Autore: Alessandro Deana
Titolo:  Hugh Ferriss - Grandi spazi urbani
Modellazione: 3ds max/Rhino/Felix (maxwell)


Cari amici di Treddi,
vorrei presentarvi un progetto con il quale ho vinto il primo premio in un concorso indetto durante la scorsa edizione del MADI, il Master in Architettura Digitale IUAV. I modelli sono stati realizzati con 3ds Max e Rhino mentre le immagini sono state calcolate utilizzando Felix, con motore di render Maxwel.

Il tema del concorso era "Grandi spazi urbani nelle suggestioni di Hugh Ferriss".
Il bando richiedeva la produzione di due immagini ispirate ai disegni di Hugh Ferriss, uno dei più importanti e influenti renderisti di inizio Novecento!

Ferriss ha condizionato profondamente l’architettura contemporanea senza aver mai realizzato alcun edificio di particolare rilevanza storica. Infatti la sua influenza deriva solamente dall’utilizzo della rappresentazione mirata a suggerire una suggestione, mascherando volutamente il dettaglio o l’orpello architettonico, per lasciare spazio all’esaltazione della forma scultorea degli edifici.
Le immagini che ho prodotto tentano invece di immaginare la “fase costruttiva” di queste suggestioni e di indagare su come si sarebbe presentata una metropoli di inizio secolo disseminata di progetti utopici e mai realizzati.

La tipologia delle inquadrature, l’utilizzo della luce per scolpire le forme degli edifici e un grande quantità di piccoli dettagli si pongono in contatto diretto con lo stile che Ferriss utilizza abitualmente per rappresentare i progetti dei propri comittenti.

Queste sono le due immagini che ho prodotto:

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Questi sono alcuni dati relativi al progetto. Sottolineo che la seconda immagine è stata realizzata per prima, quindi ha richiesto un numero maggiore di calibrazioni:

Costo totale
77.54 Crediti

Costo immagini finali
Immagine 1: 26.25 Crediti - 1h 45m
Immagine 2: 19.53 Crediti - 1h 39m

Costo delle bozze
Immagine 1: 10.61 Crediti
Immagine 2: 21.15 Crediti

Numero di bozze
Immagine 1: 31
Immagine 2: 102

Numero di poligoni
Immagine 1: 1.810.000
Immagine 2: 1.320.000

Dopo aver fatto queste considerazioni, credo sia necessario mostrarvi quali sono state le immagini che ho utilizzato come riferimento e come fonte di ispirazione:

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Ora passiamo agli aspetti più pratici e iniziamo l'approfondimento della modellazione.
La descrizione dei vari passaggi prevede una conoscenza di base di 3ds Max, Rhino e Photoshop. Se qualche cosa non dovesse essere chiara sono a disposizione nel forum per qualunque chiarimento.

Come prima cosa analizzeremo gli elementi mostrati nelle prime due immagini della figura precendente: gli edifici a stella, le gru, i ferri di ripresa e le impalcature.

Edifici a stella:

Questa modellazione è stata fatta utilizzando 3ds Max.

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Con il comando Star contenuto nel pannello Create/Spline Disegnare una stella a 8 punte e estruderla.
Attraverso questa semplice operazione è possibile modellare l’edificio quasi totalmente. Se si copia l’oggetto ottenuto, lo si estrude di una lunghezza sensibilmente superiore alla precedente e lo si ruota di 22.5 gradi, si ottiene la seconda parte dell’edificio (Figura 1-A). Procedendo in questo modo, variando il valore dell’estrusione, è possibile completare l’intera geometria. Lo zoccolo di base viene realizzato seguendo la stessa tecnica ma utilizzando una stella con sedici vertici. (Figura 1- B)

Seguendo il tema della costruzione evidenziato dai riferimenti proposti, è ora necessario “smontare” l’edificio ottenuto per rappresentarlo durante le sue fasi di realizzazione.
Convertite il vostro oggetto in una Edit Poly, selezionare alcune facce della parte superiore dell’edificio e cancellarle.
Applicare il modificatore Shell alle superfici rimanenti, avendo cura di spuntare l’opzione Straighten Corners, per mantenere ortogonali gli angoli degli elementi generati. Estrudendo le superfici orizzontali che precedentemente completavano i volumi generati dalle stelle, è possibile ottenere gli ultimi solai di ciascun blocco. (Figura 1-C)
Copiando tali geometrie verso il basso si ottengono invece le solette dei vari piani relativi al volume sul quale si sta lavorando.

