Chi ha paura del 3D

Giovanni Re Community Manager Roland DG Mid Europe gre@rolanddme.com www.rolanddg.it www.rolandforum.com

CHI HA PAURA DEL 3D? di Giovanni Re

Per capire a fondo come funziona la grafica 3D è necessario pensare in tridimensionale, magari prendendo spunto dal passato e fate parte di coloro che pur lavorando egregiamente con software raster e vettoriali, appena lanciate un software 3D rimanete mummificati e fate click dappertutto senz a riuscire a creare assolutamente nulla, troverete certo questo articolo di grande utilità.

Per iniziare a creare qualcosa in 3D bisogna mettersi tranquilli davanti al computer e spegnerlo. Proprio così, bisogn a spegnere il computer perché prima di disegnare in 3D bisogna pensare in 3D. Noi da bambini giocavamo già con oggetti tridimensionali.

Plastilina, mattoncini, cubi... un mondo in 3D. Non bisognava imparare niente, gioc are era del tutto naturale. Abbiamo invece dovuto imparare a prendere una mati ta in mano e tras ferire i nostri pensieri (tridimensionali) in un foglio di carta (bidimensionale).

Anno dopo anno perdiamo la natura lezza con la quale abbiamo creato oggetti materi ci. Oggi, pur essendo passati decenni, abbiamo sempre dentro di noi, in forma latente, la cultura del 3D. Bisogna trovare la giusta strada per farla riemergere. Non è un problema recente. Sin dagli albori della storia l’ uomo ha cercato di rappresentare scen e tridimensionali per rendere testimonianza dei fatti. Le pr ime pitture rupestri esprimono un pr imo sforzo.

Gli egizi, con i loro affreschi, avevano escogitato un metodo ingegnoso per rappresentare al meglio scene di vita sfruttando un sistema naturale: le ombre. I f iguranti si mettev ano in po sa, la loro ombra proiettata nella pa rete veniva ricalcata dal disegnatore che riusciva a fissare la forma di un corpo (tridimensionale) in una parete (bidimensionale). Ed ecco spiegato anche il perché delle bu ffe pose plastich e presenti nelle pitture egizie.

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Pitture all’interno nella tomba egizia del faraone Ramsete II

Dopo più di 4 000 anni, intorno al 1300, un grande pittore, Giotto, intuisce qualcosa che si avvicina ad una buona prospettiva ma non riesce a concretizzare la cosa. Questi suoi studi si possono ammirare presso la cappella degli Scrovegni e in particolar modo negli affreschi della leggenda di San Francesco presso la Chiesa Superiore di San Francesco ad Assisi.

Tutti quanti approfitta no di queste nuove tecniche e iniziano a elaborare delle opere magnifiche. Leonardo Da Vinci nel suo famosissimo affresco dell’ultima cena applica tutte le tecniche prospe ttiche che il Brunelleschi aveva reso fruibili a coloro che volevano far evolvere il proprio modo di lavorare.

Studio prospettico e risultato finale dell’affresco dell’Ultima Cena)

Una forma d’arte diversa, a volte parallela, per rappresentare il mondo che ci circonda è il bassorilevo. In questo caso l’artista fa uscire fuori dal pian o oggetti, forme, scene di vita restituendo loro quella dimensione impossibile da creare in un quadro.

Essendo una via di mezzo tra il 2D e il 3D tecnicamente la si chiama anche 2D e 1/2.

Particolare dell’affresco di Giotto nella chiesa di San Francesco ad Assisi

Dopo pochi anni un uomo che fu orafo, scultore e architetto, Filippo Brunelleschi, inaugurando il classicismo rinascimentale, studiando le rovine di Roma intuisce delle regole che determinano la prospettiva. Punti di fuga , linee di orizzonte non hanno più segreti per tutti gli artisti del periodo rinascimentale.

La colonna Traiana a Roma

Studi sulla prospettiva. (La tavola originale di Brunelleschi è andata perduta)

Forma d’arte riservata a pochi eletti è la scultura a tutto tondo dove l’artista riesce ad estrapolare da un anonimo blocco di marmo o riesce a plasmare da grumi di creta forme armoniche tridimensionali.

Se vogliamo fare un parallelismo tra l’evoluzio ne delle forme d’arte e la moderna computer grafica possiamo dire che la pittura rupestre e la pitt ura in genere si evolvono (parallelamente) verso il 3D come la grafica bitmap e vettoriale si evolve verso la computer grafica in 3D, sia essa modellazione, rendering o disegno tecnico per la produzione. I software classici per la grafica bitmap o vettoriale come Photoshop, CorelDraw, Illustrator e Freehand sono i mattoni per la generazione della grafica 3D. Bisogna inanzitutto distinguere tra grafica 3D fine a se stessa e grafica 3D vera e propria. Molti software di illustrazione vettoriale hanno aggiunto

Chi ha paura del 3D?

tra i loro tools strumenti che riescono a simulare oggetti 3D. Questi effetti stanno al vero 3D come una quadro di un paesaggio prospettico sta a una statua in marmo.

Sono rappresentazioni bidimensionali, sono solo effetti, mancano dell’informazione del 3° asse.

grafiche. Ipotizziamo la realizzazionedi un bicchiere con sezione esagonale. Ragionando in 3D diventa immediata l’identificazione delle primitive grafiche da disegnare con il vostro software vettoriale preferito: un esagono con gli spigoli arrotondati e mezzo profilo del bicchiere.

