venerdì 28 novembre 2014

Video o realtà virtuale?


In pochi anni da disegni a mano con studio delle ombre e disegni tecnici a matita siamo passati a software CAD e di rendering che rendevano automatiche e veloci queste operazioni.
In seguito si è ampliato il campo creando ambienti 3D, rappresentati in modo fotorealistico con algoritmi e filtri per luci ed ombre sempre più evoluti.
Per molti l'apice sembra essere la creazione di video fotoralistici dell'opera prodotta, magari sfruttando cloud di rendering (si veda per esempio una Render farm), piuttosto che modellini 3D in legno e compensato.
Nel frattempo, un filone parallelo, quello della computer grafica 3D, sviluppato da programmatori, produttori hardware ha ottenuto risultati straordinari per il mondo videoludico.
La nuova evoluzione del campo tecnico/professionale sembra essere rappresentata da due strade: da un lato la tecnologia BIM che con pacchetti software estremamente costosi dovrebbe facilitare lo scambio di informazioni fra diversi campi (analisi agli elementi finiti della struttura, rappresentazione tecnico-architettonica, produzione disegni dei particolari costruttivi e delle fasi costruttive, analisi termotecnica e realizzazione impianti); dall'altro la rappresentazione virtuale (esempio: museo di opere 3D fotorealistiche) ed integrazione con le tecniche sviluppate in ambito videoludico può rivoluzionare quanto meno la rappresentazione grafica di un'opera edile o di progetti più ampi (si pensi ad un rifacimento di una piazza, lo studio del traffico veicolare, ecc...).

Altre possibili evoluzioni riguardano la rappresentazione degli ambienti virtuali con tecniche di disegno (acquerello, cartoon, sketch,...) o la realizzazione di plastici in miniatura del progetto con stampa 3D (oggi forse più cara del realizzare con un artigiano un modello in compensato).

Vediamo quindi perchè un ambiente virtuale è migliore di un semplice video fotorealistico, prendendo come esempio un semplice progetto 3D di una casa su uno scoglio.

Il video è stato realizzato con Lumion, in qualità bassa (1 stella) e dimensioni basse (360px), aggiungendo vari elementi alla scena, alcuni animati in un vasto ambiente che ricreava un lago.



Tempo richiesto per la costruzione della scena
Il tempo richiesto per creare la scena, inserendovi necessari elementi dipende da vari aspetti, quali la facilità di navigazione della scena, il riconoscimento delle texture, difficoltà di incorporamento degli oggetti e di allineamento nell'ambiente, ecc...
Molto spesso gli engine, lasciando una più ampia libertà su questo aspetto, ma richiedono maggior tempo per essere configurati.
Al contrario software dedicati alla creazione di soli video e rendering hanno una maggiore semplicità, ma non vi si possono eseguire azioni al loro interno in modo automatico (editare gli obj importati nel programma, determinati tipi di rotazione, ecc...).
L'optimum vi sarebbe se i due ambienti software comunicassero e potessero scambiarsi oggetti, animazioni e scene.

Onere computazionale
Ottenere un video con rendering di ambienti virtuali richiede la creazione di almeno 25-30 frame (immagini o scatti da una determinata posizione) per ogni secondo...il tutto calcolato da un solo PC.
Caratteristiche quali la qualità dell'immagine (dipendente da effetti scenici, texture, illuminazione, ecc...), e le dimensioni dell'immagine da realizzare come rendering impongono un determinato tempo di calcolo (valore variabile dalle prospettive più semplici a quelle più complesse dell'ambiente) che in media deve essere moltiplicato per 30 immagini ogni secondo per tutto il tempo di durata di un video.
Nel caso del video prima postato, in qualità di rendering bassa (come si nota da vari effetti e distorsioni) e con dimensioni minime il tempo di calcolo con quad-core 8 GB di ram è stato di circa 25 minuti.
Con una qualità media e 720px sarebbe stato di 160 minuti (2.6 ore) e con qualità elevata sarebbe stata di oltre 24 ore...
In effetti il problema è dovuto al carico computazionale, caricato unicamente sul solo PC che deve produrre il video, laddove il video potrà essere visualizzato in decine o centinaia d'altri computer.
Al contrario un ambiente virtuale impiega solo una trentina di minuti per eseguire un render statico (un certo numero di immagini 2D che rappresentino l'ambiente virtuale a massima qualità), ovvero una serie di immagini secondo la mappatura UV che permettano ad ogni computer, per mezzo della loro scheda video di ricreare dinamicamente ed in tempo reale il mondo virtuale, con la massima qualità visiva.
In questo caso l'onere a monte, per chi realizza l'ambiente virtuale, è relativamente ridotto perchè il carico computazionale è intelligentemente distribuito anche a chi decide di visualizzare l'ambiente virtuale ed ha i mezzi (scheda video) per farlo.


Percorso libero o chiuso
Un ambiente virtuale visitato con la computer grafica è un ambiente libero: chiunque può restarci quanto tempo vuole, guardare nella direzione che preferisce, un po' come i progettisti osservano i loro lavori nei programmi CAD con cui li realizzano.
Un video è un percorso chiuso, scelto dal progettista, che forse non soddisfa appieno la curiosità dello spettatore.


Effetti speciali: animazioni, meccanismi, suoni...
In entrambi i casi si possono aggiungere animazioni, meccanismi e suoni... tuttavia un ambiente virtuale integrato in un sito web permette una maggiore varietà di possibili azioni, fra le quali anche il rimando ad un determinato sito web, senza che queste possano essere modificate da chiunque.

Integrazione nel web
Un ambiente virtuale realizzato con un engine può essere caricato in qualsiasi sito host e vissuto via browser in qualsiasi posto del mondo sia con appositi plugin, sia utilizzando html5.
La dimensione dei file che rendono l'ambiente virtuale via internet è maggiore rispetto a quella di semplici video che sfruttano codec video.
Un video può essere caricato nei siti web dedicati come youtube (ne esistono oltre un migliaio) oppure caricato su un sito web.
In entrambi i casi esistono valide risorse gratuite offerte da società che lavorano in internet.
In entrambi i casi la risorsa può essere integrata in qualsiasi sito internet o blog.

giovedì 13 novembre 2014

Il santo Graal: la stampa 3D

Il santo Graal dei nostri giorni, per i progettisti, è rappresentato dalla stampa 3D.
Tuttavia, finchè un modello di un coniglio di 5 cm x 5 cm x 4 cm (238 g d'argento, del valore di 127 euro) costa 1330 euro, spese di spedizione escluse, rimane doversa una riflessione sulla fascia di mercato raggiungibile con questa fantastica tecnologia moderna.