Impalcature, ferri di ripresa e gru:

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Utilizzando le superfici dell’involucro iniziale è possibile ottenere le impalcature e i ferri di ripresa sulla sommità dell’edificio. E’ necessario selezionare le facce che vogliamo convertire in struttura, aumentarne le suddivisioni attraverso il comando Tasselate e applicare un modificatore Lattice. A questo punto è sufficiente aggiungere un Edit Poly e eliminare le parti di struttura non necessarie. (Figura 2-A)

La modellazione della gru avviene attraverso un procedimento simile ma la tasselazione viene fatta imponendo una geometria triangolare. Le ruote per il passaggio dei cavi si possono ottenere facendo un Attach tra varie circonferenze, una esterna e le altre disposte all’interno della prima.
Attraverso successive modifiche in Edit Poly, vanno modellate le scanalature per il passaggio dei cavi e il blocco con il cardine di rotazione. (Figura 2- B) I cavi sono delle semplici Spline alle quali è stato assegnato uno spessore. Spostando i vertici, assicurandosi di controllarli attraverso le curve di Bezier, è possibile dare la corretta forma ai cavi, collocandoli dove è necessario. Seguendo le stesse procedure descritte per la struttura del primo edificio, è possibile ottenere lo scheletro della parte laterale del ponte, la cui modellazione verrà descritta in seguito (Figura 2-C)

Modellazione del ponte:

Passiamo ora alla descrizione degli elementi contenuti nella terza e quarta immagine della figura di riferimento: il ponte e le sculture.

Anche queste due modellazioni sono state fatte in 3ds Max, con un piccolo supporto di Autocad.

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1. Disegno dei profili in AutoCAD
Disegnare i profili principali del ponte basandosi sull’immagine di riferimento. E’ necessario utilizzare dei layer differenti per ogni categoria di oggetto modellato. In questo modo i vari elementi saranno facilmente distinguibili e modificabili. La prima suddivisione prevede di separare l’arcata, i contrafforti,
i montanti laterali e i moduli finestrati. (Figura 3-A)

2. Importazione dei profili in 3DS Max
Importare i profili in 3ds Max utilizzando l’opzione Derive AutoCAD Primitives by Layer. Ruotare i profili lungo l’asse X per posizionarli correttamente nella vista frontale. Modificando l’oggetto attraverso l’Edit Poly selezionare le facce laterali dei moduli nei quali dovranno essere inserite le finestre. (Figura 3- B)
Utilizzando uno Slice Plane e spostandolo ripetutamente di una quantità nota, sezionare verticalmente le facce selezionate. Ripetere la stessa operazione ruotando il piano di 90 gradi, in modo da sezionare le facce anche orizzontalmente. In questo modo si ottiene una griglia dalla quale sarà possibile ricavare le finestre.


3. Creazione delle finestre
Mantenendo selezionate le facce ottenute, applicare un Inset e una successiva estrusione negativa. In questo modo si otterranno le rientranze delle finestre. A questo punto è utile applicare un Detach alle superfici selezionate per separare i vetri dal resto della geometria. Attraverso operazioni simili, andranno modellate anche le finestre presenti sul lato corto del blocco compreso tra le due arcate. (Figura 3-C e 3-D)