L’effetto rivoluzione sul nuovo Illustrator CS2

Dal bicchiere le forme vettoriali semplici rielaborate su CorelDRAW

Anche su Photoshop buona parte dei filtri di livello non fa altro che simulare 3D. Ombre e smussi non sono altro che rappresentazioni tridimensionali su di un file bidimensionale. Come accennato all’inizio, per creare del vero 3D bisogna pensare in 3D. Poniamoci davanti a un oggetto e iniziamo a osservarlo cercando di carpirne le primitive grafiche bidimensionali. Ogni oggetto è scomponibile in unità grafiche semplici che possono evolversi in entità 3D con poche, semplici operazioni. Estrusione, rivoluzione, traslazione su binario sono alcune delle modalità per creare solidi da semplici elementi bidimensionali.

Per capire meglio e applicare questi concetti possiamo usare diversi software 3D. A seconda del tipo di oggetto che si vuole ottenere e in base al vostro modo di pensare in 3D state certi che ci sará un software con il giusto strumento per realizzare quello che avete in testa. Questo non significa che bisogna imparare a usare tanti programmi, uno per tipolo gia di creazione. Sono i programmi ad avere diversi strumenti di disegno. Capite da soli che sostanzialmente tra i software 3D la differenza è l’interfaccia o le procedure per sfruttare un determinato tool . Quello che non cambia è l’utilizzo delle primitive

Costruzione del Bicchiere con Rhinoceros della Mc. Neel

Costruzione del bicchiere con Cinema 4D della Maxon

Costruzione del bicchiere con Carrara della Eovia

I piú attenti domanderanno: qual è la primitiva grafica che mi restituisce in 3D la forma del bicchiere che stiamo cercando di riprodurre? La risposta non è ovvia anche se si intuisce che non puó essere un vettore e quindi, per esclusione, deve essere una bitmap. La creazione di un volume partendo da una bitmap è un tool presente in tutti i software 3D con il nome “bump map” o nella sua forma evoluta come “displacement map”.

Alcuni software ne hanno fatto il loro cavallo di battaglia come il bellissimo ZBrush della Pixologic.

Modellazione e applicazione di dettagli in rilievo su ZBrush

Non tutt e le bitmap lavorano bene con questo metodo.

Prendiamo l’esempio di una foto di un gr appolo d’uva.

Utilizzando il software 3D Engrave della Roland notiamo che il modello in 3D non ha nulla a che vedere con la foto originaria.

Il risultato “non corretto” del rilievo in 3D

Riaprendo la foto su Photoshop e rimanipolandola con alcune tecn iche otteniamo un qualcosa che visivamente non assomiglia al grappolo d’uva originario ma per la lavorazione zin 3D è perfetto.

L’elaborazione del grappolo d’uva su Photoshop per la realizzazione della “Depth Map” ).

Roland 3Dengrave con la foto dell’uva

Basta capire come funziona il sistema per poter modificare la foto ed avere il risultato che ci attendiamo. La bitmap deve essere in scala di grigi e in base al valore del tono viene assegnata una altezza nell’asse Z. Praticamente il colore nero sarà sul piano 0 e il colore bianco sul piano 255. Ogni valore in grigio sarà un’altezza del modello in 3D. Anch e i satelliti utilizzano questo sistema per estrapolare le altezze dei rilievi in una semplice mappa ch e viene chiamata DEM (Digital Elevation Map).

La Mappa DEM dell’Italia

Modello in 3D dell’Italia su Roland 3D Engrave

Utilizzando le funzioni rese disponibili da qualsiasi software 3D che abbiam o adottato, è possibile mischiare le due modalità di lavoro. Possiamo creare oggetti parte ndo dalle primitive grafiche vettoriali bidimensiona li e inserire come “bump map” eventuali bitmap per realizzare bassorilievi o effetti particolari.

Una volta completata la creazi one degli oggett i sul nostro software 3D possiamo sceg liere due diverse modalità di uscita dal mondo virtuale al mondo reale: Il rendering, per la stampa tradizionale e la stampa 3D vera e propria.

La stampa in 3D consente di ottenere dei veri e propri prototipi dal proprio modell o 3D. Oggi esistono due tipologie di stampa 3D: la additiva e la sottrattiva. La prima lavora per aggiunta di materiale, di solito resina , che si stratifica passo-passo generando il modello. La seconda, conosciuta anche come SRP (Subtractive Rapid Prototipe), da un blocco unico, per sottrazione di materiale restituisce il modello 3D. Se vogliamo fare un parallelismo con le tecniche artistiche classiche possiamo dire che la tecnica additiva è come modellare co n la plastilina e la tecnica sottrattiva è come creare una scultura partendo da un unico blocco di marmo.

Prototipo del grappolo d’uva in ottone

Il rendering del bicchiere con la “Bump Map” dell’uva rielaborata applicata al vetro

Concludendo possiamo dire che quasi tutte le tecniche di disegno oggi si spostano verso il 3D. Il disegno tecnico, si a esso meccanico o architettonico concepito in 3D, è allo stesso tempo una tavola con quote e un prototipo. Oggi non esiste un cartone animato che non sia disegnato in 3D. Un famoso detto recita: “Una illustrazione vale piú di mi lle parole”. Se vogliamo aggiornare questo detto potremmo dire “… se una illustrazione vale piú di mill e parole... il 3D quanto vale?” Iniziate a evolvervi e ricordatevi che il tutto si riconduce a una semplice formula matematica: 3D=2D+1. Il 2D lo conoscete giá ed è il vostro presente. Quell’unitá che manca per ottenere il 3D dal 2D, oltre ad apparire piú vicino al vostro modo di lavorare potrá essere la giusta evoluzione e il vostro naturale futuro. ■