MAYA 3D MODELING LAB

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1 MAYA 3D MODELING LAB

2 1. INTRODUZIONE

3 Cosa è la Computer Grafica 3D? 1. INTRODUZIONE La Computer Grafica 3D basa la creazione di immagini statiche o in movimento sulla elaborazione di modelli tridimensionali da parte di un computer.

4 Utilizzo 1. INTRODUZIONE Viene utilizzata nella produzione e postproduzione di opere o parti di opere per: Cinema Televisione Videogiochi Architettura Ingegneria Arte Ambiti scientifici

5 Esempi di utilizzo nel cinema 1. INTRODUZIONE

6 Esempi di utilizzo nella televisione 1. INTRODUZIONE

7 Esempi di utilizzo in architettura 1. INTRODUZIONE

8 Esempi di utilizzo in ambiti scientifici 1. INTRODUZIONE

9 Inspirational 3D video links 1. INTRODUZIONE Spot MSN TALK Butterflies Spot A, English - Umeric Nike - Mercurial Vapor Superfly MTV Rocks! - Ident Series 2 Architettura Bogota s Planetarium Architecture 3D-Animation with VRay for Maya Animation d'architecture 3D Corti

10 2. NOZIONI DI IMMAGINI DIGITALI

11 Cosa è un'immagine digitale? 2. NOZIONI DI IMMAGINI DIGITALI Un'immagine digitale è la rappresentazione numerica di una immagine bidimensionale. La rappresentazione può essere di tipo vettoriale oppure raster (altrimenti detta bitmap).

12 Immagini vettoriali 2. NOZIONI DI IMMAGINI DIGITALI Le immagini create dai vettori sono basate su forme e colori generate tramite formule matematiche Si disegnano delle curve indicando solo alcuni vertici fondamentali e le tangenti alle curve che partono da questi.

13 Immagini Raster L'immagine raster è mappata all'interno di una griglia, come un grande mosaico. La grandezza della griglia dipende dalla risoluzione dell'immagine. 2. NOZIONI DI IMMAGINI DIGITALI

14 il pixel 2. NOZIONI DI IMMAGINI DIGITALI Le immagini raster sono costituite da una griglia rettangolare di quadratini chiamati pixel. Il pixel rappresenta il più piccolo elemento costitutivo di un immagine digitale. La grandezza della griglia dipende dalla risoluzione dell immagine e determina il grado di qualità di un'immagine. Magnification 6x6 pixels of the digital image and the reference table colors

15 Vector vs Raster 2. NOZIONI DI IMMAGINI DIGITALI pro possono essere ingrandite all'infinito senza perdere mai la loro qualità contro non è indicato per rappresentare fotografie o immagini fotorealistiche pro consente di raggiungere il fotorealismo contro difficile scalarle senza una qualche perdita di qualità e di nitidezza delle forme arrivano a pesare molto sull'hard disk

16 Il modello di colore RGB 2. NOZIONI DI IMMAGINI DIGITALI Un modello di colore è un modello matematico astratto che permette di rappresentare i colori in forma numerica, tipicamente utilizzando tre o quattro valori o componenti cromatiche (RGB e CMYK sono modelli di colore). L'RGB è un modello additivo unendo i tre colori con la loro intensità massima si ottiene il bianco (tutta la luce viene riflessa). la combinazione delle coppie di colori da il cìano,il magenta e il giallo.

17 La profondità di colore 2. NOZIONI DI IMMAGINI DIGITALI La profondità di colore (color depth) è la quantità di bit necessari per rappresentare il colore di un singolo pixel in un'immagine bitmap o nel dispositivo video e si misura in bit per pixel (bpp). color depth exp Number of colors 1 bpp 21 2 colors 2 bpp 22 4 colors 4 bpp colors 8 bpp colors 24 bpp colors

18 24 bit truecolor 2. NOZIONI DI IMMAGINI DIGITALI Il modello di profondità truecolor utilizza 24 bit e permette di riprodurre immagini in modo molto fedele alla realtà. 8 bit Red 8 bit Green 8 bit Blue } 24 bit La combinazione dei 3 canali determina il numero di colori che possiamo visualizzare 28 x 28 x 28 = 256 x 256 x 256 = 16,777,216 colori

19 32 bit: truecolor + canale alfa 2. NOZIONI DI IMMAGINI DIGITALI La denominazione di colore a 32 bit può risultare fuorviante, perché non si tratta in questo caso di 232 colori distinti. Colore a 32 bit = truecolor con l'aggiunta di 8 bit che possono rimanere inutilizzati o servire alla codifica del canale alfa

