di creare l'immagine (o le immagini se si vuole addirittura creare una
coppia di immagini stereo per simulare la percezione dei due occhi) che l'utente immerso nella
scena in tale posizione vedrebbe. Questa operazione di generazione delle immagini viene detta
rendering, “resa”, e come si può immaginare, nonostante si usino modelli semplificati è
estremamente complesso (in pratica si simula matematicamente la fisica dell'illuminazione). Per
questo motivo i calcoli relativi al rendering vengono fatti eseguire alle schede grafiche dei
calcolatori che presentano hardware parallelo e sono programmabili utilizzando linguaggi
appositamente creati per calcolare le immagini a partire dalle primitive grafiche (modelli
geometrici composti da triangoli, posizione del punto di vista, modelli di telecamera ed
illuminazione).
Tra le opzioni gestibili dai sistemi di rendering ci sono l'uso modelli di illuminazione più o
meno semplificati, la possibilità di proiettare immagini sulle superfici rappresentate (texture
mapping), quella di gestire differenti effetti di ombreggiatura (shading), trasparenza,
attenuazione della luce con la distanza e così via. In Figura 67 sono mostrati alcuni effetti tipici
utilizzati per il rendering di modelli.
La realtà virtuale vera e propria necessita anche della realizzazione di sistemi particolari di
interazione per rendere all'utente la sensazione di trovarsi nella scena modellata. Questo
implica, ad esempio, l'uso di display tridimensionali come caschi binoculari o gli schermi
speciali con occhiali che permettono di dare l'illusione della profondità mediante la
stereoscopia, oppure le grotte (cave) ove la scena sia proiettata intorno all'utente. Implica anche
la necessità di aggiornare la scena in funzione dei movimenti dell'utente, per rappresentare
sempre correttamente il suo punto di vista. Implica, magari, anche di abbinare alle sensazioni
visive anche sensazioni tattili e sonore. I sistemi di realtà virtuale di questo genere (immersivi)
sono, quindi, costosi e difficilmente accessibili. La cosiddetta realtà virtuale immersiva è quindi
riservata ad applicazioni particolari come simulatori di volo, simulatori chirurgici, di guida, ecc.
In realtà, però, siamo abituati a vedere versioni semplificate di questa realtà virtuale sugli
schermi dei nostri PC quotidianamente, non soltanto relativamente a videogiochi
tridimensionali, ma anche utilizzando Internet. Esistono, infatti, siti web che integrano contenuti
tridimensionali, generati esattamente come visto sopra. Ricordiamo a questo proposito il caso,
Figura 67: Opzioni per il "rendering" di modelli. Da sinistra: modello triangolato di corpo umano
rappresentato dalla proiezione dei poligoni sul piano immagine (wireframe rendering). Stesso
modello con effetto di illuminazione e ombreggiatura ottenuto simulando l'effetto di una sorgente
luminosa e assegnando proprietà di riflessione al materiale. Eliminazione degli spigoli mediante
algoritmo di shading più avanzato. Applicazione di texture ricavata dall'acquisizione fotografica.