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1 POSTARUBRICHE Di Marco Fioretti SOLUZIONI Tre dimensioni con Blender INTERNET Grafica 3D a costo zero con il più affermato e funzionale programma Open Source. Per Linux ma anche per Windows e Macintosh. su Mac OS X e Windows. Oltre all uso interattivo, Blender of- CAD Creazione, manipolazione e animazione di oggetti digitali tridimensionali sono attività ormai indilizzare al computer immagini realistiche, giochi o animazioni di qualsiasi tipo. Il programma Open Sour- SVILUPPO ce più completo e documentato per questo tipo di lavoro è Blender (www.blender.org), che gira anche fre anche la possibilità di automatizzare le operazioni più ripetitive GIOCHI grazie a un supporto avanzato per l esecuzione di script Python. Gli oggetti creati in Blender sono compatibili con altre applicazioni dello spensabili per chiunque voglia rea- stesso tipo come Wings 3D, 3D Studio Max o Lightwave. Script come Blend2Java (http://blend2java.sf.net) consentono di convertire i modelli Blender anche in file Xml utilizzabili, con la classe Shape3D, in qualunque programma Java. A differenza di vari altri prodotti Open Source, Blender dispone di una notevole mole di documentazione, sia on line sia su carta, di cui soltanto una minima parte è elencata nel Box Risorse di questo articolo. Nonostante questo, c è un ostacolo non trascurabile per chi volesse avvicinarsi al mondo della modellazione tridimensionale con Blender anche se, almeno per iniziare, non è richiesta alcuna esperienza di programmazione. La complessità intrinseca di alcune operazioni e, di conseguenza, quella dei comandi corrispondenti possono essere piuttosto scoraggianti se alcuni punti non sono chiari prima ancora di avviare il programma. La rubrica di questo mese sarà quindi dedicata a spiegare alcuni concetti di base e a presentare le caratteristiche più importanti dell interfaccia grafica di Blender. Di cosa è veramente capace Blender? Gli oggetti e i personaggi creati con Blender sono talmente belli e sofisticati che è quasi impossibile dare un idea di dove si possa arrivare attraverso screenshot di dimensioni ridotte. Il modo migliore per rendersi conto della potenza di Blender è visitare la galleria di esempi sul sito ufficiale (www.blender.org/features-gallery/gallery/images/), che contiene decine di immagini e animazioni. La pagina descrive invece due brevi spot pubblicitari realizzati con Blender per il mercato italiano. La schermata iniziale di Blender è divisa in tre finestre: quella centrale contiene i modelli su cui si lavora, quella inferiore tutti i pulsanti, divisi in pannelli, con cui eseguire i vari comandi. In cima allo schermo si trovano invece il menu principale e diverse informazioni e statistiche. Gli elementi di base In Blender gli oggetti si costruiscono combinando fra loro altri oggetti elementari di vario tipo. Quelli più facili da visualizzare per un profano, presenti in alcune figure di questo articolo, sono i reticoli (mesh) poligonali. Si tratta semplicemente di solidi più o meno elementari, da cubi e cilindri a sferoidi composti da triangoli o altre superfici piane, definiti interamente attraverso la posizione dei loro vertici. In parecchi casi il numero dei vertici è configurabile dall utente ma non dipende tanto dalla forma del solido, quanto dalla risoluzione che si desidera. Gli oggetti ad alta risoluzione risultano più lisci e quindi più realistici, 236 PC Professionale -Giugno 2008

