L’obiettivo dei programmi per disegno 3D, tridimensionale, è la produzione di immagini realistiche o verosimili di singoli oggetti o di più o meno complesse scene tridimensionali. La riproduzione tridimensionale fotografica, sebbene uno dei più importanti settori della computer grafica, non è però l’unico o il più importante ruolo della grafica 3D.
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Cosa sono i programmi per disegno 3D
La produzione odierna della computer grafica spazia dalle animazioni cinematografiche ai videogiochi, dalla simulazione scientifica e ingegneristica alla creazione artistica, dalla realtà virtuale alla progettazione di interni, architetture e componentistica industriale e di design.
Questo estesissimo ambito di applicazione del disegno tridimensionale non deve stupire, giacché da sempre progettisti e ingegneri, designer, architetti, scienziati e artisti si sono avvalsi della rappresentazione grafica per sviluppare progetti più o meno complessi e coadiuvarne la realizzazione grazie a un supporto grafico ricco di informazioni. Anche per gli addetti ai lavori che si occuperanno della realizzazione definitiva.
Assodata, dunque, l’assoluta rilevanza della rappresentazione grafica tridimensionale per il lavoro progettuale, a partire dagli anni ’80 si è assistita alla sempre più ampia affermazione della progettazione assistita dal computer; anche tramite l’uso di software di disegno 3D sempre più integrati con funzionalità e basi di dati tali da permettere una più rapido ed efficiente processo di sviluppo e dei più disparati progetti.
A cosa servono i programmi per disegno 3D
Se in origine il programma di disegno 3D rispondeva all’unica esigenza di preparare al computer una rappresentazione grafica che in precedenza si sarebbe potuta produrre solo al tavolo da disegno, con l’evoluzione dei computer e dei relativi software, i programmi CAD e CAM – Computer Aided Design e Computer Aided Manufacturing – sono cresciuti fino a inglobare molte altre funzionalità specialistiche.
Ne è conseguita la comparsa di software di grafica 3D destinati allo sviluppo negli ambiti più disparati: progettazione industriale, di architettura, progettazione di componenti e apparecchi meccanici, progettazione di circuiti elettronici, creazione di oggetti di design e asset per videogiochi, produzioni multimediali e cinematografiche.
Oggi il software per il disegno 3D può essere utilizzato per creare sia i personaggi e gli ambienti di un film d’animazione, che per progettare un’autovettura, un aereo, una nave e ognuna delle migliaia di singole sue componenti. Ma anche un tostapane dal raffinato design o un robot.
Fondamentalmente, grazie alla capacità di creare rappresentazioni raffinatissime di qualunque cosa si voglia sviluppare, ovvero ciò che hanno sempre fatto i progettisti al tavolo da disegno, questi software hanno via via inglobato la capacità di fare calcoli ingegneristici, richiamare e utilizzare nei progetti componenti meccanici, elettronici, architettonici e simulare il comportamento di ognuno di essi in base alle esatte leggi fisiche che governano il comportamento dei prototipi che ne deriveranno.
Applicazioni specifiche per programmi di disegno 3D
Premesso che professionisti differenti ricorrono a programmi differenti, un architetto ricorrerà a un programma CAD per sviluppare il progetto una villa, un condominio, un residence, un ponte, e così via. Per farlo ricorrerà quindi a programmi di disegno 3D che gli consento di ottenere e lavorare a disegni in 2D e 3D, perfettamente parametrizzati e quindi adatti ad essere utilizzati dagli addetti ai lavori in cantiere, piuttosto che dagli ingegneri che devono entrare nel merito dei calcoli strutturali o delle verifiche preliminari sulla realizzabilità, i costi, la tempistica, etc.
Un designer, specializzato nella produzione di accessori domestici, complementi d’arredo, penne, piccoli e grandi elettrodomestici, per esempio, potrà tra l’altro ricorrere a un software CAM per mettere a punto i dettagli dell’idea a cui sta lavorando, fino al punto di poter creare un’animazione tridimensionale che gli consenta, tra l’altro, di osservare l’oggetto che sta realizzando in un contesto spaziale credibile e quando sarà soddisfatto del risultato, condividere il disegno parametrizzato con tutti i dati necessari per la produzione del prototipo. Risparmiando sui costi e sui tempi di sviluppo.