20 La definizione di un'immagine 2. NOZIONI DI IMMAGINI DIGITALI Viene detta definizione di un'immagine digitale il numero di pixel di cui è composta, cioè la sua dimensione informatica (il numero di colonne che moltiplica il numero di linee). Un'immagine con 640 pixel in larghezza e 480 in altezza sarà definita con 640 pixel per 480, siglata 640x pixel 640 pixel

21 La dimensione di un immagine 2. NOZIONI DI IMMAGINI DIGITALI Per conoscere la dimensione (in byte) di un'immagine, è necessario contare il numero di pixel che contiene (base x altezza) e moltiplicare per il numero di canali di colore. dimensione di un immagine 640x480: 640 x 480 = pixels che moltiplicato per i 3 canali RGB fa: x 3 = byte/1024=900 Kb/1024 = 0,87 Mb 480 pixel 640 pixel 667x dpi 1.91 Mb 240x360 72dpi 253 Kb >>270%>> 667x dpi 1.91 Mb Le dimensioni in qualità di spazio occupato dall immagine sul disco è indifferente dal valore della risoluzione in dpi.

22 La risoluzione di un'immagine 2. NOZIONI DI IMMAGINI DIGITALI La risoluzione determina il numero di punti per unità di superficie e permette di stabilire il rapporto tra il numero di pixel di un'immagine e la dimensione reale della sua rappresentazione su un supporto fisico. E' espressa in punti per pollice (DPI per Dots Per Inch). 1 inch= 2.54 cm Video 72 dpi 72 colonne e 72 righe di pixel su un pollice quadrato (5.184pixel) Stampa 300 dpi 300 colonne e 300 righe di pixel su un pollice quadrato ( pixel)

23 Aspect ratio 2. NOZIONI DI IMMAGINI DIGITALI Si chiama aspect ratio il rapporto matematico tra la larghezza e l'altezza di un'immagine. Esistono standard a seconda dell'impiego. cinema 1.85:1 o 2.35:1 o televisione 1.33:1 o 1.78:1 o Letterbox Cinemascope NTSC/PAL Video HDTV

24 Tabella di standard aspect ratio 2. NOZIONI DI IMMAGINI DIGITALI

25 I formati raster e la compressione 2. NOZIONI DI IMMAGINI DIGITALI I dati raster possono essere memorizzati attraverso tipologie di file che sfruttano algoritmi di compressione diversi, gravando in modo differente sul supporto di memorizzazione. I formati raster più comuni sono i seguenti: Non compressi raw richieste di elaborazione minima occupano molto spazio sul disco bmp png tga Con compressione lossless tiff occupano meno spazio sul disco gif non alterata l'informazione originale jpeg Con compressione lossy gif subiscono una perdita di informazione non adatta per il fotoritocco indicata per la trasmissione di immagini per ridurre un prodotto da distribuire.

26 Conclusioni 2. NOZIONI DI IMMAGINI DIGITALI In questo capitolo abbiamo imparato a riconoscere le proprietà che ci serviranno per poter maneggiare un'immagine digitale e da cosa essa sia composta. profondità colore definizione dimensioni risoluzione formato RGB 24 bit 640x480 pixel 900 Kbyte 72 DPI jpg (lossy) Nel prossimo capitolo impareremo cosa è un filmato digitale, di cosa è composto e quali sono le sue proprietà fondamentali>>>>>

27 3. NOZIONI DI VIDEO DIGITALE

28 La proiezione cinematografica 3. NOZIONI DI VIDEO DIGITALE Per ottenerla è necessario uno schermo, un proiettore e una pellicola. Sulla pellicola è impressa una sequenza di immagini, che posta in proiezione davanti al fascio di luce del proiettore ne modifica l'intensità lasciando passare solo determinate parti che renderanno sullo schermo un'immagine. La pellicola scorre, le immagini proiettate cambiano velocemente e si ottiene così un effetto di movimento.

29 La proiezione cinematografica 3. NOZIONI DI VIDEO DIGITALE Un filmato, o un'animazione al computer, è una sequenza di immagini riprodotta ad una velocità sufficientemente alta da fornire all'occhio umano l'illusione del movimento. Una sequenza di immagini da sola non basta per visualizzare un filmato sul nostro PC. Dobbiamo infatti saper dire alla macchina: dove si trovano queste immagini che tipo di immagini sono l'ordine in cui visualizzarle la velocità con cui devono essere visualizzate

30 Frame e framerate 3. NOZIONI DI VIDEO DIGITALE frame ciascuna immagine fissa che compone una sequenza di immagini framerate la frequenza di cattura o riproduzione dei fotogrammi che compongono un filmato e si misura in hertz (Hz) o si esprime in termini di fotogrammi per secondo (fps).

