Computer in campo. Negli ultimi venti anni le tecnologie PROGETTAZIONE I SOFTWARE CAD

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1 PROGETTAZIONE I SOFTWARE CAD Computer in campo A tutta pagina, progetto di un giardino racchiuso da edifici ex industriali in via Tortona a Milano. Cosimo Damiano Altomare Sempre in continua evoluzione, i software Cad sono tra gli strumenti più usati nella progettazione del verde. Un settore in cui è necessario un costante aggiornamento Testo di Manuela Strada, architetto. Immagini del Master in progettazione e conservazione del giardino e del paesaggio, Fondazione Minoprio Negli ultimi venti anni le tecnologie informatiche hanno profondamente cambiato gli strumenti a disposizione del disegnatore, trasformando considerevolmente l organizzazione degli studi di progettazione e la redazione del progetto. A partire dagli anni 90, quando grazie all abbassamento dei costi dell hardware e alla diffusione delle interfacce utente grafiche si sono diffuse le prime applicazioni commerciali, i progettisti si sono adeguati alle nuove tecnologie e hanno modificato il processo progettuale in modo da sfruttare al meglio le potenzialità dei nuovi strumenti. Il disegno del progetto Lo sviluppo del progetto si evolve attraverso disegni significativi che esprimono l interpretazione del problema, in cui dalla bozza iniziale si introducono, man mano che si svolgono gli elaborati, dati e informazioni aggiuntive che portano allo sviluppo completo solo al termine dell iter progettuale. Questo processo che, 47 ACER 4/2008

2 PROGETTAZIONE di fatto sintetizza il processo creativo è ancora oggi affidato da alcuni professionisti a metodi di disegno tradizionali, che ritengono la manualità in questa fase l unica possibilità di disegno creativo e significante, mentre è ormai largamente utilizzato il computer per tutto ciò che riguarda i disegni tecnici ed esecutivi. Lo sviluppo di software per la progettazione si è certamente dapprima riferito agli oggetti edilizi - architettonici con lo scopo evidente di semplificare la gestione del progetto e degli elaborati. I paesaggisti, come gli altri designer e architetti, comprendono i vantaggi di ricorrere alla rappresentazione integrata del progetto, seppur individuando un limite nella rappresentazione sintetica degli elementi naturali come forma del terreno, piante, acqua e atmosfera. La limitatezza di software specifici, contemporaneamente a una difficoltà di rappresentazione degli elementi del progetto del verde, determina negli addetti ai lavori una difficoltà di approccio alle nuove tecnologie. Inoltre, se è possibile intuire che non esiste un software in grado di risolvere facilmente tutte le problematiche relative all elaborazione e alla gestione del progetto, è altrettanto facile comprendere che non tutti i progettisti si trovano a dover affrontare le stesse tematiche, ma si avvicinano al mezzo informatico in maniera differente secondo la propria conoscenza di base. Vittorio Fantin Giardino Rosso A Sopra, planimetria e, a lato, sezione del progetto del giardino dei fiori al Parco delle Cave a Milano. Giardino Giallo Giardino Bianco B Giardino Azzurro B I Giardino Rosa Populus alba Pyramidalis Carpinus betulus B Seduta A I Giardino Arancione Rosa Queen Elizabeth Viburnum x bodnantense Staccionata Spiraea japonica Anthony waterer B I Manuela Strada e Costanza Zocchi I software Cad I software Cad tradizionali (Computer aided design) sono quelli che più conservano una logica di automatizzazione delle attività tradizionali di disegno, arricchite con funzionalità possibili solo con l ausilio dei mezzi informatici, caratteristica che ne ha permesso una larga diffusione, tanto da essere oggi considerati requisito minimo di conoscenza in buona parte degli studi di progettazione. Questi sistemi consentono la realizzazione di elaborati tecnici di grande precisione a ogni scala di rappresentazione, attraverso la costruzione degli elementi a partire da forme geometriche elementari, prodotte nelle loro dimensioni reali in un foglio di lavoro di dimensioni virtualmente infinite. Oltre ai vantaggi evidenti derivanti dalla possibilità di effettuare modifiche al progetto, è possibile organizzare il disegno secondo livelli organizzati come fogli trasparenti sovrapposti, che raggruppano elementi analoghi di cui è possibile gestire le proprietà. Nel disegno è possibile introdurre richiami a componenti definite esternamente, solitamente simboli o particolari standardizzati generalmente denominati blocchi, ma anche elementi come immagini raster, riferimenti