4. Modellazione della torre e dei volumi laterali
Per modellare la torre è necessario importare da AutoCAD i profili di riferimento, rappresentati semplicemente dalla geometria dell’arco e dalle linee ortogonali che costituiscono il prospetto frontale dell’elemento principale. Applicando una semplice estrusione del profilo si otterrà la volumetria della torre. Attraverso l’applicazione dell’Edit Poly è possibile connettere tra loro i profili entro i quali verranno inserite le prime nervature. Estrudendo infatti le facce ottenute si ottengono i rilievi che caratterizzano e enfatizzano la linearità del volume. (Figura 3-E)
E’ necessario eseguire simultaneamente le stesse operazioni anche sulla faccia retrostante per mantenere l’aspetto simmetrico della torre e ridurre i tempi di modellazione.
Utilizzando operazioni simili a quelle descritte si andrà a dettagliare le varie facce dell’oggetto, in modo da aumentarne la complessità e arricchire la geometria. (Figura 3-F) Tutto questo sarà utile per marcare l’aspetto scultoreo delmodello nel momento in cui verranno inserite le luci.

Procedendo in modo analogo a quanto fatto per le forature presenti lungo le facciate laterali del ponte, dovranno essere inserite una serie di finestre anche lungo le superfici laterali della torre stessa. La copertura a volta viene ottenuta attraverso l’estrusione di un arco al quale verrà sottratto, attraverso l’utilizzo del Pro Boolean, l’oggetto generato da un secondo arco estruso e ruotato perpendicolarmente al precedente.
Specchiando la struttura laterale precedentemente modellata e inserendo un solaio di connessione, si otterrà il modulo base che, ripetuto diverse volte, andrà a costituire l’intera geometria del ponte di riferimento. (Figura 3-G)

Modellazione delle sculture:

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Per la modellazione delle sculture va utilizzata la tecnica del Box Modeling.
E’ necessario convertire una Box, con una sola suddivisione orizzontale, in Editable Poly. Spostando i vertici e utilizzando differenti fattori di scala lungo un solo asse si ottengono le forme desiderate. (Figura 4-A)
Per modellare le scritte è possibile sfruttare lo stumento Text associato a una semplice estrusione. Per ridurre il numero dei poligoni può essere utile sostituire le scritte con delle Box, avendo cura di collocarle in modo da simulare delle righe di testo. (Figura 4-D)
Le scale e le piastre si ottengono facilmente utilizzando la modellazione
poligonale. E’ consigliabile disegnare la spline del perimetro di ciascuna base per poi procedere con l’estrusione. Gli scalini possono essere modellati attraverso un Connect degli Edge laterali e una successiva estrusione progressiva delle facce ottenute, in base alla crescente profondità di ciascuno scalino. In questo modo si ha la certezza che le alzate di ogni singola rampa abbiano una dimensione costante e un’altezza adeguata al dislivello da superare.

L’impalcatura viene modellata a partire da una Box con il numero di suddivisioni necessario a rappresentare correttamente la struttura. Questo elemento deve quindi essere modificato attraverso l’applicazione del Lattice.


Il tubo

La modellazione del tubo è piuttosto semplice. Il profilo di base è stato creato con Autocad e la modellazione vera e propria è stata fatta con 3ds Max.

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Il modello del tubo è realizzato a partire dal disegno in AutoCAD della sua sezione. Importando la spline in 3ds Max è possibile estruderla e ottenere in questo modo la geometria di base. (Figura 5-A)
A questo punto vanno aggiunti vari dettagli tra cui i fissaggi ai ganci, i bulloni, i cavi che lo sorreggono e la carrucola alla quale sono fissati (Figura 5- B). I cavi si ottengono dando semplicemente uno spessore a delle Spline.
La carrucola è invece realizzata attraverso il Box Modeling applicato a un cilindro di base.

Il supporto per la carrucola è stato modellato partendo da un Box (Figura 5-C).

Infine il gancio è una semplice Spline alla quale è stato dato un profilo circolare. Dopo aver utilizzato un Collapse per i vertici alle estremità, è stato applicato il modificatore Turbo Smooth.

La modellazione del treno:

A differenza degli altri elementi, il treno è stato modellato utilizzando Rhino.

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1. Importazione di un’immagine di riferimento
Posizionare l’immagine di riferimento in una vista laterale attraverso i comandi di menu View/Background Bitmap/Place. Ricalcare i profili del locomotore cercando di individuare le sue geometrie principali: cabina di guida, rivestimenti laterali, camera di combustione, ecc.)
Per individuare i profili longitudinali conviene disegnare nella vista laterale, mentre è necessario utilizzare quella frontale per i profili trasversali. (Figura 6-A)
Attraverso l’utilizzo degli snap e dei punti di controllo (F10) collegare tra loro le linee che serviranno da guida per la creazione delle superfici che formeranno il treno.

