Introduzione ai software per la produzione di...

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Introduzione ai softwareIntroduzione ai softwareper la produzione di contenuto 3Dper la produzione di contenuto 3D

Ing. Davide Vercelli,PERCRO

davide.vercelli@sssup.it

13 Marzo 2007 Introduzione ai software 3D2

Sommario (I)Sommario (I)

● Prima parte: introduzione– cosa si intende per “software 3D”

● modellazione, animazione, rendering...

– panoramica sui software più usati– il problema dei formati di file– criteri di scelta

Sommario (II)Sommario (II)

● Seconda parte: Blender– introduzione all'interfaccia– fondamenti di modellazione– esportazione verso il formato AAM

Produzione di contenuto 3DProduzione di contenuto 3D

● Insieme di obiettivi distinti ma collegati– modellazione geometrica– animazione– simulazione fisica– rendering

● definizione delle inquadrature● impostazione delle luci● definizione dei materiali● calcolo del risultato

Software per il 3DSoftware per il 3D

● grandissima varietà● in genere rispondono a molteplici esigenze

– spesso a tutte ma a diversi livelli di completezza

● in linea di massima possiamo distinguere:– “suite” complete– tool specifici (spesso plugin per le suite)

● molti paradigmi diversi– interfacce molto dissimili– tendenza all'uniformità

ModellazioneModellazione

● poligonale– low poly per applicazioni interattive

● strumenti specifici per ridurre il numero di poligoni

– consente molti paradigmi diversi● es. subdivision modeling

● NURBS e simili– curve parametriche

● uso tipico: CAD, design (es. automobili)● ultimo grido: digital sculpting

– diverso modo di interagire con mesh poligonali

AnimazioneAnimazione

● definizione percorsi– in genere curve parametriche

● definizione deformazioni– tramite armature

● tipico ad esempio per personaggio strumenti meccanici

– tramite interpolazione fra mesh modificate(key frame animation)

● tipico ad esempio per le espressioni facciali● gestione di azioni e interpolazioni

Definizione dei materialiDefinizione dei materiali

● strettamente connessa all'uso previsto– per applicazioni interattive

● fino a ieri poco più che definizione texture● oggi software appositi per messa a punto shaders

– RenderMonkey

– per rendering offline● modelli di interazione luminosa complessi● possibilità di esprimere le proprietà del materiale

addirittura con del codice– sistemi RenderMan, shading a nodi, ecc.

RenderingRendering

● gestione della telecamera– piazzamento nella scena, inquadratura, lente,

moto della camera, ecc.● impostazione di parametri

– dimensioni finali– numero di frame– varie impostazioni di qualità

● grande varietà di tipi di renderer– NPR, GI, biased/unbiased, ecc.

Comportamento interattivoComportamento interattivo

● due possibilità– definirlo direttamente “dentro” il programma,

impostando proprietà dei vari oggetti● generalmente più facile ma meno potente

– esportare la geometria e gestire gli oggettiin un altro ambiente di sviluppo

● il caso di XVR● necessitiamo dunque di un exporter per il formato

Il problema del formato dei fileIl problema del formato dei file

● non esistono formati “standard” per il 3D– lotte commerciali fra i vari produttori– quantità enorme di esigenze diverse

● interscambio di dati:– reverse engineering di formati proprietari

● in genere con scarsi risultati

– formati “semplici” o open● ultimamente FBX, Collada

– formati “ad hoc”● il caso del formato AAM

Esportazione di una scenaEsportazione di una scena

● serve del codice che:– legga dal programma originale i dati che ci

interessano● serve dunque una API di interazione con quel

particolare programma

– li riorganizzi e li scriva in un filesecondo le nostre esigenze

Alcuni programmi famosi

Autodesk 3ds MaxAutodesk 3ds Max

● molto diffuso

– buon compromesso fra aspetti artistici e CAD

– Jurassic Park, Harry Potter, etc.● modellazione, materiali, animazione● integrazione con renderer esterni (spec. Mental Ray)● versione 9, costo $3.495● www.autodesk.com/3dsmax

Autodesk MayaAutodesk Maya

● interfaccia raffinata (es. menù circolari)● scripting molto potente, anche Python● costo versione 8.5: $1999 o $6999 (unlim.)● www.autodesk.com/maya

