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Esistono vari tipi di programmi cad adatti alla modellazione di solidi e altri che permettono di eseguire rendering realistici

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Esistono vari tipi di programmi cad adatti alla modellazione di solidi e altri che permettono di eseguire rendering realistici

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La modellazione tridimensionale o modellazione CAD 3D è il processo atto a definire una forma tridimensionale in uno spazio virtuale generata su computer; Computer-Aided Drafting, cioè "disegno tecnico assistito dall'elaboratore": in tale accezione indica il settore dell'informatica volto all'utilizzo di tecnologie software e specificamente della computer grafica per supportare l'attività di disegno tecnico (drafting).
I sistemi di Computer Aided Drafting hanno come obiettivo la creazione di un modello.

Questi oggetti, chiamati modelli 3d vengono realizzati utilizzando particolari programmi software, chiamati modellatori 3D, o più in generale software 3d.

Questo termine viene utilizzato in ambito informatico e si distingue da altri tipi di modellazione tridimensionale manuale, come ad esempio la scultura tradizionale.

Da un punto di vista tipologico, tutta la modellazione 3D, rientra in due grandi famiglie, ognuna riguardante un ben determinato genere di modelli:

La Modellazione organica - è la tipica modellazione utilizzata per realizzare gli esseri umani o le creature, animali o umanoidi. Viene usata per tutti i soggetti "naturali", come rocce, piante, alberi e per il territorio in generale, in questi casi i modelli sono tanto più riusciti quanto più sono ricchi di particolari.                                                                                                                        Anche molti oggetti di disegno industriale, che abbiano forme morbide e arrotondate, possono servirsi di una modellazione organica.

La Modellazione geometrica] - è il tipo di modellazione meno recente, viene utilizzata per realizzare oggetti tecnici o meccanici, o comunque per qualsiasi cosa che abbia una natura artificiale, e che non rientri nella categoria precedente.                                                                                          Generalmente la complessità dei modelli realizzati con questo genere di modellazione è molto inferiore, se si guarda all'aspetto esteriore delle singole forme, ma non se si considerano aspetti legati alla precisione e alla corrispondenza delle parti.

Naturalmente uno stesso oggetto può contenere sia modellazione organica che geometrica, oppure può essere formato da un insieme di parti contenenti sia modelli organici che geometrici.

La modellazione parametrica è un tipo di modellazione tridimensionale che si differenzia dalla modellazione solida classica perché si basa sulla messa in relazione di varie componenti/parti del modello tra di loro o con numeri o caratteristiche che vengono appunto definiti parametri.
Questo costituisce una modalità particolarmente interessante di strutturare e realizzare i modelli 3d virtuali, poiché permette di concatenare una serie di modifiche e di automatizzare dei processi ogni volta che si va ad agire su un determinato parametro per apportare una modifica.                                 Una definizione (file) parametrica ben strutturata permette di apportare velocemente e in maniera esatta modifiche al progetto o di studiare in maniera relativamente semplice una serie di possibilità o alternative partendo da dei presupposti numerici (dimensionali, quantitativi..) o formali assegnati.
L’aggettivo algoritmico è sinonimo di parametrico e fa riferimento al fatto che i software di modellazione parametrica sfruttano algoritmi matematici per descrivere i processi e le azioni che si traducono in modelli tridimensionali.
L’approccio parametrico può essere particolarmente interessante se applicato nel campo del design e della progettazione di prodotti perché permette di studiare simultaneamente varie alternative e aggiunge possibilità di personalizzazione all’oggetto finito.
Una volta definito progettualmente l’oggetto di design, scrivendone la definizione parametrica (ovvero le “regole“ che ne guidano la genesi formale) vengono precisati una serie di parametri dimensionali, quantitativi, di gestione delle forme; andando ad agire su questi numeri si possono generare da una forma o idea base un numero virtualmente infinito di alternative.
La modellazione parametrica può trovare applicazione in moltissimi campi: permette di modificare con rapidità e precisione le componenti di un pezzo meccanico, di progettare e valutare le aperture o il sistema di rivestimento di un edificio in campo architettonico, di creare oggetti di design altamente customizzabili e sempre diversi; un approccio algoritmico può essere utile anche per la gestione del disegno di cartamodelli nel settore tessile o per il design grafico.
Utilizzando questo tipo di progettazione, inoltre, è possibile ricreare morfologie e pattern guidati dal codice e assimilabili a forme della natura, con una complessità e una ricchezza altrimenti impensabili.