In questo come in altri contesti, il programma di grafica 3D consente al creativo di approfondire e mettere a fuoco le sue idee e quindi passare rapidamente alle fasi successive: produzione e distribuzione.
Come funzionano i programmi per disegno 3D
Come ampiamente illustrato fin qui, un software per il disegno 3D riproduce oggetti e scene tridimensionali. Per riuscirci è necessario seguire scrupolosamente una certa serie di procedure.
Quasi tutti i programmi per il disegno tridimensionale permettono i creare forme grazie all’uso di oggetti geometrici ricavati da espressioni matematiche. L’opportuno uso di questi elementi geometrici – sfere, cubi, poligoni… le cosiddette forme base – permette di dar forma a rappresentazioni grafiche semplificate della realtà o del risultato definitivo da realizzare.
Tuttavia, queste forme base permettono di creare solo oggetti non realistici, dalle superfici sfaccettate o semplificate. Al termine di questa prima fase, ci si è dotati di oggetti lontani dagli standard attuali di questo genere di produzione. Per ottenere oggetti dall’aspetto realistico, viceversa, è necessario applicare modifiche ed effetti che assegnino agli oggetti ulteriori attributi in termini di definizione di dettaglio, trama superficiale, colori, illuminazione, ombre, etc.
L’importanza della scena in un disegno 3D
Prima di procedere oltre nella definizione dei modelli di forme 3D che andranno a costituire gli elementi principali del disegno tridimensionale è tuttavia necessario illustrare un altro elemento di primaria importanza per l’ottenimento del risultato finale: la scena.
Malgrado l’importanza della scena in una ricostruzione tridimensionale – che si tratti di una riproduzione fotografica della realtà o di un esercizio creativo della fantasia, come per esempio avviene nelle animazioni per bambini – spesso venga comparata semplicemente a quella che ha uno sfondo in una foto, tuttavia la scena gioca un ruolo determinante nell’ottenimento di un effetto tridimensionale qualitativamente elevato.
La ragione dell’importanza determinante della scena risiede nel fatto che in realtà molto dell’effetto tridimensionale che il cervello umano, attraverso l’occhio, attribuisce a ciò che vede è il risultato dell’interazione dell’oggetto con l’illuminazione che deriva dalla scena. Fonti di luce, superfici grandi e piccole e tutto ciò che circonda l’oggetto tridimensionale proietta su di lui colori, ombre e riflessi di varia natura che, nel loro insieme, interagendo con la forma dell’oggetto e le sue caratteristiche superficiali, ne determinano i connotati visivi che il cervello umano gli riconosce come ‘realistici’.
Questo è tanto più vero quanto più il materiale e la superficie di un oggetto sono dotate delle cosiddette caratteristiche metalliche. Ovvero la capacità di riflettere la luce in maniera più o meno marcatamente simile a quella di uno specchio.
Come arricchire la scena usando programmi di disegno 3D
Detto ciò, appare evidente che per fornire a una scena tutti i caratteri tipici della tridimensionalità, la si dovrà popolare di una serie più o meno ampia di oggetti e fonti luminose, ognuna delle quali a sua volta sarà dotata di caratteri fisici, quali forma, materia e superficie, tipici di ciò che rappresenta. Le fonti luminose, a loro volta, dovranno avere adeguate proprietà come estensione, intensità, colore, direzione, distanza, etc.
Avendo descritto quelli che sono i caratteri necessari a una qualsiasi scena tridimensionale di standard accettabile, appare semplice adesso affermare che qualunque programma di grafica 3D, a fianco di strumenti per creare forme e posizionarle a piacimento nello spazio vuoto che costituisce la scena iniziale, deve fornire anche numerose opzioni per le fonti luminose, con tutta una serie di opzioni che le riguardano.
Inoltre, insieme a tutti gli elementi fin qui citati, un altro fondamentale elemento che è necessario introdurre e adoperare a piacimento sulla scena è la cinepresa!
