Modeling and Image-Based Modeling

Modeling and Image-Based Modeling è un workshop che affronta il tema attuale dell’integrazione tra il prodotto della fotogrammetria, il rilievo e la modellazione tridimensionale nel complesso rapporto tra una preesistenza e le sue possibili modificazioni indotte da interventi di restauro e/o riqualificazione.

Link del Bando:
https://www.dropbox.com/s/g8gcyjvja6yztk8/BandoWorkshop.pdf

Architectural Geometry - Reverse Modeling per risalire al modello dell’impronta

Ricordando che l’impronta è il segno lasciato da un corpo premuto su un materiale cedevole, la traccia di un modello su un altro, notiamo che esiste un rapporto gerarchico tra i modelli in gioco: un modello A che segna ed un modello B che viene segnato. Nella nostra trattazione A è il modello concettuale e B è il modello strutturale (BI) o il modello suddiviso (BII).

7. Orditura strutturale composta da segmenti di travi rettilinee in torsione lungo la spezzata direttrice. 

Problema ricorrente nella produzione di architetture complesse è il passaggio dal modello strutturale al modello suddiviso. Un motivo tra tanti è quello di poter proporre un preventivo dei costi di un opera a partire dal disegno della struttura; i pannelli da montare tra le maglie della struttura hanno una grande incidenza sui costi, e per questo devono essere prefigurati nel numero e nella forma.  Il passaggio dall’impronta BI all’impronta BII non può avvenire se non passando per il modello A generante.  

Il modello strutturale a disposizione è quello in figura 7; notiamo che l’orditura è composta da travi che non hanno andamento curvilineo, ma si sviluppano lungo una spezzata, determinando per ogni segmento di trave una torsione minima. In questo modo l’orditura strutturale discretizza l’andamento gobbo delle isocurve memoria del modello concettuale. Si parte quindi dall’impronta strutturale dalla quale si vuole risalire al modello concettuale continuo. Il primo passo è la ricerca di un algoritmo per astrarre dalle travi i vertici delle spezzate direttrici; i punti trovati potranno essere interpolati con curve il cui andamento e forma restituiranno la superficie concettuale (fig. 8). Le curve differenziate in due fasci (il fascio u ed il fascio v), assieme alle curve di bordo individuate con un algoritmo simile, costituiscono la maglia sulla quale stendere una superficie tagliata con lo strumento patch. Questa è una delle possibili forme con cui può essere rappresentato il modello concettuale, la forma che ha generato l’impronta, la forma espressiva voluta dal progettista. Attraverso una semplice operazione di reverse modeling siamo risaliti dalla struttura alla forma, quindi dal modello BI al modella A. 

8.Dalle travi si ricavano le curve gobbe con cui risalire al probabile modello concettuale.

Passiamo ora dal modello concettuale al modello suddiviso. La superficie pach per sua natura non inviluppa perfettamente le curve estratte dalla struttura, per questo motivo le curve vengono proiettate normalmente alla superficie in modo da farle aderire alla forma. Solo adesso le curve appartengono alla superficie e possono tagliarla generando una serie di pannelli, frammenti della forma generale, a doppia curvatura. Questioni di carattere tecniche, economiche e pratiche impongono la discretizzazione dei pannelli a doppia curvatura in porzioni piane capaci di raccontare la forma concettuale, ricostruendola in una superficie poliedrica leggermente distanziata dalla struttura per evitare collisioni. Estraiamo i bordi di ogni pannello e uniamoli ad identificare policurve chiuse con i vertici in evidenza. Spostiamo i vertici individuati lungo la direzione normale alla superficie nel punto in cui il vertice si trova; il valore dello spostamento è il distaccamento voluto dalla struttura, il verso sarà esterno all’orditura. I vertici spostati, essendo ordinati pannello per pannello possono creare le facce del poliedro in grado di assolvere i presupposti elencati in precedenza (fig. 9).

9.Modello strutturale BI e modello suddiviso BII, insieme prefigurano il modello reale.

