Rendering 3D fotorealistico

Il processo di resa, basandosi su una scena 3D, crea un'immagine foto-realistica bidimensionale, simulando così un'effetto fotografico. Le ombreggiature delle scene sono ottenute geometricamente mediante l'illuminazione impostata, i materiali applicati ed il contesto ambientale prescelto.

Sono disponibili diverse impostazioni predefinite per effettuare un rendering, dal più basso livello di qualità, per una rapida anteprima, al più alto per una qualità da presentazione.

Iniziamo creando una scena 3D dal principio, procedendo passo passo fino al rendering:

Per realizzare i piedi del tavolino, creare una polilinea chiusa in un piano di riferimento UCS verticale rispetto al WCS; con l'estrusione otteniamo una parte della struttura che con le operazioni 2D, specchio, copia e ruota, possiamo avere un risultato completo in modo rapido ed infine con una semplice operazione booleana di unione dei solidi si avrà un elemento solido unico.

La parte superiore circolare è possibile realizzarla in due modi: il più semplice è mediante l'estrusione di un cerchio, oppure il più complesso con la rivoluzione di una polilinea chiusa in piano verticale, modellata a proprio piacere, permettendoci di ottenere maggiori dettagli come lo smusso del bordo.

Procediamo poi con il contesto, creando uno spaccato di stanza in sezione, dato che sarà l'angolo la scena interessata. 

Alla base un rettangolo per il pavimento, da estrudere in asse Z negativa, e per i due lati nord-est possiamo costruire una polilinea chiusa complanare.

Con il comando premi e trascina, variante rapida di estrudi, basterà cliccare all'interno dell'area da estrudere, specificando la direzione e l'altezza.

Utilizziamo adesso il comando Imprint (impronta) per realizzare l'apertura delle finestre, disegnando un rettangolo 2D nella superficie verticale preimpostando una nuova UCS.

Lanciare il comando è selezionare il solido 3D dove imprimere la figura, quindi selezionare l'oggetto per l'impronta e decidere se eliminare la sorgente oppure no, in questo caso il rettangolo.

Dopo aver creato le impronte per le aperture, utilizziamo il comando estrudi facce per rimuovere l'area all'interno del rettangolo procedendo come segue:

Selezionare la faccia da estrudere e invio;

Specificare l'altezza di estrusione: inserire il valore in negativo equivalente allo spessore del muro; qualunque sia la posizione del piano di riferimento con un valore negativo la direzione dell'estrusione andrà sempre all'interno del solido nel quale si trova la faccia selezionata, rimuovendo parte del solido al passaggio della proiezione. Al contrario se avessimo immesso un valore positivo la faccia sarebbe andata a sbalzo verso l'esterno.

Specificare angolo di rastremazione per l'estrusione: il valore deve corrispondere a 0, diversamente l'angolo di proiezione non sarà più retto ma se in positivo la rastremazione verrà effettuata verso l'interno rispetto all'oggetto base, mentre in negativo avverrà verso l'esterno.

Per la costruzione delle tende vediamo un esempio nell'immagine seguente:

il comando Spline crea curve uniformi che passano attraverso o vicino ai punti specificati. In questo modo si può improntare la forma di una tenda, duplicando la Spline con Offset e convertendo il tutto in una polilinea chiusa. Successivamente eseguire l'estrusione verso l'alto fino all'altezza desiderata.
Per realizzare le barre di supporto estrudere un cerchio disegnato nel relativo piano di riferimento ed aggiungere una sfera in testa come dettaglio decorativo.

Dopo aver concluso la modellazione passiamo all'applicazione dei materiali, impostando lo stile di visualizzazione realistico per una visione in tempo reale.
Per la finestra ho estruso un rettangolo ed applicato il materiale vetro trasparente riflettente.

Per realizzare un foto rendering è necessario creare la scena con una nuova inquadratura:

regolare per prima cosa la visuale preferita, con l'aiuto delle viste assonometriche predefinite e con gli strumenti orbita.
Dal comando Viste con nome aprire la finestra di dialogo gestione e creare una vista da Nuova.
Scegliere le impostazioni come in figura ed inserire un immagine come sfondo.
Selezionare ok e nella finestra gestione viste impostare la nuova vista come corrente ed applica. Ok per chiudere la finestra con la nuova vista salvata.

Inizializzare il Render:

da impostazioni di rendering avanzate è possibile definire la qualità del render o sceglierne una predefinita. La "presentazione" è la migliore per la pubblicazione.
Infine lanciare il comando render per avviare il processo di resa.

Al termine del Rendering sarà possibile salvare una copia della scena come immagine in vari formati, da file, salva.

Editor dei Materiali

Aggiungendo materiali agli oggetti è possibile ottenere un effetto realistico tramite un processo di resa, conosciuto come rendering.

E' possibile utilizzare il browser dei materiali, con un'ampia libreria già disponibile, oppure l'editor per creare o modificare.

Per prima cosa rendiamo disponibile la toolbar Render per aprire la finestra browser:

dal Browser dei materiali possiamo scegliere il materiale più adatto all'oggetto, per applicarlo basta semplicemente trascinare il tipo selezionato direttamente sull'elemento, calice di vetro in questo caso.

Con lo "stile di visualizzazione realistico", invece del wireframe, possiamo vedere l'effetto del materiale in tempo reale, ma per un risultato effettivamente realistico sarà necessario il processo di resa.