2 ma richiedono anche molta più memoria per essere elaborati. L altra grande famiglia di oggetti elementari di Blender comprende curve, superfici e solidi descritti non dalle coordinate dei loro punti, ma direttamente da funzioni matematiche. I componenti di questa famiglia più apprezzati dagli utenti esperti sono i cosiddetti Nurbs (Non Uniform Rational B-Splines): per mezzo loro si possono descrivere accuratamente molte forme bi o tridimensionali, da semplici linee a corpi solidi più o meno irregolari come esseri umani, alberi o automobili. I Nurbs hanno anche il vantaggio di occupare spesso molta meno memoria di altre descrizioni dello stesso oggetto con metodi alternativi. Texture mapping Dopo aver creato e combinato come si desidera i componenti di base appena descritti è possibile riempirli, cioè colorare le facce del reticolo da cui sono formati. Il colore e l aspetto generale degli oggetti che si ottengono fermandosi a questo punto sono però, quasi sempre, ben poco realistici. La soluzione è rivestire gli oggetti stessi con delle texture, cioè trame o rivestimenti appropriati. Questa procedura, normalmente chiamata texture mapping, è l equivalente digitale dell incollare una carta da regalo su una scatola di cartone o qualsiasi altro oggetto, per renderli più attraenti. È possibile anche applicare più di una copertura allo stesso solido (multitexturing) o effettuare il cosiddetto bump mapping Quest ultima tecnica, spesso utilizzata nei videogiochi, consiste nel controllare non soltanto il colore di ogni punto della superficie, ma anche il suo orientamento. Il risultato è una copertura tridimensionale che riflette la luce in maniera molto più realistica ed è particolarmente indicato per oggetti complessi come cortecce d albero o qualunque materiale ruvido. In linea di principio, qualsiasi im- magine nei formati grafici tradizionali come Jpeg o Png può essere usata come texture. I problemi nascono dopo, e sono in un certo senso simili a quelli normalmente affrontati dai cartografi quando devono rappresentare la superficie curva della terra su una cartina bidimensionale. Il procedimento di base per applicare una texture consiste nel dividerla in tante parti più piccole, da proiettare, ognuna perpendicolarmente, sulle facce da cui è costituito l oggetto. Se questa suddivisione non viene eseguita seguendo regole ben precise l immagine proiettata sarà eccessivamente deformata, con risultati assai poco realistici. Un procedimento per evitare questi problemi è descritto in dettaglio nel tutorial pit1/gimpit.html. Rendering Dopo aver creato e rivestito tutti gli oggetti che compongono una scena è il momento del rendering. Questo Come estendere le capacità di Blender Blender, l applicativo di modeling tridimensionale protagonista della rubrica di questo mese, oltre a essere assai completo già nella sua versione di base può essere reso ancora più potente con uno sforzo relativamente limitato. L architettura interna di questo programma è infatti tale che molte funzioni si possono aggiungere senza doverne modificare e ricompilare il codice sorgente. Grazie a questa scelta di progetto sono disponibili in rete parecchi plugin e istruzioni dettagliate per scrivere i propri. I due casi per i quali è più facile trovare plugin Blender già funzionanti sono l elaborazione di texture (vedi articolo principale) e la generazione di animazioni video con caratteristiche particolari: il più interessante fra questi ultimi è probabilmente quello chiamato GreenScreen (http://paprmh.googlepages.com/greenscreen), che permette di sovrapporre una ripresa fatta con una telecamera digitale a uno scenario creato con Blender. I plugin della prima categoria, di cui esiste un elenco parziale all indirizzo aggiungono pulsanti o menu supplementari per utilizzare facilmente vari tipi di materiali. Esistono infatti plugin per creare coperture di mattoni o ceramiche e altri per emulare i materiali più disparati, da schermi Led, nuvole e corteccia a frattali o superfici liquide. Dal punto di vista di uno sviluppatore, i plugin per Blender possono essere scritti in due modi. I plugin binari, o eseguibili, sono teoricamente i più veloci, ma hanno due svantaggi fondamentali che ne limitano molto la diffusione. Il primo è la maggiore competenza necessaria per scrivere e compilare programmi in C anziché script. Il secondo è il fatto che, proprio perché devono essere eseguibili, questi plugin vanno compilati sullo stesso sistema operativo su cui si dovrà usare Blender e, in generale, funzionano solo con