Modellazione 3D: Come Affrontare il Concetto di Design Futuristico

Ci sono molti concetti che una volta pensavamo fossero troppo futuristici per essere creduti.

Auto a guida autonoma. Droni volanti. Modelli 3D.

Ma ora, tutti e tre i concetti esistono, e la modellazione 3D sta diventando più popolare e utilizzata regolarmente come mai prima d'ora grazie a software avanzati di modellazione 3D.

La tecnologia sta cambiando il modo in cui creiamo modelli 3D, rendendolo un concetto ampiamente diffuso in vari settori. Sebbene le radici della modellazione 3D siano nei videogiochi e nella cinematografia, può essere utilizzata in quasi tutti i settori.  

Il software utilizzato per generare un modello 3D lo fa utilizzando vari componenti. Alcuni di questi sono:

• Triangoli semplici, noti anche come poligoni
• Primitivi 3D che sono forme semplici come coni, cilindri, cubi, sfere e piramidi
• Linee curve
• B-spline razionali non uniformi (NURBS), che sono forme lisce definite da curve 

Come funziona la modellazione 3D?

La modellazione 3D inizia tutta con un'idea. Il software di modellazione 3D viene quindi utilizzato per generare un primitivo, tipicamente una forma semplice come un cubo o una sfera. 

Questo primitivo viene utilizzato per iniziare la forma e iniziare la modellazione. Il programma manipola determinati punti nello spazio virtuale, chiamati vertici, per formare una mesh, che è una raccolta di vertici che formano l'oggetto 3D.

Utilizzando vari strumenti di design e formati all'interno del software, l'utente progetterà quindi il primitivo. È sempre meglio iniziare con semplicità e passare a design più complessi. Questo flusso di lavoro preciso può sembrare tedioso, poiché sono necessari posizionamenti individuali per le misurazioni e i contorni corretti del prototipo desiderato.

L'esterno dell'oggetto è tipicamente composto da vari poligoni, che vengono poi suddivisi in forme più piccole, dando all'oggetto più dettagli. Questi poligoni aggiuntivi sono particolarmente necessari se il modello 3D verrà utilizzato per creare qualcosa che deve piegarsi o muoversi, come il gomito o il ginocchio di un personaggio di un videogioco.

Tipi di modellazione 3D

Sebbene ci siano diversi tipi di modellazione 3D tra cui scegliere, che a volte possono variare a seconda del software preferito dall'utente, ci sono tre principali tipi di modellazione 3D. Il tipo scelto da un artista 3D dipende spesso dal loro livello di competenza e dal tipo di oggetto che intendono creare.

Modellazione solida

Questo tipo di modellazione 3D lavora con forme tridimensionali, come cubi e sfere. Sebbene le forme possano variare in dimensioni e aspetto generale, agiscono come blocchi da costruzione per creare un oggetto. La modellazione solida è relativamente semplice per l'utente e in termini di software necessario per farlo. 

Fonte: Creo Parametric

Per questo motivo, la modellazione solida è meglio utilizzata quando sono coinvolte superfici piane o curve semplici e quando sono necessarie dimensioni e angoli esatti.

Modellazione wireframe

Un utente può ricorrere alla modellazione wireframe quando una superficie è complessa e curva. Mentre la modellazione solida è ideale per modellare oggetti particolari come macchinari, la modellazione wireframe può creare forme complesse come animali, piante e persino persone.

Fonte: Blender

La modellazione wireframe può fornire un senso di realismo. Molti strumenti che offrono la modellazione wireframe utilizzano un triangolo come elemento base – più triangoli vengono utilizzati, maggiore è il realismo. Il numero totale di triangoli, chiamato anche conteggio dei poligoni, può indicare quanto sia realistico il modello. Non è raro che le forme abbiano milioni di poligoni. 

Modellazione di superficie

La tecnica più avanzata è la modellazione di superficie, che funziona guidando linee per definire la forma o la curva di una certa parte di un oggetto. Quindi, il software calcola una superficie liscia che collega le linee.

Fonte: Unity

La modellazione di superficie è comunemente utilizzata per design aerodinamici e termodinamici – pensate ad aerei e barche. Oltre alle linee guida, alcuni programmi di modellazione di superficie utilizzano punti di controllo o piani. Questo è dove la superficie segue i piani in modo tangente. 