2. Disegno delle prime superfici
Generare delle Planar Surface tra le linee complanari che costituiscono la cabina, le bande laterali e i cosciali delle scale. (Figura 6- B)
Completare gli elementi scatolari generando ulteriori superfici piane e tagliarle con il comando Trim, utilizzando le relative curve di riferimento, in corrispondenza delle varie curvature.
La camera di combustione non è altro che un solido di rivoluzione, ottenuto attraverso un Revolve del profilo laterale precedentemente disegnato. (Figura 6-C)
Tutte le superfici generate in questa prima parte andranno a costituire solamente la metà del treno e saranno successivamente specchiate, dovendo ottenere un oggetto simmetrico.

Utilizzando le stesse tecniche andranno disegnati anche i profili dei finestrini. Questi, attraverso il comando Split, dovranno essere proiettati e utilizzati per tranciare le superfici sulle quali verranno poi inserite le aperture. A questo punto è necessario estrudere verso l’interno le superfici ottenute, esplodere l’oggetto, eliminare la faccia esterna, invertire con il comando Flip le normali delle altre superfici e quindi unirle tra loro. In questo modo si ottengono gli infissi. Ripetendo il procedeminto è infine possibile disegnare i vetri. (Figura 6-D)
Durante queste fasi è necessario mantenere ordinati gli oggetti associandoli ai rispettivi layer. Per facilitare la successiva organizzazione dei vari elementi e per attribuire con precisione i materiali in “Felix”, è consigliabile inserire un identificativo prima del nome del layer, in modo da individuare facilmente tutti gli elementi relativi al treno. Nell’oggetto modellato è stata utilizzata questa nomenclatura, in cui la “T” indica il treno:
T_costruzione, T_rivestimento, T_tubi, T_ruote, T_meccanica, ecc.

3. Modellazione dello scudo anteriore
Per generare la superfice dello “scudo” anteriore è sufficiente disegnare il suo profilo superiore, quello inferiore e i due laterali. Il profilo superiore, attraverso il comando project, può essere ottenuto attraverso la proiezione di una linea curva sulla parte anteriore della camera di combustione, sulla quale si appoggia lo scudo che si vuole disegnare. Tale accorgimento è utile per evitare di dover tagliare successivamente le superfici tra loro. I profili verticali verranno utilizzati come sezione iniziale e finale di uno Sweep 2 Rails che avrà come binari la curva superiore e quella inferiore già disegnate. (Figura 6-E in giallo)
Utilizzando il comando Make Hole è possibile proiettare le linee guida necessarie a ottenere i tre fori che bucano lo scudo anteriore.

Attraverso il comando Extract Isocurve è possibile ottenere le linee alle quali raccordare il cosciale della scala con il profilo che marca lo scudo anteriore. Tale raccordo può essere facilmente ottenuto attraverso il comando Blend Curve. Attraverso uno Sweep 1 Rail è possibile estrudere il bordo inferiore del cosciale e ottenere la superficie tangente allo scudo. Attraverso un Offset Surface può essere dato uno spessore a tale superficie.
Per modellare la placca verticale è necessario disegnare i suoi profili laterali e estruderli con le opzioni Both Sides e Cap attivate. A questo punto l’oggetto ottenuto dovrà essere tagliato dalla superficie della camera di combustione.
Il faro è stato ottenuto attraverso il comando Tube. La parte anteriore è stata poi separata e scalata. Con il Duplicate Edge è stata ottenuta una circonferenza che, collegandola a una seconda più piccola attraverso un Loft, ha permesso di ottenere la superficie interna del faro. (Figura 6-F)

4. Modellazione delle ruote
Le ruote del NYC Hudson sono assimilabili a dei cilindri con la faccia superiore a tronco di cono. Un metodo corretto per ottenere questi oggetti è quello di disegnare due circonferenze concentriche di diverso diametro, spostare la più piccola verso l’esterno e connetterle attraverso un Loft. (Figura 6-G)
Estrudendo verso l’interno la circonferenza di diametro maggiore e connettendola con una seconda circonferenza di diametro ancora più grande, si può facilmente modellare il dente che vincola la ruota al binario.
Con semplici operazioni booleane vanno forati gli oggetti fin’ora ottenuti. Attraverso un corretto disegno dei profili e una serie di estrusioni è possibile aggiungere dettaglio alle ruote inserendo il mozzo e i bracci rigidi che le collegano.

