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Lezione01
MAYA 3D MODELING LAB 1. INTRODUZIONE Cosa è la Computer Grafica 3D? 1. INTRODUZIONE La Computer Grafica 3D basa la creazione di immagini statiche o in movimento sulla elaborazione di modelli tridimensionali da parte di un computer. M3M LAB Arch. Filippo Principi Utilizzo 1. INTRODUZIONE Viene utilizzata nella produzione e postproduzione di opere o parti di opere per: M3M LAB ● ● ● ● ● ● ● Arch. Filippo Principi Cinema Televisione Videogiochi Architettura Ingegneria Arte Ambiti scientifici Esempi di utilizzo nel cinema M3M LAB Arch. Filippo Principi 1. INTRODUZIONE Esempi di utilizzo nella televisione M3M LAB 1. INTRODUZIONE Arch. Filippo Principi Esempi di utilizzo in architettura M3M LAB Arch. Filippo Principi 1. INTRODUZIONE Esempi di utilizzo in ambiti scientifici M3M LAB 1. INTRODUZIONE Arch. Filippo Principi Inspirational 3D video links 1. INTRODUZIONE Spot ➔ MSN TALK ‘Butterflies’ Spot A, English - Umeric ➔ Nike - Mercurial Vapor Superfly ➔ MTV Rocks! - Ident Series 2 Architettura ➔ Bogota’s Planetarium ➔ Architecture 3D-Animation with VRay for Maya ➔ Animation d'architecture 3D Corti ➔ http://www.shortoftheweek.com/2011/10/31/pythagasaurus/ ➔ http://www.shortoftheweek.com/2012/02/09/kiss-a-love-story/ ➔ http://www.shortoftheweek.com/2009/07/10/vice-versa/ ➔ http://www.shortoftheweek.com/2009/04/13/jojo-in-the-stars/ ➔ http://www.shortoftheweek.com/2009/01/05/ryan/ ➔ http://www.shortoftheweek.com/2010/01/12/the-third-and-the-seventh/ ➔ http://www.shortoftheweek.com/2010/01/10/the-tale-of-how/ ➔ http://www.shortoftheweek.com/2009/12/24/alma/ ➔ https://www.youtube.com/watch?v=LOMbySJTKpg ➔ https://www.youtube.com/watch?v=PTdzCAGH3lU M3M LAB Arch. Filippo Principi 2. NOZIONI DI IMMAGINI DIGITALI Cosa è un'immagine digitale? 2. NOZIONI DI IMMAGINI DIGITALI Un'immagine digitale è la rappresentazione numerica di una immagine bidimensionale. La rappresentazione può essere di tipo vettoriale oppure raster (altrimenti detta bitmap). M3M LAB Arch. Filippo Principi Immagini vettoriali 2. NOZIONI DI IMMAGINI DIGITALI Le immagini create dai vettori sono basate su forme e colori generate tramite formule matematiche Si disegnano delle curve indicando solo alcuni vertici fondamentali e le tangenti alle curve che partono da questi. M3M LAB Arch. Filippo Principi Immagini Raster L'immagine raster è mappata all'interno di una griglia, come un grande mosaico. La grandezza della griglia dipende dalla risoluzione dell'immagine. M3M LAB Arch. Filippo Principi 2. NOZIONI DI IMMAGINI DIGITALI il pixel 2. NOZIONI DI IMMAGINI DIGITALI Le immagini raster sono costituite da una griglia rettangolare di quadratini chiamati pixel. Il pixel rappresenta il più piccolo elemento costitutivo di un immagine digitale. La grandezza della griglia dipende dalla risoluzione dell’immagine e determina il grado di qualità di un'immagine. M3M LAB Magnification 6x6 pixels of the digital image and the reference table colors Arch. Filippo Principi Vector vs Raster M3M LAB 2. NOZIONI DI IMMAGINI DIGITALI ■ pro ➔ possono essere ingrandite all'infinito senza perdere mai la loro qualità ■ contro ➔ non è indicato per rappresentare fotografie o immagini fotorealistiche ■ pro ➔ consente di raggiungere il fotorealismo ■ contro ➔ difficile scalarle senza una qualche perdita di qualità e di nitidezza delle forme ➔ arrivano a pesare molto sull'hard disk Arch. Filippo Principi Il modello di colore RGB 2. NOZIONI DI IMMAGINI DIGITALI Un modello di colore è un modello matematico astratto che permette di rappresentare i colori in forma numerica, tipicamente utilizzando tre o quattro valori o componenti cromatiche (RGB e CMYK sono modelli di colore). M3M LAB L'RGB è