Corso On- Line sulle Tecnologie di Rendering
a Cura di Arch. Stefano Giuliani
Prima Seconda
Terza Quarta
Quinta Sesta
Parte
Sistemi per il rendering e Mappatura preliminare
con Autocad
Le versioni di Autocad 14 e 2000 incorporano un motore di rendering abbastanza
buono e quindi è possibile sviluppare un intero processo di progettazione
fino alla verifica fotorealistica del modello 3d , che a sua volta può
essere elaborato anche con altri programmi di rendering, come 3d Studio
Max, Lightwawe, 3d studio Viz etc ed eventualmente ottimizzato per creare
animazioni di alta qualità. La differenza sostanziale dell'immagine
finale creata con i diversi programmi è minima, quello che invece
influisce è la velocità delle applicazioni e la varietà
degli strumenti a disposizione per modificare gli attributi dei materiali
e delle luci. Nel caso di 3dStudio Max o 3dStudio Viz ( quest'ultimo è
una versione dedicata allo sviluppo dei modelli in ambiente architettonico),
abbiamo la possibilità di usufruire di parametri addizionali per
definire la scena di rendering , nonché di un motore più
veloce, ma la vera differenza è quella di poter definire un allineamento
Hardware - Software per aumentare notevolmente le prestazioni del nostro
sistema. Per questo esistono delle schede grafiche dedicate "Open
GL" che permettono a programmi come 3d studio e Ligthwawe di eseguire
rendering in tempo reale e con una velocità notevolmente superiore
a quella dei sistemi basati su normali schede grafiche . Bisogna stare
attenti a non confondere le schede compatibili OpenGL destinate al mondo
dei videogames , con quelle di fascia professionale come le Diamond Fire
GL1, 3Dlabs Oxigen oppure quelle montate su sistemi di fascia alta relativi
a workstation come Silicon Graphics , Intergraph o IBM Intellistation.
Le prime, anche essendo delle buone schede, si limitano solo a velocizzare
il processo di rendering su applicazioni non professionali, determinando
una animazione più fluida e un aumento di fotogrammi al secondo
riscontrabile solo sui videogiochi 3d ed altre applicazioni multimediali,
le seconde interagiscono con gli algoritmi di rendering interni aumentando
la velocità di elaborazione di modello virtuale in un ambiente
professionale. Per un buon utilizzo di Autocad 2000 senza dover acquistare
costode workstation è consigliabile aggiornare il proprio computer
con un processore di nuova generazione come Pentium 3 o Athlon a 1 Ghz
accoppiato da una ram di sistema non inferiore a 256 mb.
Mappatura preliminare del Modello 3d in Autocad 2000
La scelta di utilizzare Autocad 2000 per definire il processo di mappatura
e rendering è stata determinata dalla diffusione dell'applicazione
e dalla compatibilità di questa piattaforma con altri formati.
Dopo aver costruito il nostro modello tridimensionale, per procedere con
la visualizzazione rendering è necessario fare un analisi dei materiali
da assegnare ai diversi oggetti che compongono il nostro modello.
Ricordo che il processo di rendering è una elaborazione del disegno
vettoriale tipico di Autocad ad una rappresentazione in forma bitmap dei
materiali applicati sulle relative superfici del modello, calcolandone
la proiezione prospettica, il colore, l'andamento e l'illuminazione.Dopo
aver elaborato un modello 3d con Autocad, potremmo già verificare
il risultato in forma di rendering, per fare questo è necessario
andare sul menù Visualizza e di conseguenza scegliere Render, successivamente
fare click su Render. Il risultato sarà un immagine di scarsa definizione,
rappresentante il rendering del nostro modello avente come materiali di
base i colori assegnati agli oggetti e con una luce non calibrata. Per
generare un immagine di buona qualità è necessario applicare
e scegliere i materiali e le luci e di conseguenza definire meglio i parametri.Immaginiamo
di avere un plastico di cartoncino; il lavoro di rendering può
essere suddiviso in tre fasi, la prima è quella di tappezzeria
e rivestimento, che prevede la scelta dei materiali da applicare e la
seconda è il posizionamento delle luci per verifiche di illuminotecnica,
la terza invece è delegata a un buon fotografo in grado di scegliere
quale illuminazione di ambiente adottare e quale inquadratura scegliere
per ottenere una buona fotografia. Quindi la prima cosa da fare è
scegliere i materiali da applicare al nostro modello. Questa fase è
la più difficile nel campo della progettazione in quanto la scelta
dei materiali influisce notevolmente sul messaggio architettonico e di
conseguenza deve essere parte integrante del processo progettuale. La
cura con cui scegliere e applicare i materiali sul nostro modello virtuale
sarà un fattore molto importante per il riscontro fotorealistico
dell'immagine finale. In alternativa si possono generare dei rendering
illustrativi, assegnando un materiale di default o ancor meglio un materiale
come il vetro, con colore e trasparenza differenziata a seconda dei volumi
architettonici da sottolineare.
I Materiali in Autocad si dividono in 3 categorie:
1: Materiali semplici senza mappature
2: Materiali composti da una mappa di base
3: Materiali Procedurali
I materiali semplici sono parametrizzati da tutti gli attributi ma non
prevedono l'utilizzo di una mappa di riferimento bitmap per questo possono
essere applicati semplicemente senza mappare l'oggetto di destinazione.