la specifica versione del programma per cui sono stati compilati. Per queste ragioni l altro modo di creare plugin Blender, basato su script Python, è molto più facile e popolare del primo. La scelta del linguaggio è dovuta semplicemente al fatto che ogni versione di Blender contiene, fra le altre cose, un interprete Python completo. Nella pratica l uso di un linguaggio di scripting non è affatto una restrizione. Alcuni plugin di questa categoria non si limitano ad automatizzare operazioni specifiche su singoli oggetti ma eseguono, in alcuni casi interattivamente, generazione di paesaggi o di animazioni complesse. Blender People (www.harkyman.com/bp.html), ad esempio, è un intera suite di script che si appoggia a un database MySql per creare movimenti di folle, per generare più rapidamente animazioni di battaglie o altri eventi di massa. Innerworld (http://innerworld.sourceforge.net/), invece, è un generatore di paesaggi: anche se ancora allo stato iniziale di sviluppo è già capace di aggiungere oggetti come case o alberi, in maniera intelligente, nei punti più plausibili, partendo da caratteristiche dello scenario come quota o pendenza del terreno. > Dove si trovano i plugin di Blender? Gli archivi online più ricchi sono quelli all interno del sito ufficiale di Blender: all Url si trovano centinaia di script, divisi in categorie: quelle più nutrite sono Animazione, Import ed Export verso altri formati e generazione di Mesh, ma ce ne sono molte di più. Per imparare a usare gli script nel modo migliore conviene consultare prima il manuale all indirizzo Altre raccolte di plugin Python sono elencate nella pagina > Come si scrive un plugin? Se gli script esistenti non vi bastano, il modo migliore per scrivere i propri è studiare i rudimenti di Python, se già non si conosce questo linguaggio, e poi consultare il capitolo Python Scripting del manuale ufficiale di Blender (http://wiki.blender.org/index.php/manual/python_scripting). Anche il capitolo con lo stesso nome del libro Blender 3D: Noob to Pro (vedi Box Risorse dell articolo principale) è molto utile per questo tipo di programmazione. 237

3 Prima di applicare una texture conviene effettuare un primo passo di rendering per verificare se il modello tridimensionale è stato creato correttamente. Il punto di vista, le condizioni di illuminazione e lo scenario di fondo sono completamente configurabili. termine, piuttosto generico, può indicare qualsiasi elaborazione di un immagine. Nel contesto di Blender, la fase di rendering è quella in cui, dopo aver posizionato una o più sorgenti di luce, si scatta una fotografia dal punto di vista desiderato ai vari oggetti creati in precedenza. Animazioni Come accennato all inizio, Blender permette di creare non solo animazioni complesse, ma anche applicazioni interattive, in cui gli oggetti reagiscono, ad esempio alle azioni compiute dall utente con il mouse. Per ottenere questi effetti occorre definire innanzitutto dei sensori, che intercettano gli eventi, dei controllori che decidano a quali eventi reagire e come e infine degli attuatori che eseguano le azioni corrispondenti. In pratica tutte queste operazioni, che vengono gestite da un motore integrato in Blender, richiedono la scrittura e la successiva compilazione di codice Python. L interfaccia utente È dunque utile conoscerne le caratteristiche principali anche prima di iniziare a usare questo programma. Una buona idea quando le cose non funzionano è far partire Blender non dai menu di sistema ma digitando direttamente il comando da un terminale, in modo da poter leggere in tempo reale, sul terminale stesso, lo stato del programma ed eventuali messaggi d errore. Gli elementi principali dell interfaccia sono finestre, pulsanti, pannelli e contesti. Il modo di lavorare è basato su un uso intensivo di scorciatoie da tastiera: la cosiddetta regola d oro degli esperti di Blender è tenete sempre una mano sulla tastiera e una sul mouse. Le tre finestre che appaiono nello schermo di default di Blender