Naturalmente uno stesso oggetto può contenere sia modellazione organica che geometrica, oppure può essere formato da un insieme di parti contenenti sia modelli organici che geometrici.

I vantaggi della progettazione Cad 3d sono molti:

Il progetto 3d può essere modificato velocemente per effettuare simulazioni estetiche o cambiamenti di modellazione delle superfici, aggiunte di parti al modello iniziale, (castoni per pietre,decorazioni a bassorilievo,etc.).

La creazione di "librerie virtuali" che contengono forme basiche di elementi 3d,agevola la velocità della tempistica progettuale.

Sono molto utili gli strumenti che permettono la scalatura dimensionale del modello 3d , la possibilità di creare oggetti speculari, indispensabile nella progettazione di orecchini.

Il modello disegnato  può essere visionato in tutte le sue parti, così da sapere in anticipo quali saranno le sue caratteristiche  in termini di dimensioni, misure e PESO ancor prima di essere realizzato in metallo.

In fase di progettazione è auspicabile tenere e utilizzare uno strumento di misurazione (calibro), per avere una maggiore consapevolezza sia delle misure reali dell'oggetto, sia di tutte le sue componenti esterne che andranno a completare il prodotto finale.

Per sapere in anticipo il peso del modello disegnato basterà calcolare il volume,(dato in modo automatico dal programma cad) e moltiplicarlo per il peso specifico del materiale utilizzato per la realizzazione del modello.

Peso= V * Ps

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Progetto di orecchino e pendente con pietre

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Dopo la progettazione di un modello cad  è necessario intervenire sullo stesso con l'ausilio di strumenti meccanici che rispondono  a specifici programmi software.
Nel caso di disegni bidimensionali, è possibile intervenire utilizzando macchine da taglio laser oppure CNC (centri di lavoro).
Con il disegno tridimensionale la lavorazione è eseguita grazie a stampanti 3D, CNC e sinterizzatori di metallo.

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Rendering è un termine preso in prestito dalla lingua inglese, molto diffuso nell’ambito della computer grafica.

Con il termine rendering fotorealistico (o rendering, o più semplicemente render) si definisce il processo che permette di ottenere, a partire da un modello tridimensionale elaborato al computer, un’immagine artificiale molto realistica.

Più in dettaglio, è un’immagine elaborata al computer a seguito di una modellazione tridimensionale basata su dati di progetto; il modello geometrico realizzato viene rivestito con colori del tutto uguali ai materiali reali (texture) e illuminato mediante fonti luminose che riproducono quelle naturali o artificiali.

Nel caso in cui i parametri vengano impostati ad imitazione di quelli presenti in natura (luce solare effettiva), texture fotografiche, inquadrature prospettiche reali, etc. allora il rendering può definirsi fotorealistico. Dopo aver creato un’immagine statica, i fotogrammi possono anche essere visti in sequenza generando una vera e propria animazione.

Quindi, se una fotografia ha la funzione di illustrare qualcosa che già esiste, un rendering ha lo scopo di illustrare un’idea, un progetto, un modello che ancora non esiste, ma come se esistesse davvero!

Il designer , con l'ausilio di programmi SOFTWARE di rendering (KeyShot, Blender, AutoCad, ThinkerCad, Sketchup, Cinema4D etc).

avrà la possibilità di fornire al cliente la percezione reale dell' oggetto ancora virtuale da un punto di vista estetico e formale.

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Alcune aziende utilizzano delle applicazioni che permettono a chiunque abbia uno smartphone di poter indossare virtualmente le collezioni prodotte, così da creare un filo diretto tra l'azienda e il consumatore.

