Indici ed introduzione a Maya

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1 Informatica Grafica ][ Indici ed introduzione a Maya Supponiamo di voler disegnare un oggetto a forma di farfalla: Marco Gribaudo marcog@di.unito.it E' costituito da 8 vertici, le cui coordinate sono: -2,2 2,2 Gli 8 vertici devono essere impostati nel seguente ordine: -2,2 2, ,-2 2, ,-2 2,-2 Questo si traduce nel seguente codice: With Triangle(0).X = -2:.Y = 2:.z = 0 With Triangle(3).X = -1:.Y = -1:.z = 0 With Triangle(6).X = 2:.Y = 2:.z = -0 Bisogna ricordarsi di cambiare la dimensione dell'array ed il comando di disegno della primitiva: With Triangle(1).X = -2:.Y = -2:.z = 0 With Triangle(2).X = -1:.Y = 1:.z = 0 With Triangle(4).X = 1:.Y = 1:.z = 0 With Triangle(5).X = 1:.Y = -1:.z = 0 With Triangle(7).X = 2:.Y = -2:.z = -0

2 Questo dovrebbe essere il risultato ottenuto: Supponiamo di voler disegnare un oggetto a forma di semicerchio: E' costituito da 8 vertici, le cui coordinate sono: Gli 8 vertici devono essere impostati nel seguente ordine: ,0.5 0,1-0.5, , ,0.5 0,1-0.5, , , ,0.5-1,0 0,0 1, ,0 0,0 1,0 Questo si traduce nel seguente codice: With Triangle(0).X = 0:.Y = 0:.z = 0 With Triangle(3).X = 0.5:.Y = 0.866:.z = 0 With Triangle(6).X = :.Y = 0.5:.z = 0 Bisogna ricordarsi di cambiare la dimensione dell'array, ed il comando di disegno della primitiva: With Triangle(1).X = 1:.Y = 0:.z = 0 With Triangle(4).X = 0:.Y = 1:.z = 0 With Triangle(7).X = -1:.Y = 0:.z = -0 With Triangle(2).X = 0.866:.Y = 0.5:.z = 0 With Triangle(5).X = -0.5:.Y = 0.866:.z = 0

3 Questo dovrebbe essere il risultato ottenuto: Le primitive di TRIANGLESTRIP e TRIANGLEFAN consentono di risparmiare spazio nella codifica di altre particolari primitive. Vi sono pero' numerosi casi di primitive piu' complesse dove tali strutture non sono sufficienti per ridurre il numero di vertici necessari. Supponiamo di voler codificare un oggetto a forma di croce: Esso e' costituito da 12 vertici, e puo' essere suddiviso in 10 triangoli: -1,3 1,3-3,1 3,1-3,-1 3,-1-1,-3 1,-3 Nella migliore delle ipotesi, esso puo' essere suddiviso in 3 striscie: -1,3 1,3-3,1 3,1-3,-1 3,-1 Ma per definire queste 3 striscie occorrono 16 vertici: 4 vertici devono essere ripetuti. -1,3 1,3-3,1 3,1-3,-1 3,-1-1,-3 1,-3-1,-3 1,-3

4 Per risolvere questo problema (e poter specificare i vertici solamente una volta) DirectX mette a disposizione le primitive indicizzate. Esse codificano separatamente i vertici e gli spigoli delle primitive. In una primitiva indicizzata, i vertici sono codificati in un apposito array: -1,3 1,3-3,1 3,1-3,-1 3,-1 Array dei Vertici -1,-3 1, ,-1-3,1-1,1-1,3 1,3 1,1 3,1 3,-1 1,-1 1,-3-1,-3-1,-1 Quando si specificano le primitive vere e proprie, le coordinate dei vertici sono sostituite dalle rispettive posizioni nell'array: Array dei Vertici -1,3 3 41,3-1, ,1-3,1 1-1, ,1 63,1-3,-10-1, ,-1 73,-1-1, ,-1-1, , ,-1-3,1-1,1-1,3 1,3 1,1 3,1 3,-1 1,-1 1,-3-1,-3-1,-1 In questo modo, per codificare l'intera croce, occorronno 16 indici, ma solamente 12 vertici. Gli indici occpuano meno spazio di memoria rispetto ai vertici, e non devono essere trasformati prima di venire visualizzati. In questo modo si puo' risparmiare una notevole quantita' di memoria e di lavoro di trasformazione per rappresentare figure in cui i vertici vengo riutilizzati numerose volte. Per disegnare una primitva indicizzata bisogna innanzitutto aggiungere la definizione dell'array degli indici: Quindi bisogna impostare le coordinate dei vertici: With Triangle(0).X = -3:.Y = -1:.z = 0 With Triangle(3).X = -1:.Y = 3:.z = With Triangle(1).X = -3:.Y = 1:.z = 0 With Triangle(2).X = -1:.Y = 1:.z = 0 With Triangle(4).X = 1:.Y = 3:.z = 0 With Triangle(5).X = 1:.Y = 1:.z = 0 FF

