Lo spazio fisico si può rappresentare con 3 dimensioni
Per poter descrivere la forma a 3 dimensioni di oggetti è necessario predisporre uno spazio di lavoro 3D. Comunemente si usa un sistema cartesiano X Y Z così che ogni punto nello spazio è individuato dalle sue 3 coordinate. L’orientamento degli assi dipende dal software che si sta usando (verso l’alto può esserci o la Y o la Z).
La quarta dimensione
Il tempo è la quarta dimensione. Va considerata quando si vuole far modificare le forme durante il tempo: l’animazione.
L’inganno prospettico
Il monitor è uno spazio a 2 dimensioni. L’unico modo di percepire il mondo virtuale a 3D è attraverso la prospettiva che però inganna facilmente nel dimensioni e posizione degli oggetti.
Movimenti camera in 3D
Per potersi muovere nello spazio 3D con il mouse a 2D si usano delle scorciatoie che muovono la camera virtuale nello spazio modificando la vista.
I movimenti di visualizzazione
Un esempio dell’uso dei movimenti camera per navigare dentro una scena virtuale in 3D
La mesh
La mesh (maglia, rete) è la geometria matematicamente più semplice: un insieme di triangoli posizionati nello spazio. E’ la geometria più semplice e la più versatile perché, usando moltissimi triangoli ed estremamente piccoli, si può descrivere praticamente qualunque forma.
I solidi di base
I vari software di modellazione mettono a disposizione una serie di oggetti primitivi (cubo, sfera, cono, cilindro, etc…) modificabili tramite i loro parametri specifici.
Le superfici derivate
Alcune forme si possono creare derivando le superfici da curve tracciate nello spazio. Queste superfici sono normalmente descritte con la matematica NURBS sfruttando curve B-Spline.
Sub-Division
Una geometria piuttosto moderna nel descrivere le forme sfrutta una matematica di suddivisione. Il presupposto è modellare una forma semplice a triangoli (cage) da ammorbidire dividendo gli spigoli vivi con una serie di suddivisioni smussare (sub-D)
La geometria
Nella scena si possono inserire tutte le forme geometriche necessarie, create con qualunque dei modelli matematici a disposizione. Le geometrie, anche se sono rappresentate necessariamente con un colore, non hanno alcuna informazione materica.
I materiali
Per ogni oggetto si può definire un materiale che descrive come la superficie reagisce alla luce: colori, levigatura, trasparenza, riflessione, rugosità, etc… Le immagini usate eventualmente per “colorare” queste informazioni si dicono texture.
Le luci
Per poter “fotografare” la scena è indispensabile almeno una fonte di luce. Ci sono varie possibili fonti di luce (puntiforme, spot, direzionale, etc…) ognuna delle quali è adatta a simulare al meglio una fonte di luce reale.
La camera
Nella scena va descritta la camera (la “macchina fotografica” virtuale) con la quale si decide l’inquadratura da “scattare”. Possono esserci più di una camera in una scena ma solo una sarà quella usata per scattare il render.
L’algoritmo di scatto
Il risultato dello “scatto virtuale” è il render, un’immagine di sintesi prodotta da un algoritmo (un “motore di rendering”) in grado di tradurre tutte i dati della scena (geometrie, materiali, luci, camera, effetti …) in una immagine, tramite calcoli matematici.
Il tempo
Per realizzare un’animazione si possono modificare i dati lungo la coordinata tempo e scattare un fotogramma (frame) a intervallo regolare.
Rendering pre-calcolato
Il rendering di una scena è un risultato definitivo, indipendente dallo spazio virtuale usato per crearlo. Se di calcolano sufficiente fotogrammi al secondo (almeno 20-25) e si combinano in un video si ha la sensazione di movimento fluido.