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Uploaded by GrowRing Diamonds on 2017-05-16.

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Uploaded by GrowRing Diamonds on 2016-08-07.

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SOFTWARE DI MODELLAZIONE geometrica e mista

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SOFTWARE DI MODELLAZIONE geometrica e mista

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RHINOCEROS

Rhinoceros, comunemente chiamato Rhino, è un software applicativo commerciale per la modellazione 3D di superfici sculturate (free form) realizzato da Robert McNeel & Associates, un'azienda di Seattle nello stato di Washington, negli USA. Viene normalmente utilizzato per il disegno industriale, l'architettura, il design navale, il design del gioiello, il design automobilistico, il CAD/CAM, per la prototipazione rapida, il Reverse engineering e per il design della comunicazione.

In Rhino, tutte le entità geometriche sono rappresentate mediante NURBS (acronimo di Non Uniform Rational B-Splines). Molto semplicemente, le NURBS sono una rappresentazione matematica mediante la quale è possibile definire accuratamente geometrie 2D e 3D quali linee, archi e superfici a forma libera.

I plug-in sviluppati da McNeel comprendono Flamingo (rendering ), Penguin (rendering non fotorealistico) e Bongo.

Sono disponibili anche plug-in per il CAM e la fresatura CNC, come madCAM e RhinoCAM, che permettono il disegno dei tracciati direttamente all'interno del programma.

Come molte applicazioni di modellazione, Rhino dispone anche di un linguaggio di scripting basato sul linguaggio Visual Basic e di un SDK che permette di leggere e scrivere file direttamente in Rhino.
Rhinoceros 3D ha avuto successo come programma di progettazione architettonica in parte grazie al plug-in Grasshopper per la progettazione parametrica, oggi sempre più utilizzata dagli studi di architettura.

Per i progettisti che desiderano esplorare velocemente forme organiche, SubD è un nuovo tipo di geometria che può essere modificata, con forme altamente precise. Diversamente da altri tipi di geometria, SubD combina la precisione free-form consentendo modifiche veloci.

Modellazione organica e precisa ancora più facile.
L'utilizzo di rhinoceros 7, dotato di strumenti di modifica SUB-D, consente modellazioni plastiche organiche in tempo reale.

Gli oggetti SubD sono molto precisi e possono essere convertiti direttamente in solidi pronti alla fabbricazione. È inoltre possibile convertire i dati mesh o i dati scansionati in oggetti SubD, quindi eventualmente in NURBS.

La sua crescente popolarità è basata sulla sua diversità, sulle funzionalità multidisciplinari, sulla sua bassa curva di apprendimento, sul costo relativamente basso e sulla possibilità di esportare file in oltre trenta formati diversi, rendendolo un vero e proprio strumento di conversione all'interno di un flusso di lavoro.

Le sei caratteristiche principali di Rhinoceros

1. Economico: gli altri strumenti di modellazione 3D in forma libera con le funzioni simili a Rhino costano molto di più.

2. Dal disegno alla realtà: fornisce l’accuratezza di progettazione, prototipazione, ingegneria, analisi e produzione di oggetti dagli aerei ai gioielli.

3. Versatile per diversi settori industriali: utilizzato nel design industriale, nell’architettura, nella progettazione di film e set, nella progettazione di veicoli, solo per citarne alcuni.

4. Compatibilità: compatibile con altri software di progettazione, elaborazione, CAM, ingegneria, analisi, rendering, animazione e illustrazione.

5. Facile da usare: rimuove tutte le complessità associate al software di modellazione CAD con l’interfaccia software semplice da usare.

6. Gestisce le complessità: capacità di leggere e riparare mesh e file IGES estremamente impegnativi.

Le applicazioni di Rhinoceros sotto questo punto di vista sono essenzialmente:

Render in 3D: la presentazione in alta qualità è fondamentale per la maggior parte dei progetti. Rhino presenta i tuoi progetti con un’ottima luce. Rhino 7 contiene nuove funzionalità per i render, materiali, texture e ambienti, mappatura delle texture, viste della fotocamera, illuminazione, modificatori di rete e effetti post-rendering.