un modello additivo ➔ unendo i tre colori con la loro intensità massima si ottiene il bianco (tutta la luce viene riflessa). ➔ la combinazione delle coppie di colori da il cìano,il magenta e il giallo. Arch. Filippo Principi La profondità di colore 2. NOZIONI DI IMMAGINI DIGITALI La profondità di colore (color depth) è la quantità di bit necessari per rappresentare il colore di un singolo pixel in un'immagine bitmap o nel dispositivo video e si misura in bit per pixel (bpp). color depth exp Number of colors 1 bpp 21 2 colors 2 bpp 22 4 colors 4 bpp 24 16 colors 8 bpp 28 256 colors 24 bpp 224 16.700.000 colors M3M LAB Arch. Filippo Principi 24 bit truecolor 2. NOZIONI DI IMMAGINI DIGITALI Il modello di profondità truecolor utilizza 24 bit e permette di riprodurre immagini in modo molto fedele alla realtà. 8 bit Red 8 bit Green 8 bit Blue } 24 bit M3M LAB Arch. Filippo Principi La combinazione dei 3 canali determina il numero di colori che possiamo visualizzare 28 x 28 x 28 = 256 x 256 x 256 = 16,777,216 colori 32 bit: truecolor + canale alfa 2. NOZIONI DI IMMAGINI DIGITALI La denominazione di colore a 32 bit può risultare fuorviante, perché non si tratta in questo caso di 232 colori distinti. Colore a 32 bit = truecolor con l'aggiunta di 8 bit che possono rimanere inutilizzati o servire alla codifica del canale alfa M3M LAB Arch. Filippo Principi La definizione di un'immagine 2. NOZIONI DI IMMAGINI DIGITALI Viene detta definizione di un'immagine digitale il numero di pixel di cui è composta, cioè la sua dimensione informatica (il numero di colonne che moltiplica il numero di linee). Un'immagine con 640 pixel in larghezza e 480 in altezza sarà definita con 640 pixel per 480, siglata 640x480. 480 pixel 640 pixel M3M LAB Arch. Filippo Principi La dimensione di un immagine 2. NOZIONI DI IMMAGINI DIGITALI Per conoscere la dimensione (in byte) di un'immagine, è necessario contare il numero di pixel che contiene (base x altezza) e moltiplicare per il numero di canali di colore. ■ dimensione di un immagine 640x480: 640 x 480 = 307.200 pixels che moltiplicato per i 3 canali RGB fa: 307.200 x 3 = 921.600 byte/1024=900 Kb/1024 = 0,87 Mb ➔ 480 pixel 640 pixel M3M LAB 667x1000 200dpi 1.91 Mb 240x360 72dpi 253 Kb >>270%>> 667x1000 72 dpi 1.91 Mb Le dimensioni in qualità di spazio occupato dall’immagine sul disco è indifferente dal valore della risoluzione in dpi. Arch. Filippo Principi La risoluzione di un'immagine 2. NOZIONI DI IMMAGINI DIGITALI La risoluzione determina il numero di punti per unità di superficie e permette di stabilire il rapporto tra il numero di pixel di un'immagine e la dimensione reale della sua rappresentazione su un supporto fisico. E' espressa in punti per pollice (DPI per Dots Per Inch). M3M LAB ■ 1 inch= 2.54 cm ➔ ■ Video 72 dpi 72 colonne e 72 righe di pixel su un pollice quadrato (5.184pixel) ➔ ■ Stampa 300 dpi 300 colonne e 300 righe di pixel su un pollice quadrato (90.000 pixel) ➔ Arch. Filippo Principi Aspect ratio 2. NOZIONI DI IMMAGINI DIGITALI Si chiama aspect ratio il rapporto matematico tra la larghezza e l'altezza di un'immagine. M3M LAB Esistono standard a seconda dell'impiego. ■ cinema ➔ 1.85:1 o ➔ 2.35:1 o ■ televisione ➔ 1.33:1 o ➔ 1.78:1 o Arch. Filippo Principi Letterbox Cinemascope NTSC/PAL Video HDTV Tabella di standard aspect ratio M3M LAB 2. NOZIONI DI IMMAGINI DIGITALI Arch. Filippo Principi I formati raster e la compressione 2. NOZIONI DI IMMAGINI DIGITALI I dati raster possono essere memorizzati attraverso tipologie di file che sfruttano algoritmi di compressione diversi, gravando in modo differente sul supporto di memorizzazione. I formati raster più comuni sono i seguenti: Non compressi ■ raw richieste di elaborazione minima ➔ occupano