Softimage|XSISoftimage|XSI

● particolarmente usato per l'animazione

– giochi: FFXI, Half Life 2, etc.● costo XSI 6: $495/$1995/$6995● www.softimage.com

Altri softwareAltri software

● lightwave 3d 09– http://www.newtek.com/lightwave/

● luxology Modo 202– http://www.luxology.com/whatismodo/

● Maxon Cinema 4D– http://www.maxon.net/

● Google SketchUp– http://www.sketchup.com/

Programmi di sculptingProgrammi di sculpting

● Tool in genere dedicati alla modellazione– Pixologic Z-Brush 3.0

● http://www.pixologic.com/zbrush/home/ ● $489

– Mudbox 1.0● http://www.mudbox3d.com/ ● $299 / $649

Software specializzatiSoftware specializzati

● Poser– per animare la figura umana

● Bryce– per creare scenari realistici

RenderersRenderers

● Maxwell● mental ray● RenderMan● vray● free: Indigo, Yafray, POVray, WinOSI...

Quali criteri di valutazione?Quali criteri di valutazione?

● valutare il workflow nella sua interezza– es. gestione di grandi progetti

● interoperabilità con altri tool● estensibilità

– disponibilità di plug-in di terze parti– possibilità di crearne di propri

● invece non date troppo peso alle gallery– il risultato dipende da tante variabili

di cui forse il programma è la meno influente...

Introduzione a Blender:storia ed overview

Blender: cos'èBlender: cos'è

● programma free e open source● suite di tool per il 3D

– modellazione● subdivision surfaces, ma anche digital sculpting!

– animazione● piuttosto avanzata

– rendering● non il punto forte

– video editing e compositing– game engine

Breve storiaBreve storia

● nasce come tool internodi uno studio di animazione olandese

● trova i fondi per proseguire lo sviluppocome tool a se stante

● l'impresa fallisce● in seguito ad una colletta di 100000€ per

riscattare il codice dai finanziatori, si costituisce la Blender Foundation:Blender diventa open source

Blender negli ultimi anniBlender negli ultimi anni

● dopo un periodo di riorganizzazione iniziale,una forte ripresa di attività

● grande quantità di miglioramentinegli ultimi anni

● Progetto Orange:un cortometraggio creato con Blenderdai migliori artisti della comunità– primo film open: tutti i file rilasciati– grandi migliorie al workflow

● ora il lungometraggio Plumiferos

Alcuni pro e controAlcuni pro e contro

● Punti di forza– modellazione fluida– programma molto leggero– Python scripting– comunità collaborativa– multipiattaforma

● Punti di debolezza– poco supporto “ufficiale”– difficoltoso utilizzare renderer esterni– disomogeneo

Introduzione a Blender:l'interfaccia

Interfaccia di BlenderInterfaccia di Blender

● molto criticata come “difficile” per i novizi– ma difesa come efficiente per gli esperti

● punti critici– organizzazione generale inusuale– grande uso di hotkeys– alcune funzioni completamente nascoste

Imparare ad usare BlenderImparare ad usare Blender

● primi obiettivi:– distinguere le difficoltà intrinseche

da quelle dell'interfaccia– cercare di mostrare il senso

di alcuni degli aspetti più sconcertanti

Non-overlapping windowsNon-overlapping windows

● Innanzitutto:le finestre sono “non-overlapping”– ovvero partizionano lo spazio

senza mai sovrapporsi● Per dividerle o unirle a due a due:

– posizionarsi col mouse sopra la linea divisoria– selezionare join o split– occhio alla freccia :)

Tipi di finestraTipi di finestra

● Ogni finestra ha le seguenti possibilità– mettere o togliere lo header– ingrandire a tutto schermo e tornare al normale– cambiare tipo di finestra

● mediante l'iconcina iniziale nello header

I tipi di finestra principali (I)I tipi di finestra principali (I)

● 3d view– la vista 3d “principale”

● Buttons– la finestra che contiene

la maggior parte delle impostazioni– ora organizzate in “pannelli”

● UV/Image– visualizzatore immagini e coordinate di texture

I tipi di finestra principali (II)I tipi di finestra principali (II)