Una strada romana

Ultimamente, Sono stato chiesto di ricostruire virtualmente una zona dello scavo archeologico di Alba Fucens un scavo e studio dell’università di foggia partendo dai disegni 2D di rilievo. In questo esempio mostro il modo in cui è stato modellata con 3dsMax la strada romana usando il modificatore v-ray displacement modifier e il materiale blend per distinguere i due materiali che ha la strada (pietra e terra o prato tra i pazzi di basolato) e praticamente quasi impossibile farlo fedele allo stato reale senza questa tecnica se non modellare una per una.

Sono stati creati ovviamente due materiali Vray una per il prato e una per la pietra e il materiale composto Blend è stato creato per applicare questi due materiali secondo la mappa che è il disegno in pianta del rilievo della pavimentazione che è in bianco e nero. Come si nota dalla figura il bianco della mappa corrisponde al materiale prato nel materiale "Blend", e il nero corrisponde alla pietra, e tutto è fatto.

Per dare il rilievo a questo pavimento abbiamo usato V-ray displacement modifier che è stato spiegato in un post precedente usando la stessa mappa di rilievo.

Per una visualizzazione più realistica si possono usare altre tecniche e plugin per mettere un prato modellato in 3D usando la stessa mappa.

Mischiare le mappe secondo la ricetta

per creare un oggetto complesso non basta modellare tutto (o forse non serve modellare tutto). Qualcosa lo può fare il materiale che può avere come input non solo una mappa “Bitmap” semplice ma l’immagine bitmap può entrare in un percorso di modifiche prima di essere pronta per l’inserimento dentro il materiale.. nel prossimo semplice esempio abbiamo usato la mappa Mix per creare un Rubik’s Cube con i suoi vari colori usando una maschera in bianco e nero per dividere i due materiali per ogni quadrato.

Ogni quadrato ha il colore al centro e il bordino di plastica nera arrotondata e per questo abbiamo usato la mappa MIX per mischiare i due colori in una mappa composta secondo questa maschera “La Ricetta” (sempre un nero con altro colore) per ogni canale. Ovvio che ogni mappa ha un canale corrispondente al canale del poligono corrispondente. Questa mappa è stata usata in un materiale e quest’ultima era una parte di multi sub-object material che abbiamo applicato all’oggetto.

Si nota anche che per l’arrotondamento dei angoli abbiamo usato il Bump con la mappa edgetex di vray che spiegheremo in un altro post

Maschera

Render elements per il Post processing

Pur essendo  bravi nelle  impostazioni di rendering, è impossibile ottenere un risultato foto-realistico senza un ritocco finale.Quest' ultimo  può essere rapido, facile, ed efficace solo se  si hanno a disposizione strumenti ed informazioni utili  che possono aiutarci  in alcune circostanze (come o/e dove applicare un certo effetto). Questi strumenti sono vari renderings che il motore di render calcola a richiesta.
Per esempio per cambiare  la luminosità dello sfondo dell' immagine prodotta mi serve una selezione pronta (un rendering in cui vedo solo la luce che attraversa la finestra). In altro caso mi serve applicare la profondità di campo, (che è un calcolo troppo lungo per il computer e mi fa perdere tanto tempo e non sarà modificabile dopo il render quando lo applico direttamente dalla camera e il motore di render).. ma se ho la mappa di profondità è molto semplice applicarlo con un programma di fotoritocco e posso personalizzarlo vedendo il risultato in tempo reale.. altri opzioni sono disponibili, cambiare la saturazione di un colore, rafforzare il punto luminoso dei vari oggetti riflettenti.. e tanto altro vi posto alcuni rendering di vari elementi di render per creare la seguente immagine di una cucina.

