PDF

Introduzione ai software
per la produzione di contenuto 3D
Ing. Davide Vercelli,
PERCRO
[email protected]
Sommario (I)
●
Prima parte: introduzione
– cosa si intende per “software 3D”
● modellazione, animazione, rendering...
– panoramica sui software più usati
– il problema dei formati di file
– criteri di scelta
2
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
Sommario (II)
●
Seconda parte: Blender
– introduzione all'interfaccia
– fondamenti di modellazione
– esportazione verso il formato AAM
3
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
Produzione di contenuto 3D
●
Insieme di obiettivi distinti ma collegati
– modellazione geometrica
– animazione
– simulazione fisica
– rendering
● definizione delle inquadrature
● impostazione delle luci
● definizione dei materiali
● calcolo del risultato
4
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
Software per il 3D
●
●
grandissima varietà
in genere rispondono a molteplici esigenze
– spesso a tutte ma a diversi livelli di
completezza
●
in linea di massima possiamo distinguere:
– “suite” complete
– tool specifici (spesso plugin per le suite)
●
molti paradigmi diversi
– interfacce molto dissimili
– tendenza all'uniformità
5
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
Modellazione
●
poligonale
– low poly per applicazioni interattive
● strumenti specifici per ridurre il numero di poligoni
– consente molti paradigmi diversi
● es. subdivision modeling
●
NURBS e simili
– curve parametriche
● uso tipico: CAD, design (es. automobili)
●
ultimo grido: digital sculpting
– diverso modo di interagire con mesh poligonali
6
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
7
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
8
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
9
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
Animazione
●
definizione percorsi
– in genere curve parametriche
●
definizione deformazioni
– tramite armature
● tipico ad esempio per personaggi
o strumenti meccanici
– tramite interpolazione fra mesh modificate
(key frame animation)
●
●
10
tipico ad esempio per le espressioni facciali
gestione di azioni e interpolazioni
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
11
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
12
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
13
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
Definizione dei materiali
●
strettamente connessa all'uso previsto
– per applicazioni interattive
● fino a ieri poco più che definizione texture
● oggi software appositi per messa a punto shaders
– RenderMonkey
– per rendering offline
● modelli di interazione luminosa complessi
● possibilità di esprimere le proprietà del materiale
addirittura con del codice
– sistemi RenderMan, shading a nodi, ecc.
14
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
15
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
16
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
Rendering
●
gestione della telecamera
– piazzamento nella scena, inquadratura, lente,
moto della camera, ecc.
●
impostazione di parametri
– dimensioni finali
– numero di frame
– varie impostazioni di qualità
●
grande varietà di tipi di renderer
– NPR, GI, biased/unbiased, ecc.
17
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
18
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
19
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
20
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
Comportamento interattivo
●
due possibilità
– definirlo direttamente “dentro” il programma,
impostando proprietà dei vari oggetti
●
generalmente più facile ma meno potente
– esportare la geometria e gestire gli oggetti
in un altro ambiente di sviluppo
●
●
21
il caso di XVR
necessitiamo dunque di un exporter per il formato
AAM
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
Il problema del formato dei file
●
non esistono formati “standard” per il 3D
– lotte commerciali fra i vari produttori
– quantità enorme di esigenze diverse
●
interscambio di dati:
– reverse engineering di formati proprietari
● in genere con scarsi risultati
– formati “semplici” o open
● ultimamente FBX, Collada
– formati “ad hoc”
● il caso del formato AAM
22
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
Esportazione di una scena
●
serve del codice che:
– legga dal programma originale i dati che ci
interessano
●
serve dunque una API di interazione con quel
particolare programma
– li riorganizzi e li scriva in un file
secondo le nostre esigenze
23
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
Alcuni programmi famosi
24
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
Autodesk 3ds Max
●
molto diffuso
– buon compromesso fra aspetti artistici e CAD
– Jurassic Park, Harry Potter, etc.
●
modellazione, materiali, animazione
●
integrazione con renderer esterni (spec. Mental Ray)
●
versione 9, costo $3.495
●
www.autodesk.com/3dsmax
25
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
Autodesk Maya
●
interfaccia raffinata (es. menù circolari)
●
scripting molto potente, anche Python
●
costo versione 8.5: $1999 o $6999 (unlim.)
●
www.autodesk.com/maya
26
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
Softimage|XSI
●
particolarmente usato per l'animazione
– giochi: FFXI, Half Life 2, etc.
