Corso di INFORMATICA GRAFICA. Modulo 2 (CAD) Stefano Cinti Luciani. Altre applicazioni informatiche per la progettazione

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1 Corso di INFORMATICA GRAFICA Modulo 2 (CAD) Stefano Cinti Luciani Altre applicazioni informatiche per la progettazione

2 Progettazione come ciclo iterativo REQUISITI/OBIETTIVO IDEA INIZIALE MODIFICHE FORMALIZZAZIONE (SCHIZZO, DISEGNO, MODELLO,...) VALUTAZIONE (SINTESI) APPROFONDIMENTO (ANALISI) modulo 2 Stefano Cinti Luciani 2

3 COMPUTER AIDED DESIGN Progettazione assistita dal calcolatore Le prime esperienze di disegno col calcolatore sono partite all inizio degli anni 1960 negli Stati Uniti I primi sistemi commerciali si sono resi disponibili alla fine degli anni 1970 Nel corso degli anni 1980 i sistemi CAD hanno praticamente soppiantato le tecniche tradizionali per il disegno negli uffici tecnici modulo 2 Stefano Cinti Luciani 3

4 Acronimi CAD: Computer Aided Design o Computer Aided Drafting CAAD: Computer Aided Architectural Design modulo 2 Stefano Cinti Luciani 4

5 Un po' di storia anni 60: prime sperimentazioni di Computer Graphics anni 70: primi sistemi commerciali CAD (2D e 3D wireframe) anni 80: espansione prodotti CAD (specializzazioni, superfici e primi modellatori solidi) anni 90: nuova generazione di modellatori tridimensionali modulo 2 Stefano Cinti Luciani 5

6 Modelli 3D wireframe punti e curve assonometria sezione.... superfici punti, curve e superfici solidi punti, curve, superfici, volumi modulo 2 Stefano Cinti Luciani 6

7 Modelli wireframe modulo 2 Stefano Cinti Luciani 7

8 Modelli per superfici modulo 2 Stefano Cinti Luciani 8

9 Modelli solidi modulo 2 Stefano Cinti Luciani 9

10 Completezza del modello Tavolo da disegno: segni su carta (particelle di grafite o inchiostro) è il ns. cervello a dare tutti i significati CAD 2D: entità discrete (linee, aree, testi, ), definite in modo esatto la geometria piana è perfettamente e univocamente definita; il cervello completa il passaggio tra proiezioni e oggetto CAD 3D (modellazione solida): entità volumetriche definite in modo esatto il computer descrive l oggetto in modo geometricamente completo e non ambiguo modulo 2 Stefano Cinti Luciani 10

11 Scomposizione spaziale (volume graphics) voxels modulo 2 Stefano Cinti Luciani 11

12 Geometria generativa A metà strada tra la modellazione interattiva di forme libere e la programmazione, la geometria generativa è uno strumento per modellare forme geometriche che si ripetono cambiando. Gli utenti possono interagire col software sia modellando e modificando dinamicamente la geometria, o applicando regole e catturando le relazioni tra gli elementi modellati o definendo forme complesse attraverso algoritmi espressi in modo schematico. modulo 2 Stefano Cinti Luciani 12

13 Geometria generativa modulo 2 Stefano Cinti Luciani 13

14 Geometria generativa modulo 2 Stefano Cinti Luciani 14

15 Geometria generativa modulo 2 Stefano Cinti Luciani 15

16 Geometria generativa modulo 2 Stefano Cinti Luciani 16

17 Geometria generativa modulo 2 Stefano Cinti Luciani 17

18 Geometria generativa modulo 2 Stefano Cinti Luciani 18

19 Visualizzazione 3D Proiezioni, prospettiva Disegno al tratto: problema delle linee nascoste modulo 2 Stefano Cinti Luciani 19

20 Rendering Simulazione del comportamento visivo di un oggetto digitale tridimensionale Il risultato, oltre che dalla geometria dell oggetto, dipende da: Materiali di cui è costituito l oggetto Contesto nel quale l oggetto è immerso Punto di vista e apertura focale dell osservatore Luci che illuminano la scena modulo 2 Stefano Cinti Luciani 20