esterni ad altri file di disegno e file prodotti con software di videoscrittura o fogli di calcolo, che pur essendo visibili nel disegno rimangono entità separate. I progetti elaborati possono essere arricchiti attraverso funzioni di elaborazione grafica, con aggiunta di tratteggi tecnici o colori anche sfumati e, solo negli ultimi anni, da elementari moduli di rendering che permettono la visualizzazione fotorealistica del modello del progetto. La stampa su supporto cartaceo, la cui dimensione dipende dal dispositivo stampante, e su file, che permette la post-produzione del disegno con strumenti specifici di elaborazione grafica e manipolazione delle immagini, sono sempre garantite, ma in genere è possibile anche l esportazione in Sotto, analisi dei caratteri architettonicipaesistici e problemi emergenti del parco di villa Monastero a Varenna (LC). formati di file di altri strumenti di disegno e di modellazione, oltre che il salvataggio in formati standard di comunicazione e di visualizzazione, che permettono la pubblicazione sicura dei progetti, anche su web. A partire dai software leader del mercato, ampiamente diffusi negli studi di progettazione, sono stati sviluppati numerosi programmi che permettono la progettazione prevalentemente bidimensionale o con funzioni elementari di modellazione tridimensionale, commercializzati con prezzi molto variabili, anche open source. Grazie ACER 4/

3 PROGETTAZIONE In informatica, l acronimo inglese Cad viene usato per indicare due concetti correlati ma differenti: Computer aided design (Progettazione assistita da elaboratore) Cad indica il settore dell informatica volto all utilizzo di tecnologie software per supportare l attività di progettazione (design) di manufatti. I sistemi di Computer aided design hanno come obiettivo la creazione di modelli del manufatto. Ad esempio, un sistema Computer aided design può essere impiegato da un progettista meccanico nella creazione di un modello 3D di un motore. Computer aided drafting (Disegno tecnico assistito da elaboratore) In tale accezione si indica il settore dell informatica volto all utilizzo di software per il disegno tecnico (drafting). I sistemi di Computer aided drafting hanno come obiettivo la creazione di un modello, tipicamente 2D, del disegno tecnico che descrive il manufatto. Ad esempio, un sistema Computer aided drafting può essere impiegato nella realizzazione di disegni tecnici finalizzati alla costruzione di un motore. Categorie di Cad I sistemi Cad possono essere classificati secondo differenti criteri: Sistemi Cad orizzontali: si tratta di sistemi utilizzabili in applicazioni differenti, i cui comandi si riferiscono alla sola descrizione dell oggetto disegnato. Sistemi Cad verticali: si tratta di sistemi orientati alla costruzione di un modello attraverso comandi e funzioni specifiche per la creazione di oggetti/parti del manufatto di cui è possibile identificare non solo i dati geometrici, ma anche quelli relativi alla sua funzione. Una classificazione alternativa, molto utilizzata in ambito commerciale, suddivide i sistemi in tre fasce di prezzo e funzionalità: Partendo dalle basi Sistemi di fascia bassa: generalmente limitati al disegno 2D, venduti a prezzo contenuto (indicativamente inferiore ai Euro) e rivolti a utenti occasionali o non professionisti. Sistemi di fascia media: sistemi che integrano la modellazione 3D con il disegno 2D, venduti a un prezzo medio (indicativamente inferiore ai Euro), rivolti a piccole o medie aziende e a professionisti. Sistemi di fascia alta: sistemi complessi che integrano la modellazione 3D con il disegno 2D e offrono una gestione avanzata dei dati supportando processi aziendali e realizzativi. Hanno costi elevati e sono tipicamente utilizzati dalle grandi aziende. Hardware per il Cad In passato, ma non molto lontano, l architettura dei computer e delle periferiche per la gestione dei software Cad doveva essere assemblata ad hoc per il software stesso (schede video, Ram, Cpu). Oggi, la grande diffusione di software Cad, Rendering e fotoritocco ha portato alla realizzazione di prodotti denominati Workstation che includono, già al loro interno, tutti i componenti con prestazioni adeguate per l uso di tutti i nuovi software progettati per lo studio di architettura, ingegneria e design. Settori d impiego I software Cad, nati soprattutto per il disegno di parti meccaniche, negli anni si sono imposti brillantemente nel campo del disegno architettonico, ingegneristico e di design, soprattutto per l alta precisione dell elaborato. Anche se i software di base rimangono