PIPELINE e MESH

Il termine PIPELINE si riferisce a un flusso di lavoro strutturato e organizzato che viene seguito per completare un progetto. È un insieme di processi e procedure che guidano il progresso del lavoro, garantendo un’efficienza, una coerenza e una qualità ottimali lungo tutto il percorso.

La pipeline definisce una serie di fasi o passaggi chiave che devono essere eseguiti per portare a termine un progetto, dalla sua concezione iniziale alla sua realizzazione finale. Questi passaggi possono variare a seconda del tipo di progetto (hipoly/lowpoly) che si vuole creare.

La pipeline HIPOLY (alta risoluzione) si riferisce alla modellazione in cui vengono create mesh altamente dettagliate utilizzando un gran numero di poligoni. Questo modello hipoly cattura tutti i dettagli desiderati e comprende informazioni come le rughe della pelle, le pieghe dei tessuti o i dettagli intricati di un oggetto. Questo tipo di mesh richiede una maggiore quantità di risorse di calcolo e può essere utilizzato per scopi come la presentazione visiva, la resa di alta qualità e viene usato come pase per la creazione del modello lowpoly. E’ importante sottolineare che in questa pipeline i dettagli non verranno persi ma inglobati all’interno della normal map grazie ad un processo di BAKE.

La pipeline LOWPOLY (bassa risoluzione) viene utilizzata per creare una mesh povera di dettagli. Il modello low-poly è progettato per essere leggero, semplice, topologicamente ottimizzato per le prestazioni e adatto a scopi in tempo reale, come videogiochi o animazioni interattive. Spesso vengono utilizzati software o strumenti specifici per ridurre la complessità della mesh, come la riduzione poligonale, la fusione di vertici o la creazione, in fase di texturing, di normal map per simulare dettagli.

Le fasi

– BLOCKOUT**: consiste nel creare una forma base approssimativa e semplice del modello 3D desiderato. Durante questa fase, l’artista 3D utilizza forme geometriche di base come cubi, sfere o cilindri per definire la struttura generale dell’oggetto. L’obiettivo principale è stabilire la composizione, le proporzioni e l’assetto generale dell’oggetto prima di entrare in dettagli più complessi.
– HIPOLY*: in questa fase si passa a realizzare il modello dettagliato aggiungendo molti vertici, bordi e facce per rappresentare le caratteristiche più piccole e i dettagli sottili dell’oggetto. In questa fase NON si bada alla TOPOLOGIA (ngone e loop) del modello che verrà ricostruito in seguito.
– RETOPOLOGY**: La retopologia è il processo di ricostruzione della topologia del modello 3D. Durante questa fase, si creano nuove superfici poligonali ottimizzate con un flusso di poligoni ben distribuito e una densità appropriata. L’obiettivo della retopologia è ottenere una geometria pulita, efficiente e facilmente gestibile, in particolare per modelli destinati a essere animati o utilizzati in tempo reale.
– LOWPOLY: E’ il modello risultante dal processo di ricostruzione, costituito interamente da Tris e Quad presenta una topologia ottimizzata per l’uso che se ne deve fare.
– CAGE* : serve per la creazione di una struttura di supporto (gabbia) intorno al modello retopologizzato. Questa gabbia è costituita da un insieme di poligoni che avvolgono il modello e fungono da riferimento per il processo di BAKE delle texture. La gabbia aiuta a mantenere i dettagli e la forma corretta durante la fase di trasferimento delle informazioni da un modello ad alta risoluzione (HIPOLY) a uno a bassa risoluzione (LOWPOLY).
– UNWRAP: consiste nel mappare la superficie del modello poligonale su un piano bidimensionale, chiamato mappa UV. Durante questa fase, l’artista 3D posiziona i poligoni in modo da ridurre la distorsione e garantire una distribuzione uniforme della texture. L’unwrap è essenziale per l’applicazione accurata delle texture sul modello e per il successivo processo di texturing.
– BAKE**: si riferisce al processo di trasferimento delle informazioni (dettagli) da un modello ad alta risoluzione a uno a bassa risoluzione. Questo può includere il trasferimento di normal map, mappe di occlusione ambientale, mappe di spostamento o altre mappe. Il BAKE può avvenire utilizzando la CAGE come riferimento per preservare i dettagli e creare mappe accurate e di alta qualità per il modello a bassa risoluzione.
–TEXTURING: Durante questa fase, l’artista 3D crea e applica le texture per definire il colore, la riflettività, l’opacità e altri attributi visivi dell’oggetto. Le texture possono essere create tramite software di grafica 2D come Adobe Photoshop. L’obiettivo è ottenere un aspetto realistico o stilizzato dell’oggetto finale attraverso l’applicazione accurata delle texture.

* Fasi presenti esclusivamente nella pipeline HIPOLY
** Fasi facoltative presenti nella pipeline LOWPOLY, possono essere saltate se non necessari alla costruzione del modello finale

Cos’è una Mesh?