appartengono a tre categorie diverse. Quella superiore è del tipo chiamato informazioni : contiene il menu di sistema, la versione di Blender che si sta usando e varie statistiche relative alla scena corrente, come una stima in tempo reale della quantità di memoria utilizzata. Quest ultimo parametro, calcolato a partire dal numero di oggetti presenti nella scena e dalle loro caratteristiche, permette di verificare continuamente se ci si sta spingendo oltre le capacità del computer. La finestra centrale è invece di tipo 3D View, cioè visione tridimensionale. In essa si vede il mondo in cui vengono creati gli oggetti, all interno di una griglia tridimensionale che aiuta a muoverli con precisione: questa è la vista usata per tutte le operazioni di editing e composizione. Per spostarsi nella griglia ci si può servire del tastierino numerico alla destra della tastiera. All interno della griglia si trova un cursore tridimensionale (la croce con il cerchio bianco e rosso), utilizzato sia per determinare dove piazzare i nuovi oggetti sia come centro di eventuali rotazioni dei medesimi. Un pulsante chiamato Pivot point permette di dichiarare se un oggetto deve ruotare su se stesso o intorno alla posizione corrente del cursore tridimensionale. Ogni sessione di Blender comprende anche almeno una sorgente luminosa e una macchina fotografica (camera), rappresentate nelle finestre 3d View da due cerchi concentrici e, rispettivamente, una piccola piramide nera. La macchina fotografica viene usata nella fase di rendering per scattare fotografie dal punto di vista desiderato, e può quindi essere spostata e ruotata come un qualsiasi altro oggetto. L utente può aggiungere a piacimento altre macchine fotografiche e sorgenti luminose di vario tipo. L ultima finestra, quella in basso, dello schermo di default di Blender è una pulsantiera (Buttons window), cioè un contenitore per tutti i pulsanti necessari per eseguire i comandi di Blender. Ogni pulsantiera ha una barra strumenti da cui si possono attivare, facendo clic su delle icone o tramite menu a tendina, diversi contesti. Sulla stessa barra, immediatamente a destra delle icone, si trova un rettangolo che mostra il numero del fotogramma su cui si sta lavorando. Ogni contesto corisponde a una categoria di azioni: editing, anima- La complessità delle operazioni possibili con Blender si riflette direttamente in quella della sua interfaccia utente: molto potente, efficiente, flessibile ma decisamente poco intuitiva. Le pulsantiere o Button Windows di Blender contengono decine di pulsanti, raggruppati in diversi pannelli a seconda della loro funzione. 238

4 Nell Edit Mode di Blender gli oggetti sono rappresentati come reticoli di punti che possono essere selezionati e spostati, cioè modellati, singolarmente o in gruppo. Le parti estruse, o espanse, di un oggetto possono anche essere ruotate e spostate indipendente-mente dal resto, permettendo di creare con Blender forme assai complicate a partire da pochi solidi elementari. zione, controllo della scena, definizione di sequenze interattive (Logic) e così via. All interno di ogni contesto i pulsanti sono ulteriormente raggruppati in pannelli, alcuni dei quali appaiono soltanto per certe categorie di oggetti. Come abbiamo già accennato, la configurazione appena descritta è Risorse quella di default di Blender, e quindi dà solo un idea parziale della potenza del programma. In realtà lo schermo principale può essere riconfigurato in qualsiasi modo. Ogni finestra è indipendente dalle altre, può cambiare tipo con un solo clic ed essere spostata all interno dello schermo oppure suddivisa in articolo anche se L non recentissimo, è un introduzione generale a Blender a un livello leggermente più tecnico e complesso di quello scelto per questo articolo. Per farsi un idea della posizione di Blender nel mondo delle applicazioni di modeling tridimensionale può essere utile la tabella che elenca tutte le funzioni principali di Blender e diversi suoi concorrenti, da Autodesk 