molto spazio sul disco ➔ bmp png tga Con compressione lossless ■ tiff ➔ occupano meno spazio sul disco gif ➔ non alterata l'informazione originale jpeg Con compressione lossy ■ gif subiscono una perdita di informazione ➔ non adatta per il fotoritocco ➔ indicata per la trasmissione di immagini ➔ per ridurre un prodotto da distribuire. ➔ M3M LAB Arch. Filippo Principi Conclusioni 2. NOZIONI DI IMMAGINI DIGITALI In questo capitolo abbiamo imparato a riconoscere le proprietà che ci serviranno per poter maneggiare un'immagine digitale e da cosa essa sia composta. M3M LAB ■ ■ ■ ■ ■ profondità colore definizione dimensioni risoluzione formato RGB 24 bit 640x480 pixel 900 Kbyte 72 DPI jpg (lossy) Nel prossimo capitolo impareremo cosa è un filmato digitale, di cosa è composto e quali sono le sue proprietà fondamentali>>>>> Arch. Filippo Principi 3. NOZIONI DI VIDEO DIGITALE La proiezione cinematografica 3. NOZIONI DI VIDEO DIGITALE Per ottenerla è necessario uno schermo, un proiettore e una pellicola. Sulla pellicola è impressa una sequenza di immagini, che posta in proiezione davanti al fascio di luce del proiettore ne modifica l'intensità lasciando passare solo determinate parti che renderanno sullo schermo un'immagine. La pellicola scorre, le immagini proiettate cambiano velocemente e si ottiene così un effetto di movimento. M3M LAB Arch. Filippo Principi La proiezione cinematografica 3. NOZIONI DI VIDEO DIGITALE Un filmato, o un'animazione al computer, è una sequenza di immagini riprodotta ad una velocità sufficientemente alta da fornire all'occhio umano l'illusione del movimento. Una sequenza di immagini da sola non basta per visualizzare un filmato sul nostro PC. Dobbiamo infatti saper dire alla macchina: M3M LAB ■ ■ ■ ■ dove si trovano queste immagini che tipo di immagini sono l'ordine in cui visualizzarle la velocità con cui devono essere visualizzate Arch. Filippo Principi Frame e framerate M3M LAB 3. NOZIONI DI VIDEO DIGITALE ■ frame ciascuna immagine fissa che compone una sequenza di immagini ■ framerate la frequenza di cattura o riproduzione dei fotogrammi che compongono un filmato e si misura in hertz (Hz) o si esprime in termini di fotogrammi per secondo (fps). Arch. Filippo Principi The format of a clip 3. NOZIONI DI VIDEO DIGITALE Il formato di una clip è un file contenitore in cui sono racchiuse, oltre a immagini e tracce audio, anche le informazioni per la loro riproduzione. ■ MS VIDEO FOR WINDOWS ( .AVI ) ● ● ottimo per il video digitale principalmente su piattaforma Win non poter essere utilizzato per lo streaming ■ MICROSOFT NETSHOW ( .ASF ) ● dedicato allo streaming di medio/alta qualità ■ WINDOWS MEDIA VIDEO ( .WMV ) ● ● maggiore qualità rispetto al formato MPEG a parità di Mb occupati adatto per il Multimedia publishing e il Web publishing ■ MPEG ( .MPG - .MP2 - MPEG ) ● ● ● impedisce l'elaborazione frame-by-frame e quindi l'editing non lineare ottimo per il Multimedia publishing poco utilizzabile per il Desktop video ■ APPLE QUICK TIME ( .MOV ) ● ottimo per prodotti multimediali e piccoli progetti di Digital Video M3M LAB Arch. Filippo Principi Il codec 3. NOZIONI DI VIDEO DIGITALE Il codec (CODificatore DECodificatore) è il software che contiene l'algoritmo che comprime le immagini per consentire una gestione agile e una riproduzione corretta della clip. Si potrebbe paragonare ad una sorta di Winzip velocissimo che, all'occorrenza, comprime e decomprime le immagini di un filmato. M3M LAB Arch. Filippo Principi Struttura di un video digitale 3. NOZIONI DI VIDEO DIGITALE ■ il formato ha più o meno il compito della pellicola ● raggruppare le immagini e dar loro ordine ■ il codec quello della qualità/sensibilità del supporto ● a seconda del grado di