I materiali Composti sono identici a quelli semplici ma prevedono l'utilizzo
di una mappa da applicare, in genere sono materiali come la cortina, pavimentazioni,
e tutti gli altri che fanno riferimento a delle texture (Immagini ottimizzate
per la mappatura ). Il processo di mappatura prevede di stabilire il metodo
di applicazione delle texture sull'oggetto stesso.
Per fare un esempio, una texture può essere l'immagine digitalizzata
di una mattonella di rivestimento (che sarà a sua volta ripetuta
su tutta la superfice dell'oggetto) oppure l'immagine di un piano di legno
( che sarà adattata sull'intera superfice dell'oggetto stesso.)
I materiali Procedurali invece sono creati da algoritmi interni e simulano
elementi come il legno i marmi (venature) e graniti (disturbo), possono
essere parametrizzati e non necessitano di un procedimento di mappatura
dell'oggetto in quanto l'adattamento del materiale sulla superfice dell'oggetto
viene calcolato automaticamente dall'algoritmo del programma.
Gli attributi per creare dei materiali semplici o composti sono i seguenti
:
1. Colore Modello
2. Ambiente
3. Riflessione
4. Ruvidità
5. Trasparenza
6. Rifrazione
7. Contrasto
Ogni attributo può essere variato con i seguenti fattori:
" Valore dell'intensità
" Colore , Aci, RGB, hls
" Specchio e Riflessione
" Missaggio con una mappa
Il colore del modello regola il colore del materiale dell'oggetto.
L'ambiente è la luce diffusa presente nell'ambiente circostante.
La riflessione è la percentuale e il colore di riflessione del
materiale, nonché la proprietà del materiale di poter riflettere
l'ambiente circostante come una superficie specchiata.
La ruvidità definisce il fattore di lucentezza dell'oggetto.
La Trasparenza è la regolazione del fattore di opacità del
materiale con possibilità di applicare ad esso una mappa (Texture)
in grado di definire le zone di opacità in relazione al grado di
contrasto della mappa stessa.
La rifrazione è il parametro che regola la quantità di luce
rifratta dall'oggetto nelle sue vicinanze
Il contrasto infine, permette di applicare una mappa in grado di definire
la consistenza della superficie del materiale in base al grado di contrasto
della mappa stessa.
Per assegnare un materiale semplice o procedurale ad un oggetto è
necessario procedere come segue:
Fare click sul menù Visualizza scegliere Render e poi Materiali,
nella finestra aperta ci viene data la possibilità di caricare
un materiale preimpostato fornito con Autocad, oppure di crearne uno nuovo.
Per caricare un materiale preimpostato fare click su " Libreria dei
materiali " ,scegliere dall'elenco il materiale da adottare visualizzandolo
con anteprima e caricandolo con Importa. Dopo aver scelto tutti i materiali
da assegnare al nostro modello fare click su Ok e sarete riportati nella
finestra precedente. Un materiale preimpostato può essere modificato
e quindi personalizzato; per modificare un materiale evidenziarlo nella
finestra Materiali e fare click su modifica e di conseguenza definire
dei nuovi valori per gli attributi.
Ricordo che un materiale semplice è quello privo di mappe di missaggio presenti nei parametri degli attributi, in caso contrario sarà necessario eseguire una mappatura degli oggetti prima di assegnare il materiale. Per adesso è consigliabile verificare l'assenza delle suddette mappe nei materiali scelti dalla libreria. Per crearne un nuovo, dalla finestra Materiali scegliere il tipo di materiale da adottare facendo click sulla casella di selezione situata sotto il pulsante Nuovo considerando che il materiale standard equivale a un materiale semplice e i successivi ( Granito, Marmo, Legno) sono materiali procedurali, successivamente fare click su Nuovo per entrare nella finestra di modifica dei materiali; assegnare un nome al materiale, definire i parametri degli attributi e verificare il risultato con il pulsante Anteprima,alla fine fare click su Ok.
Alla fine di questa procedura dovreste avere tutti i materiali scelti
o creati presenti nella lista della finestra Materiali. Un materiale può
essere assegnato ad un oggetto in modo diretto, in base al colore assegnato
in fase di disegno, oppure in base al layer di appartenenza, quindi prima
di assegnare i materiali assicuratevi di aver ordinato gli oggetti o le
facce del vostro modello per predisporli all'assegnazione dei materiali.
E' consigliabile scegliere di assegnare i materiali in relazione ai layer
o ai colori di appartenenza ma è sempre possibile assegnare un
materiale ad un oggetto in modo diretto, per fare questo scegliere un
materiale dalla lista, fare click su Attacca e successivamente selezionare
l'oggetto o un gruppo di oggetti a cui assegnare il materiale scelto,
procedere assegnando i materiali a tutti gli oggetti determinanti il modello
e alla fine fare click su Ok.
Nei prossimi articoli vedremo come eseguire una mappatura definitiva del nostro disegno con l'applicazione di materiali composti da Texture, come creare una scena virtuale, il posizionamento delle fonti luminose e la generazione di un rendering finale.