●
costo XSI 6: $495/$1995/$6995
●
www.softimage.com
27
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
Altri software
●
lightwave 3d 09
– http://www.newtek.com/lightwave/
●
luxology Modo 202
– http://www.luxology.com/whatismodo/
●
Maxon Cinema 4D
– http://www.maxon.net/
●
Google SketchUp
– http://www.sketchup.com/
28
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
●
Programmi di sculpting
Tool in genere dedicati alla modellazione
– Pixologic Z-Brush 3.0
● http://www.pixologic.com/zbrush/home/
● $489
– Mudbox 1.0
● http://www.mudbox3d.com/
● $299 / $649
29
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
Software specializzati
●
Poser
– per animare la figura umana
●
Bryce
– per creare scenari realistici
30
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
Renderers
●
●
●
●
●
31
Maxwell
mental ray
RenderMan
vray
free: Indigo, Yafray, POVray, WinOSI...
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
32
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
Quali criteri di valutazione?
●
valutare il workflow nella sua interezza
– es. gestione di grandi progetti
●
●
interoperabilità con altri tool
estensibilità
– disponibilità di plug-in di terze parti
– possibilità di crearne di propri
●
invece non date troppo peso alle gallery
– il risultato dipende da tante variabili
di cui forse il programma è la meno influente...
33
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
Introduzione a Blender:
storia ed overview
34
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
Blender: cos'è
●
●
programma free e open source
suite di tool per il 3D
– modellazione
● subdivision surfaces, ma anche digital sculpting!
– animazione
● piuttosto avanzata
– rendering
● non il punto forte
– video editing e compositing
– game engine
35
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
Breve storia
●
●
●
●
36
nasce come tool interno
di uno studio di animazione olandese
trova i fondi per proseguire lo sviluppo
come tool a se stante
l'impresa fallisce
in seguito ad una colletta di 100000€ per
riscattare il codice dai finanziatori, si
costituisce la Blender Foundation:
Blender diventa open source
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
37
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
Blender negli ultimi anni
●
●
●
dopo un periodo di riorganizzazione
iniziale,
una forte ripresa di attività
grande quantità di miglioramenti
negli ultimi anni
Progetto Orange:
un cortometraggio creato con Blender
dai migliori artisti della comunità
– primo film open: tutti i file rilasciati
– grandi migliorie al workflow
●
38
ora il lungometraggio
Plumiferos
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
39
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
Alcuni pro e contro
●
Punti di forza
– modellazione fluida
– programma molto leggero
– Python scripting
– comunità collaborativa
– multipiattaforma
●
Punti di debolezza
– poco supporto “ufficiale”
– difficoltoso utilizzare renderer esterni
– disomogeneo
40
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
Introduzione a Blender:
l'interfaccia
41
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
Interfaccia di Blender
●
molto criticata come “difficile” per i novizi
– ma difesa come efficiente per gli esperti
●
punti critici
– organizzazione generale inusuale
– grande uso di hotkeys
– alcune funzioni completamente nascoste
42
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
Imparare ad usare Blender
●
primi obiettivi:
– distinguere le difficoltà intrinseche
da quelle dell'interfaccia
– cercare di mostrare il senso
di alcuni degli aspetti più sconcertanti
43
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
Non-overlapping windows
●
Innanzitutto:
le finestre sono “non-overlapping”
– ovvero partizionano lo spazio
senza mai sovrapporsi
●
Per dividerle o unirle a due a due:
– posizionarsi col mouse sopra la linea divisoria
– selezionare join o split
– occhio alla freccia :)
44
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
Tipi di finestra
●
Ogni finestra ha le seguenti possibilità
– mettere o togliere lo header
– ingrandire a tutto schermo e tornare al normale
– cambiare tipo di finestra
● mediante l'iconcina iniziale nello header
45
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
I tipi di finestra principali (I)
●
3d view
– la vista 3d “principale”
●
Buttons
– la finestra che contiene
la maggior parte delle impostazioni
– ora organizzate in “pannelli”
●
UV/Image
– visualizzatore immagini e coordinate di texture
46
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
I tipi di finestra principali (II)
●
User Preferences
– la barra dei menù è in realtà
l'header di una finestra!