compressione si ottengono risultati diversi FORMAT VIDEO CODEC M3M LAB AUDIO CODEC TRACK 1 TRACK 2 IMAGES TRACK 3 TRACK 4 Arch. Filippo Principi TV Standard PAL 3. NOZIONI DI VIDEO DIGITALE Standard in uso in Europa per cui i fotogrammi televisivi vengono mostrati con una frequenza di 25 fotogrammi completi al secondo. La successione delle immagini è in funzione della frequenza della corrente alternata fornita dalla rete elettrica (in Europa pari a 50 Hz), gli standard stabiliscono che vengano visualizzati 50 semiquadri ogni secondo. La somma di due semiquadri produce un fotogramma completo. M3M LAB 1 secondo 25 frames in 1 secondo Arch. Filippo Principi Conclusioni 3. NOZIONI DI VIDEO DIGITALE In questo capitolo abbiamo imparato cosa è una sequenza di immagini e come è strutturata una clip video M3M LAB ■ ■ ■ ■ ■ ■ standard frame risoluzione framerate dimensioni formato PAL 720x572 pixel 72 DPI 25 f/s codec video AVI, MOV, Mp4 Nel prossimo capitolo vedremo il processo da intraprendere per generare sequenze d'immagini con un software 3D >>>>>>>>>>> Arch. Filippo Principi 4. IL PROCESSO DI PRODUZIONE Punti salienti del processo 4. IL PROCESSO DI PRODUZIONE Una volta ricevute le informazioni necessarie da chi ci commissiona il lavoro dovremo affrontare le seguenti fasi: ■ brainstorm ■ setup scena ■ modellazione oggetti ■ creazione materiali ■ impostazioni luci ■ animazioni ■ render test ■ ottimizzazioni ■ render finale M3M LAB Arch. Filippo Principi Brainstorming È la fase preliminare dove entriamo in confidenza con l'oggetto da modellare e ci preoccupiamo di tutto quello che ci serve nella realizzazione del lavoro. M3M LAB Arch. Filippo Principi 4. IL PROCESSO DI PRODUZIONE ■ reperire materiale ● immagini ● filmati ● audio ● modelli ■ previsualizzare il lavoro ● schizzi su carta ● storyboard ● animatic ■ accordarsi con i collaboratori ● ruoli ● compiti ● tempistiche Cosa serve 4. IL PROCESSO DI PRODUZIONE il processo di produzione della computer grafica 3D necessita di due elementi: ■ scena da renderare: una descrizione di ciò che si intende visualizzare, composta da rappresentazioni matematiche di oggetti tridimensionali, detti modelli ■ motore di render: un algoritmo di produzione di un'immagine 2D della scena, che effettua i calcoli necessari per la sua creazione simulando il comportamento della luce e le proprietà ottiche, fisiche e dei materiali. input forma ● posizione ● colore ● rugosità ● specularità ● animazioni ● luci output ● M3M LAB Render engine elaborazione Arch. Filippo Principi still image ➔ image sequence ➔ video ➔ La scena 4. IL PROCESSO DI PRODUZIONE Lavoreremo in un ambiente tridimensionale virtuale all'interno di un software di modellazione 3D. L'ambiente sarà caratterizzato da tre assi cartesiani x, y, z. M3M LAB Con riferimento alle coordinate x,y,z determiniamo la posizione, la rotazione e la scalatura di ogni singolo oggetto nella scena. Arch. Filippo Principi Le shapes 4. IL PROCESSO DI PRODUZIONE All'interno della scena andremo a creare un modello tridimensionale definendone la forma (shape). M3M LAB ■ mesh poligonale ➔ è una collezione di vertici, spigoli e facce che definiscono la forma di un oggetto poliedrico nella modellazione solida. ■ nurbs ➔ Non Uniform Rational B-Splines, una classe di curve geometriche per rappresentare curve e superfici. Arch. Filippo Principi Modellazione M3M LAB 4. IL PROCESSO DI PRODUZIONE ■ primitive algoritmi precompilati di forme basilari con parametri per adattarne la forma alle proprie esigenze ➔ la sfera ➔ il cubo ➔ il cono ➔ il cilindro ➔ il piano ■ modellare modificare la mesh aggiungendo, tagliando, copiando, estrudendo e ruotando ➔ facce ➔ vertici ➔ spigoli Arch. Filippo Principi I materiali 4. IL PROCESSO