Attivare vari elementi di rendering

Diffuse Filter

Global illumination

La trasparenza (refraction)

Illuminazione diretta (Vray lightning)

Le riflessioni (Vray reflection)

Vray Specular

La profondità (Z Depth)

CONTINUITA' LIMITATA - rappresentazioni discrete per il disegno delle forme

IQPapers | Progetto editoriale curato dall’Istituto Quasar

Abstract

Il disegno di idee o di forme tratte dalla realtà, e la loro rappresentazione nello spazio bidimensionale del foglio di carta, impone a chi le osserva di fare delle scelte. Ancor prima di scegliere è necessario maturare delle consapevolezze: da una parte vi è lo spazio reale in cui la dimensione degli oggetti è l’infinito, dall’altra vi è lo spazio proposto dai supporti per la rappresentazione, in cui i modelli sono e devono essere emplificati in una quantità di segni chiari e distinti.

Gli oggetti e gli spazi architettonici, dal punto di vista fisico, sono una collezione di superfici composte da una quantità infinita di particelle. Tali superfici si incontrano mutando l’una nell’altra, diventando l’una l’altra senza identificare chiari luoghi di confine, senza esprimere spigoli; questi ultimi non hanno realtà fisica, sono sintesi geometriche utili a razionalizzare le forme all’interno dei “luoghi della rappresentazione”.

I vecchi e i nuovi supporti bidimensionali - quali il foglio di carta e lo schermo del computer - sono i luoghi della rappresentazione. Quando si disegna, l’incertezza e la tolleranza sono le regole assunte per acquisire gli elementi reali, anche quelli che più si avvicinano a chiare forme poliedriche. L’osservazione e l’esperienza di chi disegna aiuta ad individuare il confine più giusto, la discretizzazione è soggettiva, è legata alla forma e mira a degli obiettivi che devono essere fissati a priori. Perché stiamo disegnando? Cosa stiamo disegnando? 

I modelli organici rappresentano un caso emblematico in cui la forma reale non conosce lo spigolo: ne è un esempio il corpo umano, sul quale lo sguardo corre senza trovare soluzione di continuità. All’interno dello spazio digitale, la rappresentazione della forma organica esige una parcellizzazione, una pezzatura in cui tutte le porzioni saranno congiunte, creando una composizione a “prova di luce” che simula il reale. 

Discretizzare il continuo ed implementare il discreto sono le operazioni che permettono di dialogare con il digitale rendendolo strumento al servizio delle operazioni progettuali.

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La selezione casuale ed il materiale multi sub-object

Selezionare oggetti casualmente in alcuni casi oltre a farci risparmiare tempo ci fa produrre in poco tempo varianti richiamano l'irregolarità della natura degli oggetti.

Vi introduco un istrumento ed un materiale tramite un'applicazione pratica che affronteremo spesso quella della selezione casuale. Nel seguente esempio abbiamo un "editable-poly" che voglio convertire ad un materiale luminoso con colori diversi distribuiti in modo irregolare.

Il render Finale

Per visualizzare "Graphite Modelling Tools"

Il settore della selezione casuale

selezionando il livello dei poligoni dentro il mio oggetto modificabile e dentro gli istrumenti "Graphite Modeling Tools" che sono molto utili per il lavoro con i sotto oggetti del "editable-poly". Vado al settore "selection" e tre gli istrumenti messi in fila trovo "By Random", dove posso selezionare una percentuale dei sotto oggetti in modo casuale. Indicando la percentuale e selezionando avrò un po' di poligoni a cui posso dare (dentro polygon:Material IDs di questo Editable poly) un certo ID per esempio (2) e con un altro click seleziono altri e gli do ID (3) il resto mantiene l'ID (1).

Indicare l'ID dei poligoni

 

Vado al material editor applico un materiale "multi sub-object" dai materiali standard poi 3 materiali luminosi (nel mio caso V-ray light mtl) con 3 colori diversi attacco ogni una ad un'ID del materiale madre (multi sub-object) ed applico l'ultima al oggetto e tutto è fatto.

Il materiale "Multi sub-Object"

Il materiale luminoso di VRay

Il materiale "Multi sub-object" con i sotto materiali

L'editable poly dopo l'aaplicazione del materiale composto da tre materiali luminosi

Modellare nello Spazio

Clicca QUI per il video

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!