Modellare nello Spazio

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Un percorso infinito intorno alla Sirenetta di Copenhagen

Questo post vuole essere  un seguito a quello del 20 febbraio 2012 dove abbiamo presentato la soluzione geometrica di un forma senza soluzione di continuità fatta da Michele Calvano. (clicca qui)

In quest’ultimo presentiamo la soluzione poligonale della forma usata per il Padiglione della Danimarca nell’ Expo di Shanghai  2010 dove al centro hanno posizionato la serenetta.

la modellazione eseguita con 3Ds Max. La forma descritta da una spirale ed un arco di cerchio in pianta, in una parte rialzata nello spazio per creare un percorso infinito senza intersezioni. La forma viene modellata da una spline con dei vertici di tipo Bezier che vengono posizionati sugli estremi della curva sugli assi X e Y sul piano di lavoro orizzontale, poi vengono rialzati nello spazio vincolando lo spostamento sull’asse Z alle quote indicate nella sezione spostando anche i grip delle braccia di ogni vertice solo sull’asse Z. Vincolare lo spostamento all’asse Z garantisce la continuità del percorso senza deformazioni del disegno in pianta.

Il passaggio successivo era il disegno delle sezioni rettangolari della forma (le generatrici) che seguono la curva del percorso già modellato (la direttrice). La sezione dello spazio interno cambia larghezza seguendo il percorso e per questo si è dovuto disegnare due sezioni per applicare un loft. La sezione variabile può essere semplicemente modellata applicando varie sezioni ciascuna in una certa posizione lungo la direttrice in percentuale della lunghezza della direttrice o ad una certa distanza.

Metti a fuoco il tuo target!

La VRayPhysicalCamera consente di utilizzare, nel mondo virtuale (CG), i parametri della telecamera reale (ad esempio la f-stop, la lunghezza focale, ISO, la velocità di scatto.... ). Questo dispositivo rende anche più semplice l'utilizzo di fonti di luce che simulano la luce reale: VRayLight, VRaySun e VRaySky.

Tutti gli artisti della grafica 3D, quando fanno un rendering non sono altro che fotografi che catturano l'ambiente digitale; per questo motivo la conoscenza di nozioni di fotografia, è indispensabile per fare un rendering foto-realistico. Gli esperti di fotografia che scoprono la camera V-ray dentro 3dsMax rimangono impressionati constatando che le tecniche di fotografia adottate con la luce reale possono essere simulate, grazie alla VRayPhysicalCamera, nello spazio digitale.
La messa a fuoco è la cosa che più mi ha colpito. Quando mi viene voglia di tè il mio target diventa la teiera, la cerco e quando la trovo, è la prima cosa che metto a fuoco.

Vi lascio con alcuni parametri della VRayPhysicalCamera.... mettete a fuoco i vostri target!

Salvatore Ferragamo

Nell'ambito del corso di Rappresentazione del Prodotto, insegnamento del corso di laurea di DESIGN DEL PRODOTTO, con la prof.ssa Elena Ippoliti si è deciso di fare un omaggio ad un grande artigiano che sin dagli inizi del 900, esporta la creatività italiana all'estero. Salvatore Ferragamo è uno dei simboli del nostro design, caratterizzato da inventiva ed artigianalità ad alto livello.

Rappresentare i suoi modelli è stato per gli studenti del corso un obbiettivo, da raggiungere attraverso un percorso obbligato che gli permettesse di conoscere tutti i mezzi di rappresentazione dei modelli. Una prima parte del corso si è basato sul processo di Reverse Modeling, che permettesse di passare dalla scansione della forma di un piede da calzolaio, alla sua rappresentazione matematica. Contemporaneamente gli studenti sono stati invitati ad effettuare una ricerca di archivio e bibliografica in modo da reperire il maggior numero di brevetti ( disegni su carta dell'autore). La forma e i disegni hanno consentito di costruire il modello utilizzando superfici nurbs in modo da creare delle rappresentazioni controllate. In un secondo tempo i ragazzi, dopo un approfondita documentazione sui materiali, hanno composto delle immagini statiche di diversi modelli di scarpe di Salvatore Ferragamo.

