I campi di utilizzo della computer grafica 3D


architettura 3D render

La computer grafica 3D ha visto negli ultimi tempi il moltiplicarsi dei campi in cui viene utilizzata: ad oggi l’impiego di immagini o animazioni generate virtualmente da un computer è sempre più diffuso. I campi più comuni e conosciuti in cui la computer grafica è presente includono computer art, film CGI (computer-generated imagery), disegni per architettura, design e grafica, ma ci sono anche molti altri usi non ovvi e non tutti sono “artistici”. La visualizzazione scientifica è un modo di produrre un output grafico dai modelli computerizzati in modo che siano più facilmente comprensibili. Modelli computerizzati del riscaldamento globale producono grandi quantità di numeri e dati, che solo un dottorato in scienza del clima potrebbe farci capire; ma se si produce una visualizzazione animata accelerata – con la Terra che diventa sempre più blu o più rossa man mano che diventa più fredda o calda – chiunque può capire cosa sta succedendo. Anche il Medical Imaging è un altro buon esempio di come un grafica computerizzata renda i dati più significativi. Quando i medici mostrano un cervello o una qualsiasi scansione del corpo, si sta guardando una rappresentazione grafica disegnata con grandi quantità di dati prodotti da migliaia o forse milioni di misurazioni. Le foto sbalorditive provenienti dallo spazio registrate da dispositivi incredibili come il telescopio spaziale Hubble sono generalmente migliorate con l’aiuto di un tipo di grafica per computer chiamato elaborazione delle immagini; che può sembrare complesso, ma non è così diverso da ciò che si può ottenere utilizzando un pacchetto di grafica come Photoshop per ritoccare le vostre foto delle vacanze.
Se si desidera una computer grafica realistica 3D per CAD (computer-aided design) o realtà virtuale, è necessario utilizzare tecniche grafiche molto più sofisticate. Invece di disegnare un oggetto, se ne fa un modello 3D computerizzato e lo si manipola sullo schermo in diversi modi. In primo luogo, si costruisce un profilo di base tridimensionale dell’oggetto chiamato wire-frame (metodo con cui vengono disegnati soltanto i bordi dell’oggetto, il quale di fatto resta trasparente al suo interno, sembrando appunto costruito con il “fil di ferro”). Poi il modello viene “riggato”, un processo in cui diversi bit dell’oggetto sono collegati insieme un po’ come le ossa di uno scheletro in modo che si muovano insieme in maniera realistica. Infine, l’oggetto è renderizzato, procedimento che coinvolge la colorazione delle parti esterne con diverse texture (modelli di superficie), i colori, i gradi di opacità o la trasparenza, e così via. Il rendering è un processo estremamente complesso che anche un potente computer ha bisogno di molte ore, giorni o addirittura settimane per completare. Vengono utilizzati calcoli sofisticati per “disegnare” il modo in cui la luce cade sulla superficie, in genere utilizzando ray tracing (un metodo relativamente semplice di tracciare come la luce rimbalzi dalla superficie degli oggetti lucidi in linea retta) o radiosity (un metodo più sofisticato per rendere più morbide e composite la riflessione e la dispersione della luce sugli oggetti).