31 The format of a clip 3. NOZIONI DI VIDEO DIGITALE Il formato di una clip è un file contenitore in cui sono racchiuse, oltre a immagini e tracce audio, anche le informazioni per la loro riproduzione. MS VIDEO FOR WINDOWS (.AVI ) ottimo per il video digitale principalmente su piattaforma Win non poter essere utilizzato per lo streaming MICROSOFT NETSHOW (.ASF ) dedicato allo streaming di medio/alta qualità WINDOWS MEDIA VIDEO (.WMV ) maggiore qualità rispetto al formato MPEG a parità di Mb occupati adatto per il Multimedia publishing e il Web publishing MPEG (.MPG -.MP2 - MPEG ) impedisce l'elaborazione frame-by-frame e quindi l'editing non lineare ottimo per il Multimedia publishing poco utilizzabile per il Desktop video APPLE QUICK TIME (.MOV ) ottimo per prodotti multimediali e piccoli progetti di Digital Video

32 Il codec 3. NOZIONI DI VIDEO DIGITALE Il codec (CODificatore DECodificatore) è il software che contiene l'algoritmo che comprime le immagini per consentire una gestione agile e una riproduzione corretta della clip. Si potrebbe paragonare ad una sorta di Winzip velocissimo che, all'occorrenza, comprime e decomprime le immagini di un filmato.

33 Struttura di un video digitale 3. NOZIONI DI VIDEO DIGITALE il formato ha più o meno il compito della pellicola raggruppare le immagini e dar loro ordine il codec quello della qualità/sensibilità del supporto a seconda del grado di compressione si ottengono risultati diversi FORMAT VIDEO CODEC AUDIO CODEC TRACK 1 TRACK 2 IMAGES TRACK 3 TRACK 4

34 TV Standard PAL 3. NOZIONI DI VIDEO DIGITALE Standard in uso in Europa per cui i fotogrammi televisivi vengono mostrati con una frequenza di 25 fotogrammi completi al secondo. La successione delle immagini è in funzione della frequenza della corrente alternata fornita dalla rete elettrica (in Europa pari a 50 Hz), gli standard stabiliscono che vengano visualizzati 50 semiquadri ogni secondo. La somma di due semiquadri produce un fotogramma completo. 1 secondo 25 frames in 1 secondo

35 Conclusioni 3. NOZIONI DI VIDEO DIGITALE In questo capitolo abbiamo imparato cosa è una sequenza di immagini e come è strutturata una clip video standard frame risoluzione framerate dimensioni formato PAL 720x572 pixel 72 DPI 25 f/s codec video AVI, MOV, Mp4 Nel prossimo capitolo vedremo il processo da intraprendere per generare sequenze d'immagini con un software 3D >>>>>>>>>>>

36 4. IL PROCESSO DI PRODUZIONE

37 Punti salienti del processo 4. IL PROCESSO DI PRODUZIONE Una volta ricevute le informazioni necessarie da chi ci commissiona il lavoro dovremo affrontare le seguenti fasi: brainstorm setup scena modellazione oggetti creazione materiali impostazioni luci animazioni render test ottimizzazioni render finale

38 Brainstorming È la fase preliminare dove entriamo in confidenza con l'oggetto da modellare e ci preoccupiamo di tutto quello che ci serve nella realizzazione del lavoro. 4. IL PROCESSO DI PRODUZIONE reperire materiale immagini filmati audio modelli previsualizzare il lavoro schizzi su carta storyboard animatic accordarsi con i collaboratori ruoli compiti tempistiche

39 Cosa serve 4. IL PROCESSO DI PRODUZIONE il processo di produzione della computer grafica 3D necessita di due elementi: scena da renderare: una descrizione di ciò che si intende visualizzare, composta da rappresentazioni matematiche di oggetti tridimensionali, detti modelli motore di render: un algoritmo di produzione di un'immagine 2D della scena, che effettua i calcoli necessari per la sua creazione simulando il comportamento della luce e le proprietà ottiche, fisiche e dei materiali. input forma posizione colore rugosità specularità animazioni luci output Render engine elaborazione still image image sequence video

40 La scena 4. IL PROCESSO DI PRODUZIONE Lavoreremo in un ambiente tridimensionale virtuale all'interno di un software di modellazione 3D. L'ambiente sarà caratterizzato da tre assi cartesiani x, y, z. Con riferimento alle coordinate x,y,z determiniamo la posizione, la rotazione e la scalatura di ogni singolo oggetto nella scena.