Sotto i lavori di Danilo Paniccia e Luca Paolo Vasa

Ovviamente ringrazio tutti i partecipanti al corso per l'entusiasmo manifestato e la prof.ssa Ippoliti per l'energia con cui ha sostenuto e portato avanti il percorso.

Indagare l'oggetto di Design

Dalla lastra piegata fino a raggiungere la sedia.
L'oggetto può essere assemblaggio di primitive solide, non forme pure ma ricavabili  attraverso operazioni Booleane, oppure creazione di superfici da  implodere in un oggetto.

Creare dei tagli opportuni  sulla piastra che una volta curvata,simula,attraverso le fasce ottenute l'andamento della superficie a doppia curvatura.

Inizialmente  la deformazione delle fasce dovuta alla piegatura,  non ha permesso curve della stessa lunghezza e quindi la superficie non risultava sviluppabile.

Attraverso l 'analisi geometrica e l' uso di Grasshopper e Galapagos  sono stati individuati  tagli opportuni  per realizzare pieghe e curve utili a rendere la superficie più complessa, interessante e così sviluppabile.

L' obiettivo è stato quello di  scegliere una lastra piana, curvata,simulando l'andamento della superficie a doppia curvatura.

Siamo sempre più affascinati dalla curva e dalle superfici morbide, esenti da spigoli, ma la costruzione delle superfici a doppia curvatura è un problema che cerca sempre nuove soluzioni. Prendiamo ad esempio la superficie mostrata in figura, il diagramma di Gauss dimostra le zone non sviluppabili.

Una superficie a doppia curvatura, potrebbe non essere nelle corde di un designer artigiano che vuole, con semplici strumenti, realizzare le sue idee.

Grasshopper e Galapagos permettono di risolvere questo problema. Primo passo, sezionare la superficie complessa con un numero scelto di piani orizzontali. Questi intercettano la superficie in curve. Ovviamente le curve saranno tutte di lunghezza diversa, presentando una serie di curve. E' fondamentale, per rendere sviluppabile la superficie, che queste siano tutte della stessa lunghezza. La scelta è di lavorare sui punti di controllo appartenenti a spans opposte, attraverso un algoritmo di compensazione, che mentre vengono mossi i punti di controllo, misura la lunghezza della linea.

L'oggetto può essere assemblaggio di primitive solide, non forme pure ma ricavabili  attraverso operazioni Booleane, oppure creazione di superfici da  imploderle in un oggetto.

Creare dei tagli opportuni  sulla piastra che una volta curvata,simula,attraverso le fasce ottenute l'andamento della superficie a doppia curvatura.

Ovviamente si identifica una tolleranza di movimento intorno alla curva sezione per non perderne l'andamento. Si creano una serie di curve a diverso andamento ma di ugual lunghezza; l'estrusione retta di queste porta al risultato desiderato. Lo sviluppo sul piano di queste strisce determina, le dimensioni della lastra che dovrà essere ritagliata, in grado di proporre l'andamento della superficie a doppia curvatura.

OBBIETTIVI RAGGIUNTI:

OTTIMIZZARE LA SEDUTA

NO SPRECO NEI TAGLI

IMPILARE LE SEDIE L' UNA SULL' ALTRA

AVVOLGERE LA SEDUTA

QUALITA' DI CARATTERE STILISTICO

mc + francesca guadagnoli

Il Reverse Modeling per il progetto di design

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INTRODUZIONE

Il Reverse Modeling (RM) è il processo con il quale è possibile dedurre la rappresentazione della forma dall’acquisizione digitale del modello fisico. 

Le finalità del processo possono essere diverse, nel design può essere utilizzato sia per le operazioni di restyling che per operazioni più prettamente progettuali. Attualmente le metodologie e le tecniche utilizzate non seguono delle procedure standard, mostrano invece una dicotomia di comportamenti nei confronti del problema, in alcuni casi sono prevalenti le operazioni artigianali, in altri le azioni mirano al massimo rigore per il conseguimento dell’estrema accuratezza nel risultato.