strumenti ottimali per il disegno in moltissimi campi, oggi si assiste a una maggiore specializzazione dei software cui vengono aggiunte sempre nuove funzioni per risolvere problemi relativi a settori particolari di progetto. alla vasta diffusione di questi prodotti, nel corso degli anni sono stati creati diversi applicativi verticali che ne permettono l arricchimento e, soprattutto, la specializzazione. Questi plug-in o moduli d implementazione dei software di base, permettono di facilitare e migliorare alcuni strumenti generali, ma soprattutto introducono funzioni avanzate per la creazione e la gestione di oggetti specifici di distinti settori della progettazione. Gli strumenti messi a disposizione dagli applicativi possono rendere possibili rappresentazioni grafiche personalizzate, la modellazione topografica, l elaborazione digitale del terreno, l elaborazione di elementi tridimensionali, la creazione automatica di prospetti e sezioni. Spesso sono arricchiti con librerie di elementi 2D/3D speciali, come alberi, arbusti ed elementi di arredo urbano, ai quali è possibile associare le caratteristiche necessarie alla formulazione del computo metrico estimativo. I livelli successivi Gli strumenti che il progresso informatico mette oggi a disposizione sono un numero considerevole di software basati sulla tecnologia Cad (Computer aided design) che, grazie alla gestione di uno spazio 3D virtuale, permettono di creare modelli tridimensionali, associando i vantaggi di un elevata automazione del processo progettuale alle funzioni dei Cad tradizionali. I software Cad avanzati, o parametrici, consistono in un sistema di modellazione Informazioni utili dal web Di seguito un elenco parziale di siti web italiani e internazionali dedicati ad alcuni tra i più conosciuti software per la progettazione. Generalmente nei siti è possibile avere informazioni relative ai prodotti, scaricare brochure, ricercare i distributori, scaricare o richiedere versioni dimostrative dei software. I più diffusi Ecco i principali siti ufficiali di riferimento dei software più diffusi. Presenta i software più utilizzati per la progettazione, la modellazione e la pianificazione, tra cui Autocad, Autocad Map 3D, Autocad Revit, 3ds Max, Maya. Dedicato a MicroStation, software Cad che offre soluzioni integrate per la progettazione edile, civile, Gis e di impianti. Relativo ad ArchiCad, software parametrico per la progettazione architettonica. Specifico su software Cad parametrico Allplan e Cinema 4D per modellazione, rendering e animazione. Dedicato a VectorWorks, famiglia di Cad per la progettazione. Dalla Germania tutte le informazioni sull applicativo specifico per la progettazione del paesaggio Dataflor. Gli abbordabili Tra i siti ufficiali più conosciuti di software liberi oppure dal prezzo molto contenuto, si ricordano. Dedicato a DCad VectorSpace, software italiano Cad 2D e 3D Relativo al software Cad 2D General Cadd Pro, dal prezzo molto contenuto. Specifico su IronCad, software per la progettazione 2D e 3D. Tutte le informazioni su progecad, Cad 2D/3D dotato di applicativi, librerie e servizi. Sito dedicato a QCad, applicazione per il disegno bidimensionale. Per saperne di più Ecco alcuni portali di servizio dove ottenere ulteriori informazioni sul Cad. Dedicato alla progettazione tridimensionale e ai software Cad. Contiene informazioni utili. Specifico sui blocchi Cad. 49 ACER 4/2008

4 PROGETTAZIONE Cosimo Damiano Altomare in cui gli oggetti, creati attraverso la definizione dei parametri caratteristici, mantengono le informazioni sulla geometria di base necessaria alla generazione del modello tridimensionale e possono essere modificati in qualsiasi punto e momento variando i parametri che li definiscono. Non si tratta di una differente modalità di interpretare la progettazione Cad per livelli, ma di un vero e proprio modello progettuale in cui, a fronte della variazione di una caratteristica di un singolo elemento che compone il progetto, il sistema rigenera autonomamente l intera geometria, ricostruendo un nuovo modello. Per gestire la complessità della progettazione con questi nuovi strumenti, la finestra di lavoro è generalmente organizzata in viste bidimensionali che contengono planimetrie, alzati, prospettive, impaginati per la stampa, ed è possibile navigare tra le diverse visualizzazioni del modello tridimensionale dell oggetto progettato. Gli elementi che compongono il progetto possono, generalmente, essere selezionati da una libreria di modelli di oggetti e simboli, trasformabili e modificabili dal progettista in modo