●
Outliner
– per tenere sott'occhio i contenuti della scena
●
Text Editor
– consente di salvare file di testo e/o scripts
●
Scripts Window
– area per chiamare e “visualizzare” gli script
47
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
Altri tipi di finestra
●
Node Editor
– per impostare materiali o effetti avanzati
di compositing
●
Image Browser e File Browser
– in genere non vengono chiamati direttamente
●
Ipo, Action, NLA editor, Timeline
– servono per la gestione delle animazioni
●
Video Sequence Editor e Audio Window
– servono per la creazione di video
48
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
Lo screen
●
●
●
●
49
è possibile creare diverse configurazioni di
finestre e passare dall'una all'altra
ogni “configurazione di finestre” si chiama
screen
ogni file .blend può avere quanti screen si
vuole, che vengono salvati col file
si possono cambiare dalla finestra
informazioni o con ctrl+left|right
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
Lo hotkey script
●
●
50
chiamatelo da
Help > HotKey and Mouse Action Reference
particolarmente utile il comando “search”
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
La 3d view (I)
●
navigazione
– pan, zoom e rotate col mouse
– in parte modificabile dalle impostazioni
– viste ortogonali col tastierino numerico:
● 1, 3, 7 (con shift per le viste inverse)
● 4, 6, 8 e 2 per ruotare con passo discreto
● 5 per passare da ortografico a prospettico
– per i portatili si può impostare per usare i
numeri normali al posto del tastierino
51
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
Piccolo esercizio
●
52
Ricreare la “tipica” visualizzazione
con 4 viste (front, left, top e custom)
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
La selezione (I)
●
col tasto destro si selezionano gli oggetti
– appaiono in rosa
– tasto sinistro impostabile
●
selezioni multiple
– col tasto B si effettua un “box select”
– con shift+click si accumulano le selezioni
● è possibile anche cancellare un oggetto selezionato
53
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
La selezione (II)
●
se più oggetti sono selezionati
uno solo di questi è quello “attivo”
– c'è un solo oggetto attivo alla volta
– alcune operazioni agiscono
solo sull'oggetto attivo
– altre fanno qualcosa a tutti gli oggetti
selezionati relativamente a quello attivo
54
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
Il cursore
●
cliccando, si piazza il cursore
– C per centrare la visuale al cursore
– shift-C per riposizionare il cursore nell'origine
●
il cursore
– indica dove verranno creati i nuovi oggetti
– può servire per altre operazioni
● (es. rotazione attorno al cursore)
●
55
shift-S chiama un menù per lo spostamento
“preciso” del cursore
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
La toolbox
●
di fondamentale importanza
per “non perdersi”
– premere SPAZIO
– proviamo ad. esempio ad aggiungere una mesh
56
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
Le modalità (Mode)
●
Object mode
– seleziono e modifico gli oggetti
●
Edit mode (TAB)
– modifico la mesh dell'oggetto attivo
●
Vertex/Weight/Texture Paint mode
– disegno direttamente sull'oggetto
●
●
57
Sculpt mode
UV Face Select
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
Object Mode
●
In object mode agiamo sugli oggetti
– sposta/grab (G), ruota (R) e scala (S)
● con X, Y e Z per limitare ad un asse
● oppure tramite i manipulators
– con ALT per ripristinare i valori di default
– con N si possono cambiare numericamente
●
I pannelli
– object properties (N)
– view properties
– background image (utile per i riferimenti)
58
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
I layer di Blender
●
●
ogni oggetto si trova in uno o più layer
un oggetto viene creato nel layer corrente
– o in quello più alto se sono selezionati più d'uno
●
i layer si possono cambiare coi numeri
– ecco perché ogni tasto sparisce tutto...
59
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
Edit Mode
●
●
●
è la modalità nella quale si modella
è possibile selezionare, spostare e
aggiungere vertici, edge o facce
molti tool si trovano nel pannello di editing
(F9)
– estrusione
– aggiungere vertici (ctrl+click)
– copiare elementi
– modificatori
60
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
Esportazione
●
●
●
61
script Python da File -> Export
agisce sulle mesh selezionate
attenzione alle coordinate e agli assi
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D
Risorse online
●
wiki.blender.org
– contiene il manuale (abbastanza completo)
c'è anche la traduzione italiana (da finire)
●
forum:
– www.blenderartist.org
– www.blender.it e www.kino3d.com in Italia
●
●
●
62
rivista online: www.blenderart.org
news: www.blendernation.com
marea di tutorial, anche video
13 Marzo 2007
Introduzione ai software 3D