DI PRODUZIONE Per ottenere un render finale sarà necessario aggiungere informazioni ai modelli per far si che il motore di render possa ottenere il giusto colore per ogni pixel dell'immagine finale. M3M LAB Arch. Filippo Principi ■ shape ● posizione rotazione ● ingombro nello spazio ● morfologia dell'oggetto ■ materiali ● colore ● rugosità ● specularità (reazione alla luce) Le luci 4. IL PROCESSO DI PRODUZIONE Una volta modellati gli oggetti nella scena dobbiamo inserite le luci altrimenti vedremmo soltanto un'immagine nera. M3M LAB Esistono varie tipologie di luci e ogni programma utilizza la propria nomenclatura. ■ Proprietà ➔ posizione ➔ intensità ➔ direzione ➔ emissione ■ Tipologie ➔ directional ➔ spot ➔ ambient ➔ area light Arch. Filippo Principi Il punto di vista: la camera 4. IL PROCESSO DI PRODUZIONE Definiamo il punto di vista da cui effettuare il render creando una camera. ■ inquadratura la porzione di spazio fisico inquadrata dall'obiettivo della camera. ➔delimita lo spazio che sarà ripreso ➔esclude tutto il resto ■ safe area area di sicurezza per compatibilità con supporti di visualizzazione ➔title safe: area sicura per scritte, loghi ➔action safe: area sicura per animazioni ➔full frame: frame completo 100% 90% action safe 80% title safe M3M LAB Arch. Filippo Principi Animazioni M3M LAB 4. IL PROCESSO DI PRODUZIONE ■ keyframing ➔ tecnica impiegata per transizioni riferite al movimento, alla forma e al colore. ■ timeline ➔ si utilizza per gestire il tempo nelle animazioni ➔ indispensabile per l'inserimento di keyframes ■ keyframe ➔ fotogramma chiave ➔ definisce nel tempo il valore di una proprietà ■ tweening ➔ svolto automaticamente dai software. ➔ crea i fotogrammi intermedi (interpolazione) tra i keyframes iniziale e finale di un'animazione. Arch. Filippo Principi Rendering della scena 4. IL PROCESSO DI PRODUZIONE ■ renderizzare passare tutte le informazioni al motore di rendering che le elaborerà e renderà come risultato finale un'immagine bidimensionale. M3M LAB La maggiore o minore quantità di informazioni passate al motore influenzeranno i tempi e la qualità del render finale. Arch. Filippo Principi 3D Softwares Vrml Autodesk AutoCAD 2014 Autodesk 3ds Max 2014 Autodesk Maya 2014 Bryce 7 Rhino 5 Blender 2.69 Maxon Cinema 4D R15 Google SketchUp 2013 Swift 3D 6 M3M LAB 4. IL PROCESSO DI PRODUZIONE ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ Caratteristiche comuni ● tool di modellazione ● sistema di navigazione scena ● materiali ● sistema di illuminazione ● animazione ● motore di render Arch. Filippo Principi 6. Autodesk Maya Autodesk MAYA M3M LAB 6. AUTODESK MAYA ■ Autodesk Maya è uno dei software più popolare per la creazione di animazioni e elementi 3D. Arch. Filippo Principi Interfaccia M3M LAB 6. AUTODESK MAYA ■ vasto numero di menu ➔ divisi in gruppi ■ differenti modi di visualizzazione ➔ con pannelli Arch. Filippo Principi Tipologie di viste M3M LAB 6. AUTODESK MAYA ■ viste ortogonali oggetti disegnati utilizzando due assi alla volta ➔ top ➔ front ➔ side ■ viste prospettiche Viste tridimensionali dal punto di vista della camera ➔ persp ➔ camera Arch. Filippo Principi Dolly M3M LAB 6. AUTODESK MAYA Per effettuare un dolly: ➔ ➔ verso l'oggetto alt + tasto destro del mouse e drag a destra via dall'oggetto alt + tasto destro del mouse e drag a sinistra Arch. Filippo Principi Orientare M3M LAB 6. AUTODESK MAYA Per effettuare una rotazione della camera attorno ad un punto: ➔ alt + tasto sinistro del mouse e drag in ogni direzione ➔ Non funziona nelle viste ortogonali Arch. Filippo Principi Panning M3M LAB 6. AUTODESK MAYA Per effettuare un pan della camera: ➔ alt + tasto centrale del mouse e drag il mouse in ogni direzione Arch. Filippo Principi