Osservare la scena 3D dall’occhio umano con una cinepresa
Già perché oltre a creare una scena tridimensionale e popolarla di oggetti altrettanto tridimensionali è indispensabile poter osservare la scena esattamente come si farebbe nella realtà: con una cinepresa posizionata in un punto dello spazio, di propria scelta e spesso mobile, che guardi in una precisa direzione attraverso una ben determinata ottica.
Se la scelta dell’ottica determina molto del carattere della scena inquadrata, la possibilità di muovere la cinepresa a proprio piacimento, anche grazie a strumenti raffinati che consentono di programmare percorsi e orientamenti in funzione delle proprie esigenze espressive, sono gli strumenti fondamentali che consentono di ottenere le video-animazioni che danno luogo a presentazioni professionali, cortometraggi, lungometraggi, spot pubblicitari, etc.
I vantaggi nell’utilizzo dei programmi per disegno 3D
L’uso dei software di disegno, modellazione e progettazione 3D non è solo vantaggioso è anche indispensabile. Appare oggi impossibile procedere in altra maniera, se si vuole essere anche solo minimamente produttivi e competitivi.
Grazie a questa tipologia di software è possibile accelerare e integrare lo sviluppo di rappresentazioni tridimensionali adatte ai più diversi scopi, dalla progettazione meccanica a quella edilizia, dallo studio architettonico a quello di design industriale, dall’animazione cinematografica alla simulazione scientifica passando per la produzione propriamente artistica.
L’uso del computer, di internet e di software evoluti, ha permesso di integrare progettazione, sviluppo, prototipazione e produzione all’interno di un processo che vede spesso la collaborazione di team di numerosi componenti, appartenenti non di rado a realtà produttive differenti. Un’integrazione che non alternative all’uso a questi software.
Vale inoltre la pena ricordare che la convergenza digitale dei contenuti e dell’elaborazione grafica ha permesso l’integrazione della grafica 3D nei contenuti prodotti dal vero, con risultati che non sarebbero altrimenti raggiungibili.
In definitiva, tuttavia, il primo vantaggio espresso da queste piattaforme, fin da principio, quando le loro potenzialità erano ancora tutte da esprimere, il vantaggio competitivo che ha portato alla loro affermazione altro non è stato che l’alto livello di produttività e l’eccezionale rapidità con la quale si permettono di passare dall’idea alla sua realizzazione.
Passi da seguire per utilizzare un software di disegno 3D
- Definiamo l’ambiente, con i parametri minimi da modificare in seguito, durante lo sviluppo;
- si definiscono le caratteristiche ‘fisiche’ di questo ambiente: illuminazione, superfici e un eventuale sfondo;
- inseriamo tutti gli elementi strutturali previsti, naturali e artificiali, inanimati e animati: alcuni si possono scaricare da Internet e modificare o modellare a piacimento;
- si definiscono capacità e comportamenti degli tridimensionali: soprattutto quando si tratta di personaggi o oggetti da utilizzare in animazioni e simulazioni;
- ripetiamo uno o più step tra quelli elencati, al fine di inserire, creare o modificare ognuno degli elementi che devono essere presenti sulla scena;
- si introduce sulla scena le opportune cineprese al fine di ottenere le immagini o le animazioni della scena tridimensionale creata.
- è chiaro che le procedure da seguire ed eventualmente da ripetere dipendono dalla scena che si deve creare. Se si vuole creare un singolo oggetto tridimensionale gli aspetti del contesto e dell’illuminazione possono essere piuttosto basici, anche se non trascurabili.
- viceversa, se si intende procedere alla creazione architettonica, di un interno perfettamente arredato o di uno o più personaggi da adoperare in animazioni o videogiochi, sarà necessario procedere modellando e posizionando accuratamente ogni singolo personaggio e oggetto, eventualmente partendo da un’illustrazione bidimensionale precedentemente creata o fornita dal committente.
Come scegliere un software per disegno 3D
I fattori che incidono sulla scelta del software di disegno 3D sono numerosi e spesso indipendenti dalla volontà del singolo. Tra tutti gli elementi che incidono sulla scelta quelli più determinanti sono sempre gli stessi:
- l’interesse per un ambito specifico piuttosto che per un altro: se si vuole diventare animatori ci si orienterà verso quelli che sono gli standard di fatto del settore;
- l’altro fattore è indubbiamente il costo: potendo spendere si punterà semplicemente in direzione dei propri interessi, come indicato sopra; viceversa, si cercheranno soluzioni alternative ma altrettanto valide almeno dapprincipio.