Dal modello in 3D alla stampa in 3D: considerato il costo della tecnologia di stampa digitale e della stampa 3D in tempi brevi, sempre più designer hanno accesso diretto alle apparecchiature di produzione digitale 3D, come ad esempio una stampante 3D Progetta e crea modelli direttamente con questo software per accorciare i tempi e risparmiare sui costi di produzione!

Prototipazione rapida: vent’anni fa Rhino ha fornito ai progettisti strumenti per costruire modelli di computer che potrebbero essere utilizzati per guidare le attrezzature di fabbricazione digitalmente controllate nei cantieri navali. Da allora, i modelli Rhino sono accurati per essere utilizzati in molti processi di fabbricazione, produzione o costruzione.

Ci sono altri programmi specifici per la gioielleria  plug-in di RHINOCEROS, che utilizzano la stessa piattaforma software.
Questi hanno degli strumenti e delle applicazioni aggiuntive specifiche per il settore orafo che rendono i programmi più performanti rispetto a rhinoceros.
i programmi sono:
MATRIX
RHINOGOLD
RHINOJEWEL
RHINOPROJ

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ZBRUSH e SCULPTRIS
ZBrush è un programma di grafica computerizzata che combina modellazione, texturizzazione e painting in 3D.
È usato come strumento di scultura digitale per creare modelli ad alta risoluzione con superfici uniformi grazie ad un controllo pixel su pixel.
Gli strumenti disponibili sono all’avanguardia, al pari di quelli utilizzati da studi cinematografici, sviluppatori di giochi e artisti di tutto il mondo.

Dynamesh è l’argilla digitale di ZBrush. Ricostruisce la topologia della scultura  creando una superficie uniforme anche su modelli complessi.

La nuova versione di ZBrush  ottimizza ulteriormente gli strumenti dedicati alla scultura digitale consentendo ad un artista di progettare anche su opere che hanno una grande quantità di dettagli.

ZBrush  definisce ulteriormente lo standard del settore per la scultura digitale. Le sue funzioni consentono di utilizzare pennelli personalizzabili per modellare, strutturare e dipingere argilla virtuale in tempo reale con feedback immediati.

ZBrush è usato da studi cinematografici, sviluppatori di giochi, designer di gioielli, designer di automobili / aviazione, illustratori e artisti di tutto il mondo.

SCULPTRIS
La differenza principale tra Sculptris ed i software tradizionali è che esso è più intuitivo e verosimile nella scultura.
E' un software di modellazione 3D che, nel modo di operare, ricorda tanto la lavorazione dei materiali molto malleabili tipo creta o plastilina.
Sculptris è un  software intuitivo che da' la possibilità di creare fantastici e dettagliati modelli 3D partendo semplicemente da una sfera o da un piano, attraverso appositi strumenti di creazione, di pennelli e di funzioni di simmetria

Sculptris è un software gratuito che si può scaricare dal sito ufficiale della Pixologic e pesa poco meno di 20Mb (parliamo della versione 6). Pixologic è la stessa software house che produce ZBrush, noto programma di modellazione 3D molto potente, con il quale sono stati prodotti i più bei personaggi virtuali del mondo cinematografico.
Creare personaggi con Sculptris è davvero molto simile alla manipolazione dei suddetti materiali e, gli strumenti del software, sono in grado di emulare perfettamente tutte le caratteristiche della modellazione offrendo, agli esperti del settore, possibilità creative mai pensate prima e, ai meno esperti, agli appassionati o ai sempli curiosi, un software di grandi prestazioni capace di semplificare notevolmente la realizzazione di oggetti e personaggi 3D.

Ecco uno dei tanti video presenti su youtube che mostra cosa sia possibile realizzare con Sculptris.

Come detto il programma è gratuito, ma ciò non limita le potenzialità offerte. Chi possiede una tavoletta grafica può sfruttare la gestione della pressione e dell’inclinazione al fine di modellare al meglio la “pasta virtuale”, è possibile esportare la propria creazione per ZBrush e nel formato standard Waveform OBJ, formato letto da tutti i software di creazione 3D (Cinema 4D, 3 Studio Max, Maya).