5. Ultimi dettagli, modellazione dei vagoni e esportazione
A questo punto è necessario modellare i tubi, gli anelli che li tengono ancorati alla scocca, i pannelli avvitati a essa, il volume superiore e gli altri elementi meccanici visibili nei riferimenti.
Per tutti questi elementi si procede come già descritto ad eccezione dei tubi. Questi vengono infatti ottenuti attraverso il disegno di semplici Spline, alle quali è possibile dare uno spessore attraverso il comando Pipe. (Figura 6-H)
Utilizzando le tecniche descritte fin’ora è possibile modellare anche il vagone tipo, che poi andrà copiato varie volte fino a ottenere il treno completo. Come prima cosa è necessario disegnare la sezione del vagone per poi procedere con la sua estrusione, l’inserimento dei finestrini attraverso il comando Make Hole, il posizionamento delle ruote e l’aggiunta di alcuni profili di dettaglio.

6.Esportazione in 3ds Max:
Per esportare l’oggetto in 3ds Max è conveniente prima convertire le superfici in Mesh attraverso il relativo comando. In questo modo è possibile gestire la quantità di facce e il loro livello di dettaglio, differenziandolo per i vari elementi e evitando in questo modo di ottenere un eccessivo numero di poligoni. Il metodo più conveniente e sicuro per importare gli oggetti in 3ds Max è utilizzare lo Stereolito, file.stl. In questo modo, attraverso sucessive importazioni, è possibile mantenere la corretta nomenclatura dei layer e controllare che i singoli elementi abbiano un limitato numero di poligoni.
In alternativa è possibile seguire un flusso di lavoro opposto, importando in Rhino i binari modellati in 3D Studio e gestendo l’esportazione per Felix direttamente da Rhinoceros.

Altri elementi - il grattacielo One Mile High di Wright

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1. Modellazione della geometria di base
La pianta del progetto di riferimento è triangolare. E’ quindi necessario iniziare la modellazione disegnando un triangolo equilatero, estruderlo e ridurre la dimensione della faccia superiore dell’oggetto ottenuto. (Figura 7-A)

2. Modellazione delle singole facce
Utilizzando il Quick Slice applicato a due delle tre facce laterali si ottengono le superfici necessarie al completamento dei prossimi passaggi. Connettendo i due vertici ottenuti sulla faccia superiore viene generato il Polygon (selezionato in rosso) che verrà estruso nei passaggi successivi. (Figura 7- B)
Attraverso l’utilizzo di uno Slice Plane seguito da un Connect tra i bordi ottenuti, è possibile modellare il volume triangolare che caratterizza il prospetto evidenziato nella Figura 7-C
Connettendo gli Edge laterali della faccia posteriore e applicando un Break ai due vertici ottenuti, è possibile sdoppiarli e traslare le copie, separando la faccia superiore da quella inferiore. (Figura 7-D)

Per ricostruire le parti mancanti è necessario, dopo aver attivato lo snap 3D, connettere i vertici che delimitano la nuova faccia, avendo prima selezionato il pulsante Create del pannello Edit Geometry dell’Editable Poly. In questo modo verranno create le facce necessarie a chiudere l’involucro esterno. E’ buona norma verificare che le normali delle superfici generate siano rivolte verso
l’esterno. (Figura 7-E)

3. Aggiunta degli ultimi dettagli
Procedendo con operazioni simili a quelle descritte è possibile completare il modello del grattacielo attraverso vari Inset delle facce superiori, estrusioni, separazioni di vertici e creazione di nuove superfici. In questo modo andranno aggiunte anche le guglie che caratterizzano le terrazze presenti ai vari livelli e l’antenna che costituisce la sommità dell’edificio evidenziando ulteriormente l’imponente longitudinalità della geometria. (Figura 7-F)

Altri elementi - binari e altri edifici

In linea generale tutti gli altri elementi sono stati modellati utilizzando le tecniche descritte fino a ora.
Un unico accorgimento riguarda i binari e le traversine. Per relaizzarle è stato utilizzato il plug-in Floor Generator, così come per la modellazione della passerella sulla sinistra della prima immagine.