Riassumendo, per scegliere si valutano:
- gli standard del settore di proprio interesse;
- il costo degli abbonamenti;
- la possibilità di attivare un abbonamento per studenti;
- la disponibilità di validi software gratuiti o a costi contenuti.
Costi dei programmi per disegno 3D
I costi da affrontare per dotarsi di un programma di disegno 3D spaziano moltissimo: dal costo zero di Blender e altri software molto validi, ai costi spesso proibitivi dei prodotti Autodesk, che tuttavia offrono integrazioni e pacchetti aggiuntivi, sempre a pagamento, spesso indispensabili in alcuni ambiti professionali.
Qualora la strada professionale intrapresa imponga comunque la scelta di un applicativo a pagamento, si fa presente che sono spesso disponibili opzioni di abbonamento per studenti che abbattono e spesso azzerano i costi per il periodo di formazione. Se si è iscritti a un corso di formazione presso un istituto accreditato, cercando sul sito ufficiale si potrebbe rinvenire un’offerta per studenti a cui accedere dopo il mese di prova che quasi tutti comunque garantiscono ai nuovi utenti.
I migliori programmi per disegno 3D: quale scegliere (aggiornamento 2021)
La gamma dei programmi per disegno 3d spazia dall’open source al più professionale con piano di assistenza vip.
Blender 3D
Si tratta del programma che ha rivoluzionato il mercato della grafica tridimensionale. Completamente gratuito, negli ultimi anni ha registrato una notevole ottimizzazione dell’interfaccia grafica e l’adozione di sempre più performanti sistemi di rendering avanzato. In grado di integrarsi nei più utilizzati flussi produttivi, i risultati ottenibili sono paragonabili e in alcuni casi migliori di quelli ottenuti con software commerciali tra i più costosi.
Autodesk Maya 3D
Potentissimo software e standard di riferimento nella produzione cinematografica e pubblicitaria, applicativo completo al pari degli altri strumenti Autodesk, Maya 3D viene spesso integrato, tuttavia, durante l’uso negli Studios più avanzati, da strumenti prodotti in-house che ne potenziano, tramite algoritmi proprietari e continuamente in fase di sviluppo, le capacità operative. Molto prima della comparsa di nuovi software 3D sempre più competitivi, come Blender, questo applicativo è stato usato per iconiche produzioni cinematografiche. I costi sono in linea con gli altri prodotti Autodesk.
Rhinoceros
Conosciuto anche come Rhino o Rhino3D trattasi di un pacchetto software che consente la precisa modellazione 3D CAD al fine di ottenere risultati pronti per l’animazione, l’ingegnerizzazione e la produzione. Disponibile per Windows e Mac OS, viene utilizzato anche in ambiti professionali avanzati: progettazione navale, industriale, design, architettura, prototipazione CAD/CAM e comunicazione.
SketchUp
Soluzione adottata nello sviluppo di progetti creativi che spaziano dall’oggettistica di design, alla progettazione d’interni fino all’ingegneria. I suoi utenti gli riconoscono una curva di apprendimento perfetta per i principianti, grazie soprattutto a un’interfaccia grafica particolarmente user friendly. Anche questo software non è gratuito ma la cifra richiesta è di gran lunga più accessibile rispetto alle proposte Autodesk.
Autodesk AutoCAD
È il software di progettazione utilizzato da architetti, ingegneri e molti designer che ha letteralmente soppiantato, a partire dal 1982, anno della sua introduzione, l’uso del tavolo da disegno. Grazie naturalmente anche all’ausilio della stampa di grande formato tramite plotter. Disponibile solo per Windows e Mac OSX, prevede una licenza a pagamento a fronte della quale permette ai professionisti e agli studi specializzati di sviluppare i progetti in perfetta coordinazione; grazie anche alla non trascurabile integrazione con banche dati e risorse di ogni genere, eventualmente da pagare a parte.