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Blender è un software libero e multipiattaforma di modellazione, animazione, compositing e rendering di immagini tridimensionali.

Dispone inoltre di funzionalità per mappature UV, simulazioni di fluidi, di rivestimenti, altre simulazioni non lineari e creazione di applicazioni/giochi 3D.
È disponibile per vari sistemi operativi: Microsoft Windows, macOS, GNU/Linux, FreeBSD, assieme a porting non ufficiali per BeOS, SkyOS, AmigaOS, MorphOS e Pocket PC.
Blender è dotato di un robusto insieme di funzionalità paragonabili, per caratteristiche e complessità, ad altri noti programmi per la modellazione 3D come Cinema 4D, 3D Studio Max e Maya.

Storia di Blender

In origine, il programma è stato sviluppato come applicazione interna dallo studio di animazione olandese NeoGeo. L’autore principale, Ton Roosendaal, fondò la società Not a Number Technologies (NaN) nel 1998 per continuare lo sviluppo e distribuire il programma che inizialmente fu distribuito come software proprietario a costo zero (freeware) fino alla bancarotta di NaN nel 2002. I creditori acconsentirono a pubblicare Blender come software libero.

Perché usare Blender

Blender permette di seguire tutta la PIPELINE lavorativa senza dover uscire dal programma. Bozze, modellazione, rendering, sculpting, animazione, montaggio video, compositig, realtime, VR, avvengono tutte all’interno di Blender, e questo potenziale non lo offre nessun altro programma 3D.

Funzionalità di Blender

Blender richiede poco spazio per essere installato e può essere eseguito su molte piattaforme. Sebbene sia spesso distribuito senza documentazione o esempi il software è ricco di caratteristiche tipiche di sistemi avanzati di modellazione. Tra le sue potenzialità, possiamo ricordare:

Supporto per una grande varietà di primitive geometriche, incluse le mesh poligonali.

Conversione da e verso numerosi formati per applicazione 3D;

Strumenti per gestire le animazioni, come la cinematica inversa, le armature (scheletri) e la deformazione lattice, la gestione dei keyframe, le animazioni non lineari, i vincoli, il calcolo pesato dei vertici e la capacità delle mesh di gestione delle particelle;

Gestione dell’editing video.

Motore di rendering interno.

Sistema Sculpt per modellare gli oggetti 3d e Grease Pencil per disegnare in 2d in un ambiente 3d;

Scripting in python per automatizzare e/o controllare numerosi aspetti del programma e della scena.

VIDEO TAZZA CON BLENDER

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SOFTWARE DI MODELLAZIONE GEOMETRICA PARAMETRICA

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SOFTWARE DI MODELLAZIONE GEOMETRICA PARAMETRICA

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SOLIDWORKS

SolidWorks è un software di disegno e progettazione tridimensionale parametrica, prodotto e commercializzato dalla Dassault Systèmes.
Nasce come software appositamente dedicato per l'ingegneria meccanica ed è quindi particolarmente utile per la progettazione di apparati meccanici, anche complessi.
SOLIDWORKS è un CAD completo che grazie ai vari moduli di cui è composto assiste passo dopo passo tutto il processo di progettazione di un prodotto: dal concept alla simulazione e valutazione di impatto ambientale, dalla pubblicazione di manuali tecnici alla creazione della documentazione d’ispezione.

Caratteristiche di Solidworks

Grazie a questo software è possibile realizzare progetti in 2D e 3D di solidi e superfici, con un sistema geometrico di tipo parametrico personalizzabile in ogni aspetto.

Intuitivo, di facile utilizzo e perfettamente compatibile con AutoCAD, questo software risulta sicuramente più facile da utilizzare di AutoCAD e software simili.

Solidworks consente di portare con poche e semplici operazioni progetti dal 2D al 3D e di importare ed esportare liberamente file Auto CAD, nonché di importare ed esportare geometrie in una grande varietà di formati tridimensionali, in particolare è in grado di importare (anche solo se come corpo grafico) file creati con altri programmi di progettazione meccanica.