21 Rendering Sono state sviluppate nel tempo molte tecniche per simulare il comportamento della luce; si parla di modelli di illuminazione. Modelli di illuminazione locali: Tengono conto solo dei singoli punti illuminati, delle luci e della posizione dell osservatore Modelli di illuminazione globali: Tengono conto anche dell interazione delle diverse superfici che compongono l oggetto per la riflessione/diffusione della luce Ci sono modelli che ricreano immagini realistiche semplificando i comportamenti reali della luce con comportamenti convenzionali, mentre altri simulano passo passo le teorie fisiche relative modulo 2 Stefano Cinti Luciani 21

22 modulo 2 Stefano Cinti Luciani 22

23 modulo 2 Stefano Cinti Luciani 23

24 Tassellazione modulo 2 Stefano Cinti Luciani 24

25 Rendering Il risultato del processo di rendering è una immagine raster, non dissimile da una fotografia Può quindi essere sottoposto a operazioni di fotoritocco e montaggio modulo 2 Stefano Cinti Luciani 25

26 Rilievo A volte si parte da una geometria già esistente (ristrutturazioni, manutenzione, gestione). Si pone quindi il problema di come rilevare e modellare l esistente in modo assistito modulo 2 Stefano Cinti Luciani 26

27 Altre applicazioni Fino a qui abbiamo parlato di geometria, che pur essendo una parte importante dell attività progettuale, non ne rappresenta la totalità Ci sono materiali e loro proprietà, questioni economiche, energetiche, impiantistiche, di sicurezza, In parallelo al CAD si sono sviluppate applicazioni specifiche modulo 2 Stefano Cinti Luciani 27

28 Calcolo strutturale modulo 2 Stefano Cinti Luciani 28

29 Impianti modulo 2 Stefano Cinti Luciani 29

30 Simulazioni energetiche modulo 2 Stefano Cinti Luciani 30

31 Acronimi CAD: Computer Aided Design o Computer Aided Drafting CAAD: Computer Aided Architectural Design CAE: Computer Aided Engineering modulo 2 Stefano Cinti Luciani 31

32 Situazione attuale CAD 2D. Si disegna col computer ottenendo un certo numero di vantaggi, ma il processo non cambia CAD 3D. Non si costruiscono più rappresentazioni, ma si realizza un modello geometrico tridimensionale Strumenti ulteriori: Informazioni organizzate su layer logici Dati associati agli oggetti geometrici Programmi di simulazione e calcolo non collegati e che lavorano su dati diversi dal CAD Le informazioni progettuali (e non) sono distribuite su diversi contenitori digitali e cartacei, e sono diverse per le differenti discipline che concorrono alla progettazione. Le informazioni sono prevalentemente di natura geometrica e alfanumerica. Il significato di queste informazioni è dato dagli operatori. La garanzia che i dati siano aggiornati ricade sulla buona organizzazione del lavoro. modulo 2 Stefano Cinti Luciani 32

33 Building Information Modeling Il BIM è stato concepito per racchiudere in un solo modello le informazioni che riguardano tutti gli aspetti del progetto, da quello architettonico a quello strutturale, da quello impiantistico a quello energetico, etc., dalle prime fasi di concezione del progetto fino alla costruzione e manutenzione dell edificio. E quindi caratterizzato da: Descrizione unica e globale del progetto Integrazione tra diverse discipline Dati sempre aggiornati modulo 2 Stefano Cinti Luciani 33

34 Building Information Modeling Il Building Information Modeling è una metodologia di gestione delle informazioni relative ad un edificio nel corso di tutto il suo ciclo di vita. Una grande parte di queste informazioni vengono definite nel corso della progettazione, per cui questa attività è probabilmente quella che ha maggiore impatto dalla adozione del BIM. Il BIM non è uno strumento software, ma la sua adozione non è pensabile senza l impiego di uno o più programmi BIM. modulo 2 Stefano Cinti Luciani 34

35 modulo 2 Stefano Cinti Luciani 35

36 Acronimi CAD: Computer Aided Design o Computer Aided Drafting CAAD: Computer Aided Architectural Design CAE: Computer Aided Engineering BIM: Building Information Modeling modulo 2 Stefano Cinti Luciani 36

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