3ds Max a LightWave. Il centro di raccolta della documentazione di Blender è la pagina che elenca diversi tutorial e manuali, alcuni dei quali scaricabili gratuitamente. Il testo consigliato dagli sviluppatori è Essential Blender, uscito a giugno 2007, perché con l acquisto si contribuisce finanziariamente alle spese di sviluppo. Al di fuori del sito ufficiale merita una menzione il manuale online Blender 3D: Noob to Pro (Blender: da novellino a professionista, che contiene anche diversi tutorial su vari argomenti specifici, inclusi due particolarmente interessanti sugli script Python per Blender e, rispettivamente, l animazione avanzata. Ultimo, ma non meno importante: a Febbraio 2008 è partita Blender Magazine Italia (http://blendermagazine.altervista.org/), una rivista online interamente dedicata a Blender! due parti, di dimensioni variabili. Si possono anche aprire più finestre dello stesso tipo, ad esempio per guardare simultaneamente la stessa scena da diversi punti di vista: in effetti questo accorgimento è praticamente indispensabile, almeno agli inizi, per rendersi conto di come i singoli oggetti sono disposti l uno a fianco dell altro oppure di come la loro forma e posizione reciproca vengono alterate dalle varie operazioni. Se necessario, qualsiasi finestra si può ingrandire temporaneamente fino a occupare l intero schermo e poi riportare immediatamente alle dimensioni originali. Esistono parecchi altri tipi di finestre oltre alle tre descritte in precedenza: una è riservata all esecuzione di script Python, altre all editing audio e video delle animazioni. La finestra outliner descrive in maniera gerarchica tutti gli oggetti presenti in una scena, le loro caratteristiche e le relazioni fra gli uni e gli altri. Sono presenti anche un editor di testi e un browser per cercare immagini nel computer e visualizzarle senza ricorrere ad altri programmi. 239

5 Modi e operazioni principali di Blender Le operazioni possibili sugli oggetti contenuti nella finestra 3D View sono di due tipi: quelle che agiscono sull intero oggetto senza cambiarne la natura, ad esempio spostandolo, ruotandolo o cambiandone le dimensioni, e quelle che ne modificano forma o altre proprietà. A ognuna di queste categorie corrisponde un modo diverso di agire, che deve essere selezionato dall utente. Nel primo caso (Object Mode), gli oggetti possono essere afferrati, spostati o ruotati usando le scorciatoie da tastiera. È possibile anche distribuirli e suddividerli in base alla loro funzione, in strati (layer) separati. Un layer potrebbe ad esempio contenere macchine fotografiche e luci, ed essere reso temporaneamente invisibile per evitare distrazioni. L altra modalità principale di funzionamento di Blender è chiamata Edit Mode. Quest ultimo è immediatamente riconoscibile dall altro perché in Object Mode i vari oggetti sono rappresentati come forme solide opache. Nell altro caso, invece, sono visibili solo i vertici dei vari oggetti: quelli selezionati sono gialli, gli altri rosa, e tutti sono uniti da sottili linee nere. Ogni vertice può essere selezionato con un clic del mouse indipendentemente dagli altri e spostato dove si vuole, per modificare la forma dell oggetto a cui appartiene. La stessa operazione si può fare anche con singoli lati o facce dell oggetto stesso: queste parti, a differenza dei singoli vertici, possono anche essere ruotate su se stesse. L altra operazione elementare possibile in Edit Mode è quella chiamata Extrude (estrusione). In pratica essa permette di staccare e spostare in vari modi intere parti di un oggetto al di fuori dello stesso, mantenendo inalterata la forma e, in alcuni casi, la posizione reciproca di tutte le facce che sono state estruse. La parte iniziale di una estrusione consiste nel selezionare una parte qualsiasi dell oggetto, o meglio tutti i vertici e lati che la costituiscono. A quel punto, premendo il tasto E tutti quei componenti, e solo quelli, seguiranno il cursore in modi che dipendono dal tipo di estrusione