41 Le shapes 4. IL PROCESSO DI PRODUZIONE All'interno della scena andremo a creare un modello tridimensionale definendone la forma (shape). mesh poligonale è una collezione di vertici, spigoli e facce che definiscono la forma di un oggetto poliedrico nella modellazione solida. nurbs Non Uniform Rational B-Splines, una classe di curve geometriche per rappresentare curve e superfici.

42 Modellazione 4. IL PROCESSO DI PRODUZIONE primitive algoritmi precompilati di forme basilari con parametri per adattarne la forma alle proprie esigenze la sfera il cubo il cono il cilindro il piano modellare modificare la mesh aggiungendo, tagliando, copiando, estrudendo e ruotando facce vertici spigoli

43 I materiali 4. IL PROCESSO DI PRODUZIONE Per ottenere un render finale sarà necessario aggiungere informazioni ai modelli per far si che il motore di render possa ottenere il giusto colore per ogni pixel dell'immagine finale. shape posizione rotazione ingombro nello spazio morfologia dell'oggetto materiali colore rugosità specularità (reazione alla luce)

44 Le luci 4. IL PROCESSO DI PRODUZIONE Una volta modellati gli oggetti nella scena dobbiamo inserite le luci altrimenti vedremmo soltanto un'immagine nera. Esistono varie tipologie di luci e ogni programma utilizza la propria nomenclatura. Proprietà posizione intensità direzione emissione Tipologie directional spot ambient area light

45 Il punto di vista: la camera 4. IL PROCESSO DI PRODUZIONE Definiamo il punto di vista da cui effettuare il render creando una camera. inquadratura la porzione di spazio fisico inquadrata dall'obiettivo della camera. delimita lo spazio che sarà ripreso esclude tutto il resto safe area area di sicurezza per compatibilità con supporti di visualizzazione title safe: area sicura per scritte, loghi action safe: area sicura per animazioni full frame: frame completo 100% 90% action safe 80% title safe

46 Animazioni 4. IL PROCESSO DI PRODUZIONE keyframing tecnica impiegata per transizioni riferite al movimento, alla forma e al colore. timeline si utilizza per gestire il tempo nelle animazioni indispensabile per l'inserimento di keyframes keyframe fotogramma chiave definisce nel tempo il valore di una proprietà tweening svolto automaticamente dai software. crea i fotogrammi intermedi (interpolazione) tra i keyframes iniziale e finale di un'animazione.

47 Rendering della scena 4. IL PROCESSO DI PRODUZIONE renderizzare passare tutte le informazioni al motore di rendering che le elaborerà e renderà come risultato finale un'immagine bidimensionale. La maggiore o minore quantità di informazioni passate al motore influenzeranno i tempi e la qualità del render finale.

48 3D Softwares Vrml Autodesk AutoCAD 2014 Autodesk 3ds Max 2014 Autodesk Maya 2014 Bryce 7 Rhino 5 Blender 2.69 Maxon Cinema 4D R15 Google SketchUp 2013 Swift 3D 6 4. IL PROCESSO DI PRODUZIONE Caratteristiche comuni tool di modellazione sistema di navigazione scena materiali sistema di illuminazione animazione motore di render

49 6. Autodesk Maya

50 Autodesk MAYA 6. AUTODESK MAYA Autodesk Maya è uno dei software più popolare per la creazione di animazioni e elementi 3D.

51 Interfaccia 6. AUTODESK MAYA vasto numero di menu divisi in gruppi differenti modi di visualizzazione con pannelli

52 Tipologie di viste 6. AUTODESK MAYA viste ortogonali oggetti disegnati utilizzando due assi alla volta top front side viste prospettiche Viste tridimensionali dal punto di vista della camera persp camera

53 Dolly 6. AUTODESK MAYA Per effettuare un dolly: verso l'oggetto alt + tasto destro del mouse e drag a destra via dall'oggetto alt + tasto destro del mouse e drag a sinistra

54 Orientare 6. AUTODESK MAYA Per effettuare una rotazione della camera attorno ad un punto: alt + tasto sinistro del mouse e drag in ogni direzione Non funziona nelle viste ortogonali

55 Panning 6. AUTODESK MAYA Per effettuare un pan della camera: alt + tasto centrale del mouse e drag il mouse in ogni direzione