Le textures e i materiali

Per i materiali più semplici mi sono basato sulla libreria disponibile all'interno di Felix.
Altri materiali più complessi sono stati creati componendo varie texture e modificandole in base alla dimensione dell'oggetto sul quale dovevano essere applicate.

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L'unico accorgimento per la texture del corten è stato di rendere l'immagine simmetrica per poter essere applicata con coordinate di mappa cilindrieche al tubo in primo piano della seconda immagine.

La seconda texture è stata realizzata con immagini differenti di calcestruzzo macchiato. Le immagini sono state montate in modo che la mappa possa essere affiancata a se stessa senza percepire il punto di connessione.

La terza e la quarta texture ha le stesse proporzione dell'oggetto al quale è stata applicata (la prima immagine è ruotata di 90 gradi per esigenze di impaginazione).

L'ultima texture è stata utilizzata sia per le traversine che per la passerella. Il fatto che gli oggetti a cui è applicata abbiano rotazioni e inclinazioni differenti, non fa percepire la ripetizione della mappa.

Textures per il fotoritocco

Queste sono le textures che ho utilizzato durante il fotoritocco. Mi sono servite per correggere qualche piccolo problema e aggiungere qualche dettaglio. In genere sono state applicate con diverse opzioni di fuzione o leggere trasparenze.

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Oggetti Proxy:

Sfruttando la possibilità offerta da Felix di importare oggetti complessi e convertirli facilmente in proxy, ho deciso di aumentare un po' il dettaglio (e i poligoni...) aggiungendo qualche elemento che aiutasse ad arricchire la scena.

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I sassi sono stati modellati in 3ds Max semplicemente modificando dei box con operazioni di modellazione poligonale. Con l'applicazione del Turbo smooth sono stati resi più morbidi e infine sono stati distribuiti coprendo uno spazio di mezzo metro quadro. A questo punto sono stati importati in Felix per essere resi dei proxy e poi scatterizzati.

Il processo utilizzato per l'erba è stato molto simile. I fili d'erba sono dei semplici piani verticali con alcune suddivisioni che ne permettono la piega. Sono quindi stati distribuiti con uno Scatter direttamente in 3ds Max. In questo caso non mi serviva un'erba folta, ma solo qualche ciuffo sporadico. Poi il tutto è stato importato in Felix e distribuito.

Fotoritocco:

Queste due immagini alternano parti delle immagini originali e parti ritoccate con un passaggio in Photoshop. Nella prima immagine le fasce dispari sono ritoccate. Nella seconda le fasce dispari sono quelle relative all'immagine originale.

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Come si pò vedere i cambiamenti principali hanno riguardato la sostituzione del cielo (utilizzando il canale alfa dell'immagine finale), l'aggiunta di un po' di contrasto all'acqua con la sovrapposizione della relativa texture, qualche calibrazione delle luci e l'aggiunta della nebbiolina nella seconda immagine, creata con il filtro Render/Clouds di Photoshop.


Mi rendo conto che la descrizione è stata lunga e forse un po' noiosa, ma volevo farvi rivivere la fatica che ho fatto per produrre queste due immagini :D !!! Sono state circa tre settimane di lavoro circoscritto alle sole nottate e ai fine settimana. E' stato piuttosto estenuante, ma credo che ne sia valsa la pena!!!

Fatemi sapere cosa ne pensate e se avete bisogno di qualche chiarimento chiedete pure!

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Questo articolo è stato importato automaticamente dal forum il 31/lug/2014
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