da aderire alle necessità e alle caratteristiche richieste. Attraverso l uso di queste tecnologie diviene molto diretta la modifica di parti di progetto anche nelle fasi ultime di elaborazione, in quanto tutti i dati del modello progettato sono memorizzati nella stessa posizione; di conseguenza qualsiasi modifica ai dati si propaga in modo efficiente nell'intero modello rigenerando tutte le viste e le visualizzazioni secondo le nuove caratteristiche. Il disegno creato con un sistema Cad parametrico è utilizzabile non solo come rappresentazione grafica, ma soprattutto come sorgente di informazioni relative al progetto, sia per quanto riguarda i dati geometrici dell oggetto o di una parte di esso, sia per l interrogazione delle parti in maniera più approfondita fino al calcolo delle quantità dei materiali, organizzate in liste sempre aggiornate e corrette per la formulazione automatica dei preventivi dei costi. Le tecnologie Cad parametriche sono oggi Sopra, rendering del progetto di un giardino racchiuso da edifici ex industriali in via Tortona a Milano. ampiamente utilizzate da molti sistemi presenti sul mercato, soprattutto per la progettazione architettonica, anche per la possibilità di fornire un valido supporto alla gestione e alla manutenzione dell edificio e di segnalare automaticamente le eventuali incongruenze con la normativa vigente. Glossario Implementazione (modulo di): programma che applica una metodologia o un algoritmo a un software allo scopo di conseguire un determinato obiettivo. Plug-in: termine che significa collegare e identifica un software aggiuntivo che incorpora nuove funzionalità a un software principale. Open-source: indica un software rilasciato con un tipo di licenza che ne permette un utilizzo libero e gratuito e la modifica da parte di tutti gli utilizzatori. Lo scopo di tale concessione è lo sviluppo dell applicativo mediante la collaborazione libera e spontanea di diversi operatori. Modellazione topografica: rappresentazione grafica di una parte di territorio, che riproduce le caratteristiche dell andamento del terreno. Raster (immagini): nella grafica raster un immagine viene definita come una scacchiera di punti, chiamati pixel, in cui a ogni punto viene associato uno specifico colore. Rendering: termine che letteralmente indica la resa di colori e luci di una scena. Il software di rendering, utilizzando diversi funzioni e algoritmi matematici, è capace di simulare in maniera realistica le luci, le ombre, i colori, i materiali di un modello per ottenere un immagine o una fotografia. Queste tecnologie, immesse sul mercato relativamente da poco tempo, hanno avuto rapida diffusione soprattutto tra architetti e ingegneri, in virtù della grande flessibilità ed efficienza nella progettazione e nella gestione di oggetti architettonici. A fronte della larga diffusione tra i professionisti che a diverso titolo si occupano del progetto, la ricerca si sta muovendo verso un nuovo modo di disegnare e costruire il progetto architettonico, che si basa sul modello dell interoperabilità, da anni studiato e diffuso dall Iai (International alliance for interoperability). Per interoperabilità tra software si intende la capacità di creare un modello che è possibile condividere per scambiare dati in modo automatico, senza bisogno di reinserire informazioni già definite o di integrare perdite di dati, su cui ogni componente l equipe di lavoro può intervenire e apportare le necessarie modifiche, per completare il progetto. Nonostante i vantaggi offerti dall uso di questi strumenti, essi sono ancora scarsamente diffusi tra i progettisti del verde, che si trovano in difficoltà soprattutto per quanto riguarda la gestione di elementi quali alberi e arbusti, ancora poco presenti nelle librerie integrate nei software e che in genere vengono previsti solo come elementi utili per l ambientazione del progetto architettonico e per i quali di norma non è possibile associare attributi necessari alla valutazione in tempo reale di costi, quantità, computi. Abstract Computers on the ground Constantly evolving, Cad design software applications are currently useful and necessary tools not only when designing architecture but also green areas. The industry features wide and diverse models, and constant updating is fundamental. Starting from the basis and describing the various programmes (from traditional to those of the latest generation) available in the marketplace, the article analyses the world of Cad design and gives some interesting tips. ACER 4/

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