Nel processo progettuale dell’oggetto di design, il RM ha un ulteriore compito, risolvere 

lo scollamento esistente tra il prototipo ed il modello progettato, assumendo un ruolo attivo nel percorso ideativo dell’oggetto.

Solo una ricerca sperimentale di tipo applicativo consente di analizzare i problemi, i metodi e le tecniche di conversione da un modello numerico (nuvola di punti, rilievo) al modello matematico (progetto digitale). 

Lo studio si prefigge quindi l’obbiettivo di risolvere le problematiche insite nel processo di RM applicato al progetto di design. Esperienza svolta avvalendosi delle nuove potenzialità offerte dai dispositivi digitali, asservendoli agli strumenti tipici del disegno e della geometria descrittiva nella loro accezione più contemporanea. Inoltre la ricerca ha portato risultati alternativi alle odierne tecniche computazionali in uso nelle procedure risolutive del problema. 

La ricerca è stata affrontata secondo una metodologia sistematica, articolata in una prima fase di indagine conoscitiva che precede quella di analisi, in seguito il rilievo e quindi un’applicazione sperimentale. 

La fase conoscitiva ha indagato gli strumenti di rilievo digitale, i software per l’analisi e l’editing del dato numerico e i software di modellazione matematica. 

La fase di analisi è stata rivolta ai problemi propri della rappresentazione matematica negli oggetti di design. 

La successiva fase di rilievo è stata caratterizzata dalla ricerca delle entità geometriche proprie dell’oggetto, dedotte dal dato numerico acquisito.

Quindi la sperimentazione ha risolto le relazioni tra prototipo, dato acquisito e modello matematico, ricostruendo l’antico rapporto tra prototipo, disegno e modello mentale ideativo.

Gli esiti vengono attraverso strumenti propri della nostra area, che esprimono nella ricerca il loro potenziale come mezzi di comprensione e soluzione del processo di Reverse Modeling.  




Alla ricerca del foto realismo in 16 ore

Durante le 16 ore del corso di base di rendering l'obbiettivo era creare un rendering foto realistico partendo da un modello semplice di un' architettura. Una scena esterna che nello stesso tempo contiene anche le caratteristiche di un interno dovendo illuminare delle parti coperte con luci da interno.

il modello di partenza

Il compito era creare i materiali adatti ma il più difficile era riuscire a gestire le luci trovando l'equilibrio tra le luci dirette, la luce diffusa del cielo e l'illuminazione indiretta. Il risultato era ottimo ecco i rendering del lavoro in corso.

Castelli di carta. La piega per la costruzione di superfici articolate | su DISEGNARECON | Casale, Calvano

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L’antica arte del piegare la carta, l’Origami, sta vivendo un rinnovato interesse che coinvolge molti aspetti della ricerca.  Con il termine origami, si intende lo studio del modo di piegare il foglio di carta per imporgli una specifica forma.  La superficie tassellata per mezzo di specifiche pieghe, si propone come un nuovo soggetto di studio: la superficie piegata articolata. La forma congiunta al movimento, assume un particolare interesse nella contemporanea ricerca geometrica e architettonica. Il panorama contemporaneo, propone opere di architettura “responsiva”, capaci di modificare le proprie caratteristiche per adeguarsi a nuove condizioni. La superficie piegata articolata sembra particolarmente adatta a descrivere questo modo d’intendere l’architettura, reagendo a diverse volontà e di conseguenza modificando la propria conformazione attraverso un attento controllo progettuale della forma.