5 With Triangle(6).X = 3:.Y = 1:.z = -0 With Triangle(7).X = 3:.Y = -1:.z = -0 With Triangle(8).X = 1:.Y = -1:.z = 0 With Triangle(9).X = 1:.Y = -3:.z = 0 With Triangle(10).X = -1:.Y = -3:.z = -0 With Triangle(11).X = -1:.Y = -1:.z = -0 E subito dopo le definizioni degli indici: Indices(0) = 1: Indices(1) = 0 Indices(2) = 2: Indices(3) = 11 Indices(4) = 5: Indices(5) = 8 Indices(6) = 6: Indices(7) = 7 Indices(8) = 3: Indices(9) = 2 Indices(10) = 4: Indices(11) = 5 Indices(12) = 11: Indices(13) = 10 Indices(14) = 8: Indices(15) = 9 Occorre sottolineare che le informazioni che prima venivano immesse nell'array dei vertici (cioe' la sequenza dei vertici da collegare) ora vengono inserite nell'array degli indici. Bisogna infine cambiare il comando di disegno della primitiva, utilizzando i comandi per il disegno di 3 primitive indicizzate. L'array dei vertici contiene solamente le definizioni delle coordinate e puo' essere caricato in qualunque ordine. La sequenza corretta deve essere rispettata invece nell'array degli indici. La croce dovrebbe venire disegnata correttamente, utilizzando 3 primitive (3 strisce di triangoli) con soltanto 12 vertici. Maya della Alias/Wavefront e' uno dei piu' noti strumenti per la creazione di animazioni ed elementi tridimensionali. Molte delle tecniche adottate da tale strumento sono simili a quelle necessarie per creare grafica 3D utilizzando librerie grafiche come le DirectX. In questo corso paragoneremo tali strategie per avere una maggiore comprensione del processo necessario per produrre in modo efficiente grafica 3D.

6 La complessita' dell'interfaccia utente dello strumento e' notevole: vi sono un gran numero di menu', suddivisi in gruppi. Vi sono diverse modalita' di visualizzazione, ciascuna delle quali dotata di pannelli suddivisi in piu' pagine. Le numerose funzionalita' offerte dallo strumento ne rendono l'apprendimento piuttosto difficoltoso. Piu' menu Piu' finestre Piu' pagine Per prima cosa occorre memorizzare i tasti necessari per navigare in una visuale: ALT + LMB = Ruota visuale ALT + MMB = Sposta visuale ALT + LMB + MMB oppure ALT + RMB = Zoom nella visuale CTRL+ALT+LMB = Zoom Area: Zoom-in > Da sopra a sotto Zoom-out > Da sotto a sopra E' sempre possibile ingrandire una visuale a tutto schermo: Basta premere la barra spaziatrice velocemente per ingradire a tutto schermo la visuale su sui si trova il mouse. Premendola nuovamente si riporta la visuale allo stato precedente. E' possibile regolare la qualita' di una visualizzazione tridimensionale attraverso i tasti: 1, 2 e 3: Qualita' di disegno dell'oggetto selezionato 4, 5, 6 e 7: Modo di visualizzazione della visuale - wireframe, ombreggiata, ombreggiata con texture, con illuminazione Le primitive grafiche in Maya si aggiungono attraverso il Menu' Create (nel gruppo Modeling). Vi sono 4 tipi diversi di primitive: poligonali, NURBS, Subdivision surface e Volume. Ognuna presenta delle caratteristiche diverse e richiede l'utilizzo di tecniche di modellazione specifica. Per adesso ci concetreremo sulle primitive poligonali.

7 Le primitive poligonali base sono i cubi, le sfere, i cilindri, i coni, i piani ed i toroidi. Le primitive vengono create al centro dello spazio (nell'origine degli assi) e con dimensione prestabilita. E' compito del modellatore posizionare e dimensionare correttamente le primitive nello spazio dopo averle create. Per modificare le primitive occorre prima di tutto selezionarle: Click sull'oggetto con il LMB. Tenendo premuto LMB si seleziona un'area rettangolare Con il tasto con il lasso. si puo' utilizzare una selezione E' consigliabile dare un nome alle primitive, in modo da poterle identificare facilmente: Far click nel "channel box" sulla destra, quindi inserire il nuovo nome. E' possibile modificare le primitive, dopo averle selezionate, attraverso i seguenti comandi: Spostare un oggetto (Traslazione) Ruotare un oggetto (Rotazione) Ingrandire un oggetto (Scala) "Manipolare" un oggetto. Tali comandi possono anche essere selezionati attraverso i seguenti tasti di scelta rapida: w - Spostare un oggetto Per eliminare una primitva e' sufficiente selezionarla e fare click sul tasto CANC sulla tastiera. e - Ruotare un oggetto r - Ingrandire un oggetto t - "Manipolare" un oggetto.

8 La finestra chiamata Outliner, riporta tutte le primitive inserite nella scena: La finestra chiamata Channel Box, permette di impostare manualmente i parametri di creazione ed i valori delle trasformazioni. Essa visualizza i parametri disponibili per l'oggetto selezionato e ne consente la modifica. Vedremo in seguito quali sono i parametri caratteristici delle piu' importanti primitive poligonali.