TECNICHE DI MODELLAZIONE POLIGONALE

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Esistono alcune tecniche che riguardano la modellazione poligonale e inquadrandole per tipologia possiamo distinguerne tre, quelle comunemente utilizzate:

1) la creazione di un oggetto tramite un percorso (spline) con una aggiunta successiva di dettagli con altri elementi, il tutto coadiuvato dall'utilizzo di strumenti annessi; metodi di proiezione di spline su superfici; oggetti derivati da operazione booleane; altre tecniche ibride

2) la creazione di un oggetto tramite un poligono o una selezione di poligoni, anche derivanti da geometrie primitive

3) metodi di creazione a forma libera, tramite l'ausilio di programmi appositi (Zbrush, Mudbox, Sculptris etc); l'utilizzo di mappe di scostamento

Fondamentalmente i procedimenti di creazione poligonale orbitano attorno a queste logiche. Posso altresì dirvi che non esiste una vera e propria metodologia corretta o sbagliata, ne migliore o peggiore di un'altra. Esistono verosimilmente tanti criteri e strumenti, che utilizzati dal modellatore in base alle necessità, portano alla finalizzazione di un oggetto.
Della creazione di un oggetto 3d, derivante dalla estrusione o rivoluzione di una spline, credo che sia anche superfluo parlarne cosi come degli oggetti derivanti da operazioni booleane o da metodi di proiezione; dell'ausilio di programmi accessori e delle mappe di scostamento tornerò più avanti, con un articolo dedicato. Quello su cui adesso, e per tutto lo sviluppo degli articoli, focalizzerò l'attenzione saranno i termini di creazione derivanti dal poligono.
Menzionando che gli elementi fondamentali del poligono sono: vertice, spigolo, faccia, (la normale e' un presupposto riguardante principalmente la visualizzazione e per adesso non ne terrò conto) e introducendo le tecniche di creazione che si concretizzano nell'interazione con le parti componenti, possiamo distinguerne due:

1) box modeling: utilizzata per la creazione della forma base, (partendo generalmente da un oggetto primitivo) e definita per l'utilizzo di strumenti che volgono attorno al movimento, rotazione, ridimensionamento, estrusione di facce ed inserimento di loop (selezione contigua di una serie di spigoli)

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2) poly modeling: caratterizzata dalla creazione di un poligono o di un set di poligoni, per quindi gestirne le creazioni/traslazioni di vertici, spigoli, facce aggiunte tramite vari metodi. Generalmente, le esecuzioni si concretizzano tramite estrusioni di spigoli, creazioni vertici, tagli individuati per definire meglio alcune parti della mesh, utilizzo simmetrie, etc.
Utilizzando quest'ultimo metodo, diventa fondamentale il concetto di topologia, che vi ricordo e' lo studio di creazione di una mesh seguendo una disposizione funzionale con  una conformazione all’andamento delle curve dell’oggetto da riprodurre.
Il poly modeling non è altro che la creazione passo a passo, e richiede molto spesso l'uso di riferimenti, quali foto, disegni tecnici, schizzi preparatori e quant'altro.  

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CONTROL CAGE E LOD
Il concetto primario legato alla suddivisione poligonale e' quello della gabbia di controllo (control cage), e come avevo scritto precedentemente, non e' altro che un reticolo che contiene il modello approssimato.
La gabbia automaticamente creata, è costituita da dei punti di controllo. Questi ci permettono di rinnovare tutti gli spostamenti/inserimenti effettuati sull'oggetto suddiviso, in maniera diretta ed univoca. L'interazione si concretizza per l'appunto tramite l'intervento su questi punti a cui il modello in alta risoluzione e' agganciato (i punti di controllo hanno anche una peculiarità che li contraddistingue, quella di poter gestire l'influenza/peso sull'area di poligoni a cui fanno riferimento, ricreati tramite la suddivisione; la percentuale di influenza e' controllata da dei parametri; questo concetto lo segnalo soltanto, in quanto non e' molto utilizzato, se non in particolari casi)

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Ora, il riuscire a riprodurre un oggetto/forma complessa in 3d a volte e' un processo laborioso, che richiede un'ottima abilità e conoscenza degli strumenti da utilizzare. Legata alla complessità c'e' un concetto, che credo sia il caso di affrontare adesso e da tenere in considerazione. Anche se a primo impatto puo' sembrare secondario, lo reputo importante specialmente utilizzando la modellazione poligonale con l'ausilio delle superfici di suddivisione: il numero di poligoni.
Quando l'oggetto da riprodurre e' articolato, questo puo' mettere a dura prova oltre che le capacita' tecniche del modellatore anche le capacita' del computer su cui si sta lavorando.
Da qui una semplice constatazione, piu' e' difficoltoso l'oggetto, maggiore sarà il numero di poligoni necessari da utilizzare per approssimarlo piu' verosimilmente (naturalmente mi riferisco ad oggetti il cui “realismo” e' legato ad un alto grado di suddivisione)

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A tal proposito, saturare la memoria di un computer, portare ad un crash il sistema per dovere gestire un elevato numero di poligoni, sia in fase di modellazione che rendering  sono delle situazioni in cui ci si arriva senza quasi accorgersene.
Come ben comprenderete, la presenza in una scena 3d di decine di oggetti suddivisi ognuno con centinaia di migliaia di poligoni, rende oltremodo problematica la gestione anche disponendo di hardware adeguati. L'interoperabilità diventa impossibile o eccessivamente lenta e molte volte diviene impraticabile renderizzare la scena nel suo complesso (evito di parlare di istance/proxy o simili, per il momento basta che comprendiate le difficoltà' annesse al lavoro)
L'uso di moderni software 3d, ci permette di decidere ed distinguere il livello di approssimazione/visualizzazione e quindi consentire, di operare con un livello di suddivisione accettabile, e nel contempo renderizzare ad un livello superiore.
Questa possibilita' naturalmente ci concede di poter “agevolmente” lavorare col modello 3d in fase di modellazione, ma non ci esclude dalla possibilita' di crash del sistema nella fase di rendering.
A tal proposito, entra fondamentale comprendere un concetto, il livello di dettaglio, (LOD  - level of detail). Il principio da tenere in prima considerazione, e' che tutto viene fatto in funzione del rendering (almeno nel normale workflow)
L'alto grado di suddivisione spesso e' necessario soltanto per i modelli che si trovano molto vicini alla camera, o comunque per quelli a cui l'alto livello di suddivisione e' indispensabile. Al contrario, quelli che sono situati distanti, possono/debbono essere approssimati meno volte, per risparmiare memoria e tempi di rendering.

La consapevolezza di come intervenire, su quali modelli, evitare a priori possibili inconvenienti tecnici, organizzare il giusto workflow, credo che sia di importanza primaria tanto quanto lo svolgimento dello stesso, perche' si rischia di rendere del tutto improduttivo o quasi, il lavoro svolto.

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