The ancient art of folding paper, Origami, is experiencing a renewed interest that involves various aspects of research. By the term origami, we mean the study of how to fold the sheet of paper to impose a specific shape. The tessellated surface by means of specific folds, is proposed as a new subject of study called folded and articulated surface. The form and its movement, has a special interest in the contemporary architectural and geometric research. The contemporary scene, presents responsive buildings: they react to stimuli by changing their formal and functional features to adapt itself to new conditions. The folded and articulated surface seems particularly suitable to describe this way of understanding the architecture, this is because it can react to different actions by modifying, consequently, its conformation through a careful control of the shape.

La luce per il Reverse Modeling

Da sempre la luce è stato uno strumento di esplorazione, in grado di svelare elementi nascosti e dare corpo agli oggetti per mezzo delle ombre. Per il rilievo, la luce, se strutturata, consente di descrivere l'ogetto reale nello spazio digitale attraveso la nuvola di punti.

Ancora, l'ogetto se posto sotto la luce, esalta le sue qualità formali riflettendo in modo differenziato in funzione anche alla sua curvatura. Quest'ultima affermazione rende la luce uno strumento per il Reverse Modeling.

Ricordo che in alcuni post di qualche tempo fa ho identificato, nel mondo degli oggetti di design, alcuni che ho definito bilanciati in quanto provvisti di piano di simmetria o asse di rivoluzione. Grazie alla definizione di un algoritmo espresso con un cluster di Grasshopper (mirrorGeometry), possiamo trovare le cosiddette caratteristiche strutturanti, utili all'orientamento della mesh di rilievo e ad un corretto funzionamento. Nel video, è presentata la procedura risolutiva.

E' stato inoltre detto che oltre oltre alle geometrie strutturanti era necessario mettere in evidenza le curve di stile che spesso non sono spigoli, ma zone caratterizzate da una repentina variazione di curvatura, utili a ricostruire la Nurbs per il RM, o ad evidenziare le pezze quadrilatere di  superfici matematiche che copriranno l'intera complessità dell'oggetto.

L'analisi della curvatura di una mesh viene spesso fatta con costosi software specializzati nell'editing e appunto l'analisi di superfici poliedriche frutto di scansione. Di seguito si propone una definizione capace di simulare una luce modulata nella sola frequenza del bianco e del nero, mettendo in evidenza le sole zone a curvatura pronunciata, disegnando sull'oggetto le CURVE DI CONTORNO APPARENTE che permetteranno di procedere con la successiva fase di lofting, specifica del caso illustrato nelle figure. 

“Displacement mapping” come una soluzione per la modellazione di insieme

A differenza del bump mapping ed il normal mapping il “displacement mapping” o (displacement) è una soluzione per la modellazione vera calcolata nel momento del render, secondo una mappa “bitmap”. Questa mappa deve essere proiettata (spalmata) sull’oggetto che viene scavato o gonfiato per ottenere il modello desiderato. Questa soluzione è la migliore per ridurre il peso del modello poligonale.

L’effetto è quello che ci offre il modificatore di 3ds Max “Displace” ma le differenze sono, primo,“Displace” ha l’effetto immediato nel “viewport” e non solo nel render; Secondo, a “displace” sevono oggetti ben tassellati (suddivisi) perché qui si tratta di spostamento di vertici ma nel caso di “Displacement mapping” il calcolo della forma si effettua direttamente nel momento del render senza spostare vertici, quindi l’oggetto non deve essere suddiviso e può essere un solo poligono a formare un oggetto complesso. Da questo si nota che per il “displace” servono oggetti pesanti (con tanti vertici e poligoni) ma per il displacement mapping non appesantisce il modello ma in questo caso il calcolo del rendering è ovviamente più lungo.

L’immagine che si usa come bitmap per il “dispacement” è un'immagine preferibilmente in bianco e nero che descrive la profondità secondo la scala di grigio o la così detta “depth map” o  mappa della profondità, dove i pixel più chiari descrivono la parte vicina e quelli più scuri descrivono la parte lontana e tra il bianco assoluto e il nero assoluto c’è la distanza massima di profondità che può essere indicata dall’utente.

Può essere sfruttato bene nel caso della modellazione di insieme come creare griglie, tegole,  mattoni, bassi rilievi…