Settori che utilizzano la modellazione 3D

La modellazione 3D può essere trovata in quasi tutti i settori, grazie alla sua crescente popolarità. Ecco solo alcuni dei settori che utilizzano la modellazione 3D:

• Cinema e televisione: Nei settori dell'intrattenimento, la modellazione 3D crea personaggi CGI (immagini generate al computer), animazioni, ambienti e oggetti per film, programmi TV e spot pubblicitari. 
• Sviluppo di videogiochi: È comune che ci sia un intero componente visivo 3D dei videogiochi per farli sembrare più realistici. Le tattiche di animazione e gli effetti visivi utilizzati qui sono gli stessi che vengono utilizzati per film e TV.
• Ingegneria: Coloro che lavorano nel campo dell'ingegneria possono costruire piani 3D di macchinari complessi da utilizzare per vari scopi, come la sanità e l'automotive. 
• Geologia e scienza: Gli scienziati possono utilizzare software di design 3D per simulare terremoti e formazioni terrestri, come le fosse oceaniche, per vedere gli effetti che potrebbero verificarsi. Facendo ciò, possono anche aiutare gli scienziati ad analizzare e prevedere il tempo e mostrare i modelli meteorologici prima che accadano.
• Architettura: Gli architetti utilizzano oggetti 3D per creare rendering interattivi di strutture ed edifici. Tipicamente, gli elementi architettonici vengono creati utilizzando la modellazione CAD 3D (progettazione assistita da computer) per la costruzione nel mondo reale.  
• Design di prodotto: Il software di modellazione 3D può essere utilizzato per portare i modelli dalla concettualizzazione al completamento. I designer di prodotti possono identificare i problemi prima che il modello venga messo in produzione, risparmiando alle aziende sia tempo che denaro sui rifacimenti.
• Sanità: Tutto, dalle protesi per arti amputati alle corone per i denti, può essere creato attraverso la modellazione 3D. Ad esempio, un dentista può fare una radiografia di un dente danneggiato, inserirla in un programma CAD dentale 3D e poi stampare in 3D una corona.
• Automotive: Grazie alla modellazione 3D, l'industria automobilistica può semplificare l'assemblaggio dei veicoli, così come le varie parti necessarie per creare un veicolo dall'inizio alla fine.

Modellazione 3D vs. rendering 3D

La modellazione 3D riguarda lo sviluppo di una rappresentazione matematica di un oggetto o di una superficie come sarebbe nella vita reale con dimensioni specifiche di larghezza, altezza e profondità. Il rendering 3D trasforma il modello in un'immagine di alta qualità, realistica e altamente dettagliata a partire da quella rappresentazione. 

Il rendering 3D è l'ultimo passaggio nel processo di progettazione 3D, poiché un modello 3D deve essere creato prima di tutti gli oggetti all'interno del rendering per un risultato realistico. Una volta che i modelli sono completi, il software di rendering realizza il prototipo finale dal design. 

I due sono passaggi separati nella creazione di immagini CGI e il rendering non può essere completato senza la modellazione. Il software di rendering 3D non può creare un'immagine fotorealistica dell'oggetto senza le dimensioni, la forma e la texture del modello.

Miglior software di modellazione 3D

Il software di modellazione 3D ha le caratteristiche e le funzionalità per progettare modelli tridimensionali di base di vari oggetti. Questi strumenti possono spesso creare modelli con elementi realistici utilizzando vari approcci e strumenti per aggiungere texture e colore. Sono spesso utilizzati in settori legati alla realtà virtuale, al marketing, alla televisione, ai videogiochi e ai film.

Per qualificarsi per l'inclusione nella categoria della modellazione 3D, un prodotto deve:

• Fornire gli strumenti e le funzionalità necessarie per costruire o modificare un modello grafico 3D
• Fornire la possibilità di memorizzare ed esportare modelli 3D finiti
• Essere in grado di essere utilizzato per una varietà di scopi, non solo per la progettazione di edifici, architettura, CAD o progettazione di ingegneria civile

* Di seguito sono riportate le cinque principali soluzioni software di modellazione 3D dal Grid® Report di G2 della primavera 2022. Alcune recensioni possono essere modificate per chiarezza. 

1. Unity

Unity è una piattaforma di sviluppo di giochi che crea giochi, modelli, esperienze e design sia in 3D che in 2D. Il loro team globale ispira e potenzia la creatività in tempo reale e può essere utilizzato su oltre 25 piattaforme. 

Cosa piace agli utenti:

“Mi piace quanto Unity renda facile e accessibile lo sviluppo di giochi per sviluppatori alle prime armi. Non ho alcuna esperienza nello sviluppo di giochi, ma Unity ha reso l'apprendimento un'assoluta brezza e gioia. Sono sempre stato molto interessato alla VR (Realtà Virtuale) e solo di recente ho deciso di iniziare a sperimentare su Unity. 

C'erano così tante risorse online gratuite per aiutarmi, e lo strumento è molto adatto ai principianti che non mi sono mai sentito sopraffatto. Penso che quello che Unity sta facendo sia fantastico, e se vuoi imparare lo sviluppo VR in particolare, è l'unico motore che dovresti usare.”

- Recensione Unity, Joseph S.

Cosa non piace agli utenti:

“La schermata iniziale dei giochi sviluppati utilizzando la licenza gratuita è contrassegnata con il logo Unity. Inoltre, Unity non supporta il collegamento a librerie esterne. Infine, non ha un'interfaccia utente dall'aspetto eccezionale.”