Una MESH, nella modellazione 3D, è una struttura tridimensionale composta da un insieme di vertici, bordi e facce che ne definiscono la forma e la struttura. È la rappresentazione geometrica di un oggetto in uno spazio tridimensionale.

I vertici (VERTEX) sono i punti fondamentali di una mesh e hanno una posizione nello spazio 3D definita da coordinate X, Y e Z. I bordi (EDGE) collegano i vertici tra loro, creando linee o segmenti che definiscono i contorni dell’oggetto. Le facce (FACE) sono le superfici o poligoni composte da una serie di bordi e sono definite da un insieme di vertici. Le facce determinano l’aspetto esteriore dell’oggetto e definiscono la sua superficie visibile (NORMAL).

La mesh può avere diverse forme e complessità, da semplici oggetti geometrici come cubi e sfere (FORME PRIMITIVE POLIGONALI) a modelli complessi e dettagliati. MAYA consente di manipolare vertici, bordi e facce per creare oggetti tridimensionali anche complessi.

Forme Primitive Poligonali

I primitivi poligonali sono forme geometriche di base predefinite composte da poligoni, come cubi, sfere, cilindri e sono spesso utilizzati come punto di partenza nella modellazione 3D per creare oggetti più complessi. Per poter CREARE una forma poligonale (pcube), basta selezionare la forma desiderata dal menu CREATE>Polygon Primitives, dalla palette Poly Modeling o dal Menu RADIALE (SHIFT+DX). L’elemento creato comparirà all’interno dell’OUTLINER (finestra che visualizza la struttura gerarchica degli oggetti presenti nella scena) con il suo nome preceduto dalla lettera p, questa lettera indica che il primitivo è basato su una mesh poligonale. In questo caso, pcube rappresenta un cubo poligonale.
Le figure primitive possiedono dei parametri che possono essere modificati facilmente all’interno di una scheda, normalmente evidenziata dal suffisso POLY (es: polycube,polynomeprimitiva) nella palette ATTRIBUTE EDITOR posto a destra del la nostra Viewport (rappresentazione visiva della scena 3D).

In questa scheda possiamo modificare i parametri della nostra primitiva semplicemente modificandone il valore, bisogna notare che questi parametri non saranno più modificabili una volta iniziata la lavorazione tramite gli strumenti di modellazione. E’ essenziale scegliere e ottimizzare (tramite i parametri) una forma basilare che ricalchi almeno in parte il modello che si vuole creare. Per scegliere questa forma si consiglia sempre di partire con una modello dai limitati per poi aumentarli in un secondo momento.

Cos’è il PIVOT?

Il PIVOT è un concetto importante nella modellazione 3D e si riferisce al punto di riferimento attorno al quale un oggetto viene posizionato, ruotato e scalato. È il punto di riferimento da cui tutte le trasformazioni dell’oggetto si basano. Il pivot definisce la posizione e l’orientamento dell’oggetto rispetto al suo spazio di coordinate. Può essere pensato come un punto immaginario all’interno dell’oggetto intorno al quale avvengono le trasformazioni.

Il pivot può essere spostato in altre posizioni per adattarsi alle specifiche esigenze, per poter spostare il pivot bisogna entrare nella modalità modifica pivot (Pivot Tool) usando il TASTO D. La gestione corretta del pivot è fondamentale per il corretto posizionamento e la manipolazione degli oggetti in una scena 3D. La sua posizione influenza il comportamento delle trasformazioni.

La NORMALE

La NORMALE si riferisce a una direzione perpendicolare al poligono (FACE) di un oggetto 3D in un punto specifico. Ogni punto su una superficie poligonale ha una normale associata che indica la direzione verso cui la superficie è rivolta. Si utilizza la normale per determinare come la luce interagisce con un oggetto e come vengono calcolate le ombre, i riflessi e altre proprietà di illuminazione. Inoltre, la normale è un fattore importante per determinare la resa corretta delle texture sulla superficie dell’oggetto.

Le normali possono essere definite in due modi principali: le normali per faccia (face normals) e le normali per vertice (vertex normals). Le normali per faccia sono direzioni uniche assegnate a ogni faccia del modello, indicando la direzione della superficie per tutta la faccia. Le normali per vertice, invece, sono calcolate come una media delle normali delle facce che condividono il vertice, fornendo una rappresentazione più fluida della superficie.

Le normali possono essere visualizzate come linee che si estendono dalla superficie di un oggetto (verso l’esterno), mostrando la direzione della superficie in ogni punto. Le normali correttamente orientate sono importanti per ottenere un rendering accurato e una corretta illuminazione dei modelli 3D.
Se una mesh presenta normali invertite questo apparirà NERO e, in alcune occasioni (render), con parti completamente trasparente (le parti in cui la normale non risulta rivolta verso lo spettatore/camera).