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Seminario Riccardo Scateni, 4-10-2012
 

Seminario Riccardo Scateni, 4-10-2012

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Shape Modeling è la disciplina che studia l'insieme di algoritmi e tecniche utilizzati per la creazione, la modifica e l'animazione di oggetti digitali. Si tratta di un interessante campo di studio e ...

Shape Modeling è la disciplina che studia l'insieme di algoritmi e tecniche utilizzati per la creazione, la modifica e l'animazione di oggetti digitali. Si tratta di un interessante campo di studio e di applicazione in particolare nel settore dell'industria dell'intrattenimento. Questo intervento tratterà una revisione ampia e di alto livello del settore, sia in termini di ricerca di base che di applicazioni.

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    Seminario Riccardo Scateni, 4-10-2012 Seminario Riccardo Scateni, 4-10-2012 Presentation Transcript

    • Shape modelling Riccardo Scateni Università di CagliariDipartimento Matematica e Informatica
    • Pittura e sculturaSono le modalità dirappresentazione che l’uomo hainventato per riprodurreoggetti del proprio mondoSegni e colori vengonoutilizzati per riprodurre ilpunto di vista del pittoreMateriale plastico(modellabile) viene plasmatoper ottenere un modello che puòessere visto da molteprospettive diverse
    • Che limiti ha la scultura?L’abilità dimanipolazionedei materialiLa nonriproducibilitàdegli oggettiNel tempo sisono sviluppatiprocedimenti checonsentono dicreare moltecopie
    • In due dimensioni…La pittura haavuto la suaevoluzione nellafotografia, checonsente diriprodurreesattamente larealtà e difarne un numeroillimitato dicopie
    • … si apre un mondoLa generazionedi immagini disintesi digitaliha spostatoulteriormente itermini dellariproduzione:consente diottenereimmagini dioggetti nonreali
    • Cosa serve?Vogliamo avere la possibilitàdi rappresentare oggetti solidiin formato digitale e farnedelle «fotografie» (produrneuna rappresentazione da uncerto punto di vista)Servono strumenti per modellareoggetti digitaliDobbiamo riprodurre il processodello scultore o inventarne dinuovi?
    • CSG intersezioneConstructive differenzasolid geometry(CSG, Geometriasolidacostruttiva) èuna tecnicausata nellamodellazionesolidaIl progettistacrea oggettidalle superfici unionecomplessecombinando tra
    • Progettare scene complesseL’artistadigitale, conl’uso di unristrettoinsieme di formeriesce a crearescene moltocomplesseIn questo casosono usate solosfere, cilindri,coni e tori
    • Sistemi CADComputer-Computer-aided design(Progettazione assistita dalcomputer, CAD) è luso disistemi informatici per aiutarenella creazione, modifica,analisi, o ottimizzazione di unprogettoTrova impiego in campoautomobilistico, navale eaerospaziale, nel designindustriale e architettonico ein molti altri
    • CAD: un tavolo da disegno?Con i sistemiCAD si èiniziato ariprodurre,negli anni ‘80,il processo didisegno tecnicoSono nati comesostituti deitavoli dadisegno
    • Ma anche un modellatore!Ma nel corsodegli anni,all’interno deisistemi CAD si èinserita anchela possibilitàdi modellare glioggettiÈ il fruttoanche dellosviluppocomplessivo
    • E la complessità aumenta…
    • Formati di rappresentazione Il principale problema legato alla modellazione degli oggetti tridimensionali è legato alla scelta del modo in cui si descrivono Sicuramente si deve utilizzare una descrizione discreta che impieghi possibilmente degli elementi geometrici che siano il più possibile semplici
    • Nuvole di puntiLa maniera piùsemplice perrappresentareuna superficiesembrerebbequella diutilizzare uninsieme di puntiscelti sullasuperficieSi genera unanuvola di punti
    • Punti architettonici
    • Superfici implicite e parametricheAll’estremo opposto dellepossibilità di rappresentazionesi posizionano le superficidescritte in manierarigorosamente e formalmentematematicaHanno la migliore precisione dirappresentazione possibile madifficilmente possono essereutilizzate per la descrizionedi oggetti non regolari
    • Sfera implicita
    • Sfera parametrica
    • Mesh di triangoliIl migliore compromesso per larappresentazione di oggettisolidi, che coniuga potenzaespressiva e semplicità è lamesh di triangoliLa superficie è suddivisa intante piccole parti, il piùpossibile piatte, di formatriangolare e dimensione più omeno equivalente, collegatel’una con l’altra tramite lati
    • Un mondo di triangoliAspetti positivi:• I triangoli sono gli unici poligoni che sono sicuramente sempre planari• I lati non si intrecciano mai (auto-intersechino)• L’hardware grafico è basato sulla visualizzazione dei triangoliAspetti negativi:• La finezza di
    • Come cambia l’aspetto
    • TextureUna manierasemplice permigliorarel’apparenzadella formasenzamodificarne lageometriaSi utilizzanodelle immagini«incollate»sulla geometria
    • Un passo avanti: animazione
    • AnimazioneSoprattutto nell’industriadell’intrattenimento(videogiochi e film dianimazione) è importanteprodurre video come sequenze diimmaginiLa possibilità di costruiresequenze animate delle forme èquindi fondamentaleBisogna avere dei meccanismiche consentano di estrarre solo
    • Rappresentazioni schematiche Per la rappresentazione visuale è importante avere il maggior numero di informazioni (triangoli) possibile, eventualmente con texture Per l’animazione è vero il contrario! Meno informazioni si hanno più semplice è il compito dell’animatore
    • Scheletri
    • Estrazione dello scheletroI procedimentiper l’estrazioneautomatica delloscheletro da unaforma sonocomplessiPossonoappartenere avarie categoriea seconda dellarappresentazionedella forma e
    • Segmentazione
    • Generare una segmentazioneL’obiettivo èquello diottenere unasegmentazioneplausibile inmanieraautomaticaA questo scoposi possono ancheutilizzarediverse «pose»dello stesso
    • RiggingL’operazione diassociare adogni porzionedello scheletrola mesh che essarappresenta sidice, nellinguaggiodell’animazione,riggingDopo il riggingsi può muovere
    • Rigging e animazione
    • SkinningUna voltaeffettuato ilrigging, persimulare almeglio ilmovimento dellamesh ènecessarioassociare i varipunti (vertici)in manierapesata, l’unoall’altro e allo
    • Roba da artisti!
    • ConclusioniLa modellazione di oggettidigitali è un’attivitàestremamente complessaPuò essere l’obiettivo diprogetti di ricerca scientificaChi se ne occupa:• Ingegneri e architetti per la parte tecnica (precisione)• Artisti e informatici per la parte artistica (apparenza visuale, animazione)Costituisce, in ogni caso, un