Solidi composti

Gli oggetti 3D composti o complessi, nascono da operazioni Booleane, pertanto dall'unione, sottrazione e l'intersezione di oggetti 3D.

Unione di due o più oggetti
Il comando unione consente di unire i volumi totali di duo o più oggetti:
lanciare il comando dopo aver interposto gli oggetti tra loro;
-Selezionare oggetti e invio.

Sottrazione di solidi
Il comando sottrai consente di rimuovere il volume condiviso dai solidi interposti:
-Selezionare gli oggetti da conservare, quindi premere invio;
-Selezionare gli oggetti da sottrarre, invio.

Intersezione del volume in comune
Il comando interseca consente di creare un solido composto dal volume condiviso da due o più solidi sovrapposti, eliminando le parti non sovrapposte:
-Selezionare oggetti e invio.

Solidi di ESTRUSIONE e RIVOLUZIONE

Questi esempi si basano tutti su figure bidimensionali chiuse e piane.

Quando si esegue l'estrusione o la rivoluzione, è possibile creare sia solidi che superfici. Utilizzando le curve aperte è possibile creare solo superfici, mentre le curve chiuse consentono di creare solidi o superfici.

Estrusione con altezza:
- eseguire il comando estrudi
- Selezionare oggetti da estrudere, invio
- Specificare altezza di estrusione: (valore), invio

Estrusione con traiettoria:
- eseguire il comando estrudi
- Selezionare oggetti da estrudere, invio
a questo punto, invece di specificare un altezza, digiteremo l'opzione T di traiettoria e     invio
- Specificare traiettoria di estrusione 

Rivoluzione:

Partendo dalla figura piana bidimensionale chiusa a forma di mezzo calice di vetro è possibile avere questo risultato, con il comando rivoluzione, in tre semplici passaggi:

- Selezionare oggetti di cui eseguire la rivoluzione, invio
- Specificare punto iniziale o definire asse
- Specificare angolo di rivoluzione: 360°, invio

solido di rivoluzione con materiale applicato effetto vetro

anteprima di rendering

U.C.S. Sistema di Coordinate Utente

Le U.C.S. Sistema di Coordinate Utente (creato dall'utente), invece di W.C.S. Sistema di Coordinate Globali utilizzate generalmente per il 2D, definisce il piano XY (piano di lavoro) e la direzione dell'asse Z per il disegno e la modellazione.
Controllare l'origine e l'orientamento dell'UCS per rendere il disegno più utile e complanare quando si specificano punti, immettendo coordinate con gli stessi strumenti di disegno 2D, modalità Orto e griglia.

Si definisce un nuovo UCS utilizzando uno, due o tre punti:

se si specifica un solo punto, l'origine dell'UCS corrente si sposta senza cambiare l'orientamento degli assi X, Y e Z;

se si specifica un secondo punto, l'UCS ruota intorno all'asse Z definendo una nuova direzione dell'asse X positivo;

se si specifica un terzo punto, l'UCS ruota intorno al nuovo asse X per definire la direzione dell'asse Y positivo sul piano XY.

I tre punti specificano: il punto di origine, un punto sull'asse X positivo e un punto sul piano XY positivo.

PIANI DI COSTRUZIONE:

Prima di creare un elemento 2D o 3D in un piano differente devo stabilire un nuovo sistema di riferimento, che abbia X e Y (il piano) parallelo alla figura da creare.
Utilizzare toolbar "UCS II" attivata precedentemente. Vedi area di lavoro 3D.

In questo esempio è stato creato un UCS con tre punti, impostando per comodità la visuale Sud-Est assonometrico.

Selezionare il comando per nuova UCS:
1) Specificare origine UCS
2) Specificare punto sull'asse X
3) Specificare punto sul piano XY (asse Y)

Per salvare un UCS, dal comando gestisci, apparirà una finestra con un elenco dove basterà assegnare un nome all'ultima "anonima" che verrà automaticamente conservata. 
Sempre dalla finestra gestisci, possiamo richiamare altre UCS salvate precedentemente oppure ritornare a quella globale.

Area di lavoro 3D

Prima di iniziare la modellazione 3D è bene ottimizzare l'area di lavoro con gli strumenti necessari a rendere le operazioni più rapide.

Oltre le principali barre degli strumenti standard è possibile aggiungere quelle dedicate, necessarie per la progettazione tridimensionale.

Utilizzando il tasto destro del mouse, da qualsiasi toolbars, apparirà un elenco come in figura dove poter inserire, a nostro piacere, gli strumenti necessari per personalizzare la nostra area di lavoro.

Terminata la disposizione, può essere salvata come area di lavoro personalizzata da menu: Strumenti / Aree di lavoro / Salva corrente con nome...

Inserire tutte le toolbars come in figura per poter procedere con i prossimi argomenti.

Dal 2D al 3D

E' possibile creare solidi e superfici 3D con forme elementari oppure mediante la combinazione o l'estensione di oggetti esistenti.

Un solido 3D può essere creato estrudendo una figura 2D lungo una traiettoria specificata in uno spazio 3D.

Le forme 3D di base, solidi elementari o primitive 3D, come cubo, sfera, cilindro, cono, piramide, cuneo e anello, possono essere combinate per creare solidi complessi.