● User Preferences– la barra dei menù è in realtà

l'header di una finestra!● Outliner

– per tenere sott'occhio i contenuti della scena● Text Editor

– consente di salvare file di testo e/o scripts● Scripts Window

– area per chiamare e “visualizzare” gli script

Altri tipi di finestraAltri tipi di finestra

● Node Editor– per impostare materiali o effetti avanzati

di compositing● Image Browser e File Browser

– in genere non vengono chiamati direttamente● Ipo, Action, NLA editor, Timeline

– servono per la gestione delle animazioni● Video Sequence Editor e Audio Window

– servono per la creazione di video

Lo screenLo screen

● è possibile creare diverse configurazioni di finestre e passare dall'una all'altra

● ogni “configurazione di finestre” si chiama screen

● ogni file .blend può avere quanti screen si vuole, che vengono salvati col file

● si possono cambiare dalla finestra informazioni o con ctrl+left|right

Lo hotkey scriptLo hotkey script

● chiamatelo daHelp > HotKey and Mouse Action Reference

● particolarmente utile il comando “search”

La 3d view (I)La 3d view (I)

● navigazione– pan, zoom e rotate col mouse– in parte modificabile dalle impostazioni– viste ortogonali col tastierino numerico:

● 1, 3, 7 (con shift per le viste inverse)● 4, 6, 8 e 2 per ruotare con passo discreto● 5 per passare da ortografico a prospettico

– per i portatili si può impostare per usare i numeri normali al posto del tastierino

Piccolo esercizioPiccolo esercizio

● Ricreare la “tipica” visualizzazionecon 4 viste (front, left, top e custom)

La selezione (I)La selezione (I)

● col tasto destro si selezionano gli oggetti– appaiono in rosa– tasto sinistro impostabile

● selezioni multiple– col tasto B si effettua un “box select”– con shift+click si accumulano le selezioni

● è possibile anche cancellare un oggetto selezionato

La selezione (II)La selezione (II)

● se più oggetti sono selezionatiuno solo di questi è quello “attivo” – c'è un solo oggetto attivo alla volta– alcune operazioni agiscono

solo sull'oggetto attivo– altre fanno qualcosa a tutti gli oggetti

selezionati relativamente a quello attivo

Il cursoreIl cursore

● cliccando, si piazza il cursore– C per centrare la visuale al cursore– shift-C per riposizionare il cursore nell'origine

● il cursore– indica dove verranno creati i nuovi oggetti– può servire per altre operazioni

● (es. rotazione attorno al cursore)● shift-S chiama un menù per lo spostamento

“preciso” del cursore

La toolboxLa toolbox

● di fondamentale importanzaper “non perdersi”– premere SPAZIO– proviamo ad. esempio ad aggiungere una mesh

Le modalità (Mode)Le modalità (Mode)

● Object mode– seleziono e modifico gli oggetti

● Edit mode (TAB)– modifico la mesh dell'oggetto attivo

● Vertex/Weight/Texture Paint mode– disegno direttamente sull'oggetto

● Sculpt mode● UV Face Select

Object ModeObject Mode

● In object mode agiamo sugli oggetti– sposta/grab (G), ruota (R) e scala (S)

● con X, Y e Z per limitare ad un asse● oppure tramite i manipulators

– con ALT per ripristinare i valori di default– con N si possono cambiare numericamente

● I pannelli– object properties (N)– view properties– background image (utile per i riferimenti)

I layer di BlenderI layer di Blender

● ogni oggetto si trova in uno o più layer● un oggetto viene creato nel layer corrente

– o in quello più alto se sono selezionati più d'uno● i layer si possono cambiare coi numeri

– ecco perché ogni tasto sparisce tutto...

Edit ModeEdit Mode

● è la modalità nella quale si modella● è possibile selezionare, spostare e

aggiungere vertici, edge o facce● molti tool si trovano nel pannello di editing

(F9)– estrusione– aggiungere vertici (ctrl+click)– copiare elementi– modificatori

EsportazioneEsportazione

● script Python da File -> Export● agisce sulle mesh selezionate● attenzione alle coordinate e agli assi

Risorse onlineRisorse online

● wiki.blender.org– contiene il manuale (abbastanza completo)

c'è anche la traduzione italiana (da finire)● forum:

– www.blenderartist.org – www.blender.it e www.kino3d.com in Italia

● rivista online: www.blenderart.org ● news: www.blendernation.com ● marea di tutorial, anche video

Introduzione ai software per la produzione di...

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