- Recensione Unity, Nabin P.

2. 3ds Max Design

3ds Max Design di Autodesk è un software di modellazione e rendering 3D per la visualizzazione del design, giochi e animazione. Offre un set di strumenti ricco e flessibile per creare design di alta qualità con pieno controllo artistico e una lunga lista di funzionalità per sviluppare scene di alta qualità.

Cosa piace agli utenti:

“Amo la flessibilità per script, modifiche e utilizzo per la modellazione. Questo è utile poiché mi concentro maggiormente sulla modellazione di superfici dure per scene ed edifici.”

- Recensione 3ds Max Design, Cheryl T.

Cosa non piace agli utenti:

“È un po' complicato abituarsi all'inizio. È come imparare una nuova lingua con tutti i pulsanti e il rendering. Sicuramente hai bisogno di tutorial quando inizi.”

- Recensione 3ds Max Design, Aylin A.

3. Maya

Maya software di animazione, modellazione, simulazione e rendering 3D dà vita alla tua immaginazione. Maya di Autodesk aiuta gli artisti a raccontare le loro storie con un set di strumenti veloce e creativo. È un software 3D professionale per creare personaggi realistici ed effetti degni di un blockbuster.

Cosa piace agli utenti:

“Quando si tratta di creare modelli 3D per presentazioni, Maya rende tutto così semplice e facile permettendoti di creare le simulazioni più accurate e dettagliate. Come ingegnere civile, la caratteristica migliore che ho trovato è il sistema di simulazione dell'oceano bifrost, che mi permette di creare oceani realistici con onde, scie e persino increspature. 

È molto potente al punto che può modificare set di dati molto grandi in poco tempo.”

- Recensione Maya, John P.

Cosa non piace agli utenti:

“Maya è un ottimo software, ma richiede molte risorse ed è molto intensivo sulla GPU per il rendering. Questo lo rende inutilizzabile su una macchina leggera o portatile. Maya ha anche funzionalità che sono un po' complicate. Un utente ha bisogno di esperienza passata con la modellazione 3D per utilizzarlo al massimo.”

- Recensione Maya, Subrata S. 

4. Blender

Blender è una suite di creazione 3D open-source che supporta una vasta gamma di funzionalità 3D, tra cui modellazione, rigging, animazione, simulazione, rendering e compositing. Supporta anche il motion tracking, il video editing e la creazione di giochi. Come software 3D gratuito, Blender è ben adatto per individui e piccoli studi che possono beneficiare di ciò che ha da offrire.

Cosa piace agli utenti:

“Blender è uno strumento fantastico se lavori su modellazione 3D, scultura, animazione 2D e animazione 3D. La cosa migliore di Blender è che è uno strumento 3D gratuito per chiunque. Mi piace anche che sia una piattaforma open-source con un'interfaccia semplice per i principianti. 

Blender offre anche una lunga lista di strumenti preziosi per rendere i tuoi rendering super realistici e surreali, ed è in costante miglioramento con aggiornamenti regolari.”

- Recensione Blender, Rishav R.

Cosa non piace agli utenti:

“Alcune versioni intermedie sono molto diverse l'una dall'altra. Potrebbe essere complicato quando sei un nuovo apprendista. La navigazione è piuttosto unica ma difficile da abituarsi se stai passando da un altro software 3D.”

- Recensione Blender, Erdem B.

5. Creo Parametric

Creo Parametric è una soluzione CAD 3D che consente agli utenti di progettare più velocemente e in modo più intelligente collegando un design digitale a un prodotto fisico. Gli utenti possono creare, analizzare, visualizzare e condividere design utilizzando capacità di modellazione CAD 2D, CAD 3D, parametrica e diretta.

Cosa piace agli utenti:

“Creo Parametric è molto user-friendly e offre una varietà di capacità di design e prestazioni di creazione di prodotti complessi. Fornisce una vasta gamma di funzionalità, che vanno dalla simulazione alla produzione assistita da computer e alla gestione dei dati del prodotto.“

- Recensione Creo Parametric, Zeel S.

Cosa non piace agli utenti:

“Il mio problema principale con Creo è che si blocca, e se non hai le impostazioni giuste, la visualizzazione a volte sarà compromessa o sarà un'esperienza complessivamente negativa.”

- Recensione Creo Parametric, Ian A.

È ora di diventare tridimensionali

Con così tanti casi d'uso in vari settori, sapere come creare un modello 3D può essere una competenza preziosa da avere nel tuo arsenale. E mentre probabilmente ci vorrà del tempo e impegno per padroneggiarla, non sai mai cosa sarai in grado di creare.

Porta il tuo interesse per il mondo tridimensionale un passo avanti e scopri di più sulla stampa 3D.