selezionato in una finestra pop-up. È infatti possibile effettuare l estrusio- ne di regioni, ovvero intere fette della superficie costituite da insiemi di facce contigue, oppure singole facce, vertici o lati. Pur partendo, in ogni caso, dalla stessa zona di uno stesso oggetto il risultato finale è profondamente diverso, a seconda del tipo di operazione scelto. Nel caso di estrusione di una regione, per esempio, l intera area selezionata mantiene la sua forma, spostandosi come un unico oggetto. Quando si esegue un estru- Musei e mostre online con Omeka Omeka (http://omeka.org) è un Content Management System, cioè un software per la creazione e gestione di portali Web dinamici, scritto specificamente per allestire su Internet mostre digitali. Gli utenti principali a cui gli sviluppatori si rivolgono sono musei, librerie e altre istituzioni culturali, ma Omeka può essere utile anche a chiunque voglia esporre su Internet una collezione di qualsiasi tipo. La pagina contiene un elenco di mostre ed esposizioni multimediali già realizzate da vari Enti pubblici e privati del Nord America. In corrispondenza con il rilascio della prima versione beta pubblica di Omeka sono stati attivati anche un indirizzo di supporto e una mailing list a cui tutti gli sviluppatori interessati a collaborare sono invitati a iscriversi (http://groups.google.com/group/omeka-dev). Interfacce grafiche Perl per Linux e Windows Prima (www.prima.eu.org/) è un modulo Perl contenente un toolkit per lo sviluppo di applicazioni con interfaccia grafica completamente portabili su qualsiasi versione di Windows da Nt a 2000 così come su Linux, FreeBsd e varie versioni di Unix. La distribuzione di Prima contiene un ambiente di sviluppo grafico, sufficiente anche se spartano. Oltre alla documentazione scritta dagli sviluppatori, dalla home page si può scaricare un tutorial molto dettagliato che descrive le caratteristiche di Prima e quelle di Ipa, un applicazione per l elaborazione di immagini basata su questo toolkit. sione per facce, invece, ognuna di esse si stacca dalle altre e si muove indipendentemente da loro. In tutti i casi, comunque, le parti estruse dall oggetto originale rimangono a esso connesse, creando un nuovo, singolo oggetto di forma completamente diversa. L estrusione, insieme alla combinazione di più oggetti, è quindi uno dei modi più facili per creare in Blender quasi qualsiasi modello, non importa quanto complicato. Storage più facile con OpenSolaris Sun Microsystem ha rilasciato a maggio 2008 un nuovo prodotto che permette di configurare un server di storage OpenSolaris in dieci minuti. Questo annuncio, che segue di pochi mesi il rilascio del codice sorgente dei sistemi per archivi digitali Sun StorageTek 5800 (www.sun.com/storagetek/disk_systems/e nterprise/5800/), continua la politica dell azienda di rendere più facile possibile lo sviluppo e l uso di software per la piattaforma OpenSolaris (http://opensolaris.org/). Sincronizzare i file con Ulteo Ulteo (www.ulteo.com) è una compagnia creata alcuni anni fa da Gael Duval, uno dei fondatori di Mandrakesoft per semplificare la vita digitale di tutti gli utenti di Pc. Il Desktop Online di Ulteo, ad esempio, permette a chiunque di provare e usare via Internet le versioni più recenti di parecchie applicazioni Open Source per il desktop. Esiste anche un client installabile su Pc, chiamato Ulteo Application System (www.ulteo.com/home/it/applicationsystem). A questi prodotti si è recentemente affiancata la versione beta di un Document Synchronizer gratuito per Windows Xp e Vista (www.ulteo.com/home/documentsynchronizer). Lo scopo di questa utility è mantenere sempre sincronizzati, tramite un interfaccia grafica, tutti i file che l utente crea sui suoi desktop Windows o Linux e il suo account Ulteo online. Il sincronizzatore contiene anche funzioni per automatizzare il backup remoto sullo stesso account dei file conservati sul proprio computer e viceversa. 240

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