Le primitive tridimensionali

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1 Informatica Grafica per le arti Le primitive tridimensionali Lo schermo del calcolatore e' in grado di visualizzare immagini bidimensionali. In grafica 3D si modellano oggetti in tre dimensioni. Le proiezioni sono un meccanismo con cui costruire una vista bidimensionale di un mondo tridimensionale. Marco Gribaudo Ogni proiezione e' caratterizzata da un insieme di raggi di proiezione e da un piano di proiezione. La visione 2D del mondo 3D corrisponde all'intersezione dei raggi di proiezione con il piano di proiezione. Esistono due classi principali di proiezioni: parallele prospettiche Nelle proiezioni parallele i raggi di proiezione sono tutti paralleli tra loro. Nelle proiezioni prospettiche i raggi di proiezione non sono paralleli, ma passano tutti per uno o piu' punti.

2 Le proiezioni parallele si dividono a loro volta in due sottoclassi: Nelle proiezioni ortografiche i raggi di proiezione sono perpendicolari al piano di proiezione. Ortografiche Oblique Nelle proiezioni oblique i raggi di proiezione sono inclinati rispetto al piano di proiezione. Le proiezioni ortografiche piu' importanti sono le proiezioni ortogonali. In questo caso i raggi di proiezione sono perpendicolari alle superfici pricipali dell'oggetto. Esistono 6 tipi diversi di proiezione ortogonale, ma normalmente ne vengono utilizzati solamente 3: Il prospetto corrisponde ad una visione "frontale" dell'oggetto. Prospetto Profilo Pianta

3 La pianta visualizza invece una visione "dall'alto" dell'oggetto stesso. Il profilo mostra l'oggetto visto lateralmente. Normalmente le tre proiezioni ortogonali vengono rappresentatte contemporaneamente in modo da dare una visione globale dell'oggetto. In 3D Studio, le proiezioni ortogonali, si selezionano dall'apposito menu' di scelta nella visuale. L'assonometria isometrica e' una proiezione ortografica in cui i raggi non sono perpendicolari alle direzioni principali dell'oggetto raffigurato. In assonometria isometrica i tre assi formano un angolo di 120 gradi l'uno con l'altro. Questo tipo di rappresentazione e' in grado di visualizzare tutte le facce di un oggetto contemporaneamente.

4 La proiezione obliqua piu' importante e' detta assonometria cavaliera. In questo caso gli assi x e y vengono rappresentati come nella proiezione ortogonale frontale. L'asse z viene raffigurato lungo una retta a 45 gradi. Le lunghezze lungo l'asse z vengono dimezzate. Le proiezioni assonometriche in 3D Studio si ottengono ruotando una visuale parallela. Le proiezioni prospettiche sono caratterizzate dal numero di punti da cui partono i raggi di proiezione: Nelle visioni frontali esiste un solo centro di proiezione. Frontale Accidentale Razionale

5 Le visioni accidentali hanno due centri di proiezione. Tre centri di proiezione contraddistinguono le proiezioni razionali. La visuale prospettica di 3D studio, e' un classico esempio di prospettiva. Il tipo di prospettiva, dipende semplicemente da come la visuale e' orientata rispetto all'oggetto. I solidi Un poliedro semplice e' un oggetto in cui non vi siano "buchi" o "sporgenze". I solidi Una faccia di un poliedro e' una porzione di piano che ne delimita la superfice. I solidi Un spigolo corrisponde all'intersezione di due facce distinte.

6 I solidi Un vertice e' situato nell'intersezione di tre o piu' facce distinte. I solidi Ogni spigolo e' delimitato da esattamente due vertici. Ogni faccia e' delimitata da 3 o piu' spigoli. I programmi di grafica 3D mettono a disposizione un gran numero di solidi da cui partire per creare i modelli. Il solido piu' semplice e' il parallelepipedo. Questi oggetti possono essere inseriti direttamente sulla scena e configurati in termini di dimensioni e parametri vari. Essi prendono il nome di Primitive. Si inserisce: premendo su un estremo della base e rilasciando il tasto del mouse sull'altro. Quindi si sposta il puntatore per definirne l'altezza e si fa click per confermare. La sfera e' disponibile in due formati: quella a "faccie quadrate" e quella a "faccie triangolari" (nota come geosfera). Si inserisce: premendo sul centro della sfera e rilasciando il tasto del mouse una volta definito il raggio.

7 La presenza di due tipi diversi di sfere e' motivata dal fatto che esse possono essere utilizzate come punti di partenza per modellare solidi differenti. La sfera a facce quadarate risulta utile per modellare oggetti simmetrici (es un volto), mentre invece quella triangolare per oggetti con forme arbitrarie (es. un asteroide). Il cilindro e' l'equivalente del parallelepipedo a base circolare. Si inserisce: premendo nel centro della base e rilasciando il tasto del mouse all'estremo del raggio. Quindi si sposta il puntatore per definirne l'altezza e si fa click per confermare. Il cono ha base circolare. In 3D Studio, lo stesso strumento consente anche di inserire tronchi di cono. La piramide ha base rettangolare. Si inserisce seguendo la procedura vista per il cilindro. Quindi si sposta nuovamente il mouse per "chiudere" l'estremo superiore e si fa un altro click per confermare (occorrono 3 click in tutto). Si inserisce esattamente come un parallelepipedo. Il tubo corrisponde ad un cilindro bucato. Il toro invece corrisponde all'incirca al disegno di una ciambella.

8 La teiera e' invece inserita per motivi storici: essa e' stata da sempre utilizzata per studiare i materiali in fase di rendering. La primitiva poliedri permette di inserire poliedri complessi quali l'ottaedro e l'icosaedro. Il cilindro ed il parallelepidedo rifilato inseriscono le rispettive figure con gli spigoli smussati. Il nodo toroidale inserisce una figura annodata, utile per studiare illuminazioni complesse. Il fuso, il serbatoio e la capsula corrispondono a cilindri con differenti tipi di estremita'. Il poligono Gen ed il prisma, corrispondono a prismi con differenti tipi di base.

9 L'estrusione ad L e l'estrusione a C creano giunti a forma di L e di C. Il tubo flessibile costruisce un soffietto a fisarmonica. Organizzare le primitive Oltre a permettere l'inserimento delle primitive, i programmi devono anche permettere la modifica di e l'eliminazione di quelle gia' inserite. Inoltre, per poter gestire numerose primitive, i programmi di grafica mettono a disposizione strumenti per organizzarle. Organizzare le primitive Per poter modificare le primitive, occorre prima di tutto selezionarle (come visto in precedenza). Le primitive selezionate, possono essere rimosse premendo il tasto CANC sulla tastiera. Organizzare le primitive Agli oggetti selezionati si puo' cambiare il nome ed il colore agendo nel pannello di destra. Organizzare le primitive Il colore assegnato in questo modo, serve unicamente a cambiare il modo in cui essi vengono visualizzati nella finestra di lavoro. Per colorare effettivamente un oggetto, occorre assegnargli un materiale, utilizzando le tecniche che verrano introdotte successivamente nel corso.

10 Organizzare le primitive E' possibile selezionare gli oggetti per nome, utilizzando l'apposita finestra. Essa si ottiene premendo il tasto corrispondente nella barra dei pulsanti. Organizzare le primitive Assegnare nomi significativi alle primitive e' una operazione estremamente importante, specialmente quando vi sono numerosi oggetti sulla scena. In moltissime circostanze infatti, un oggetto puo' risultare difficile da selezionare utilizzando il mouse, ed occorre ricorrere alla schermata di selezione appena illustrata.

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