Queste le principali funzioni e caratteristiche di Solidworks:

Solidworks Composer: per aprire e salvare file in formato 3D.

Solidworks Viewer:per vedere i file Solidworks anche senza possedere una licenza.

Solidworks RX: Tool per la risoluzione dei problemi del software.

Photoworks 360: per ottenere velocemente il rendering.

Plugin Photoworks: per il rendering e per applicare luci, texture, immagini e materiali al progetto ed ottimizzare la resa grafica dello stesso.

Toolbox: Insieme di tool per calcoli strutturali.

Creazione automatica di sistemi di collegamento: per applicare in maniera veloce ed automatica bullonature e collegamenti sul proprio progetto.

E-drawings: per creare file 3D leggeri ideali per essere allegati in mail a destinatari che non possiedono Solidworks.

DimXpert: per assegnare quote nel rispetto delle misure dimensionale e geometriche, che consente di effettuare poi uno studio sulle possibilità di gioco e interferenza.

Animazione: Per ottenere filmati in cui viene mostrata ogni possibile variazione del prodotto (rotazione, variazione nel colore, e tutte le proprietà visive).

Studio di movimento: per creare il movimento nella sua riproduzione più realistica possibile.

Saldature: per avere il controllo della saldatura nella sua completezza e in ogni componente utilizzato.

Lamiera: per lavorare con elementi solidi come se fossero in lamiera; consente di convertire, se le caratteristiche del progetto sono adeguate, un solido standard in lamiera.

Librerie: contiene i pezzi standard (bulloni, ruote dentate ecc.) ed elementi provenienti dalle aziende sponsor.

Scanning 3D: per lavorare su file provenienti da scanner 3D e ideale per ottenere il riconoscimento di facce e superfici e ricosrtuire un solido.

Dopo aver elencato e sintetizzato le funzionalità di questo software nella sua versione base, scopriamo insieme quali sono i suoi software aggiuntivi:

Facendo riferimento alla versione Simulation, le caratteristiche aggiuntive riguardano funzioni di analisi (statica, non lineare, di vibrazione, di impatto, termica e a fatica).

Con l'integrazione invece di Floworks, le caratteristiche implementate sono relative a funzioni di calcolo per la convenzione termica e analisi fluidodinamica di fluidi componibili e non.

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SOFTWARE DI MODELLAZIONE GEOMETRICA PARAMETRICA

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SOFTWARE DI MODELLAZIONE GEOMETRICA PARAMETRICA

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VISI
VISI è riconosciuto come la soluzione CAD / CAM di riferimento per la progettazione e produzione, dedicata all’industria degli stampi. Offre infatti una combinazione unica di soluzioni che integra, in un unico ambiente, wireframe con modellazione di superfici e solidi, lavorazioni 2, 3 e 5 assi e routine dedicate per l’alta velocità. Applicazioni specifiche per l’industria quali la progettazione di stampi plastica ad iniezione, l’analisi dei flussi e la progettazione di stampi progressivi con spiegatura passo-passo, forniscono allo stampista strumenti tecnologicamente avanzati con ineguagliabili livelli di qualità e produttività.

VISI può lavorare con solidi, superfici e wire-frame combinati senza alcuna restrizione. I comandi di modellazione solidi includono sottrazione, unione, intersezione, sede di oggetto, cavità, raccordi a raggio fisso e variabile. Le funzioni di modellazione superficiale includono patch a 3, 4 o “n” lati, superfici di scorrimento su 1 o 2 direzioni con generatrici multiple, superfici tangenti, tubolari, rigate, di rivoluzione. Questa grande varietà di funzioni di modellazione solidi, combinate con funzione di editing delle superfici, rende agevole la correzione di geometrie importate che possono risultare corrotte, ed anche costruire da zero i modelli più complessi.

Vero software offre soluzioni dedicate che consentono di eliminare i passaggi tra diversi fornitori di software e le conversioni geometriche da solido a superficie o da CAD a CAM richieste dai sistemi tradizionali.