3D Graphic

Nel panorama delle arti visive, si va imponendo ormai da anni un nuovo termine, molto popolare e di forte richiamo: Computer Grafica. Una parola che rappresenta tutto quell'universo di immagini producibili al computer, altamente realistiche o fotorealistiche e il cui uso spazia dalla pubblicità all'arte. Si tratta di un insieme di nuove tecnologie che consentono la realizzazione di figure complesse e di animazioni, trovando così applicazione in molti settori, soprattutto commerciali.

In primo luogo il cinema, dove molte sequenze ricche di effetti speciali fanno ormai forte leva su di esse, e poi la televisione, la pubblicità, e ancora la progettazione, il design, anche applicazioni a carattere scientifico, analisi di fenomeni naturali come quelli atmosferici, potrei andare avanti all'infinito. Insomma, un raggio di possibili impieghi che ha favorito un enorme successo e una conseguente esplosione commerciale nell'ultimo decennio; successo che, a sua volta, ha spinto i produttori di programmi ad apportare continui miglioramenti ad un ritmo frenetico. Basta confrontare i lavori prodotti dieci anni fa e quelli prodotti oggi, per rendersi conto dell'abisso che esiste tra di essi, in termini di realismo e bellezza delle immagini.

La grafica 3D è un settore in continua e rapida crescita e abbinato alla costante evoluzione e diffusione di Internet, rappresenta una delle principali fonti di ricavo per l'informatica dei prossimi anni. Un mercato ancora ben lontano dall'aver raggiunto una fase di stabilità, basta infatti pensare a quanto sia recente la sua nascita, che può essere fissata attorno alla metà degli anni settanta, quando alcuni centri di ricerca universitari e alcune società commerciali cominciarono ad investire tempo e denaro nello sviluppo di tali strumenti.

L'impiego sempre più massiccio della computer grafica in settori molto diversificati richiede un continuo miglioramento della qualità delle immagini di sintesi, per generare una figura al calcolatore sono dunque necessario oggi conoscenze approfondite di tecniche specifiche. In particolare, la simulazione di un oggetto reale implica un processo di produzione dell'immagine che non può prescindere da una descrizione geometrica tridimensionale dell'oggetto in questione. I programmi attualmente disponibili sul mercato permettono di creare geometrie tridimensionali anche molto complesse, che possono poi essere adeguatamente manipolate per la simulazione desiderata. È insomma il momento di mostrare che computer grafica non vuoi più dire élite di pochi ingegneri esperti, ma indica ormai uno strumento che sarà sempre più alla portata di tutti, sia tecnicamente, sia economicamente.

I programmi di grafica 3D sono forse uno degli esempi più eclatanti di come il mercato informatico si sia evoluto negli ultimi anni. Ancora pochi anni fa, parlare di geometrie tridimensionali per la realizzazione di immagini voleva dire programmi molto complessi, utilizzabili solo da esperti e, soprattutto, molto costosi, cosicché il possibile acquirente era solo una società di un certo livello, che potesse ammortizzare tali costi con produzioni importanti. Inoltre, dal punto di vista hardware, erano richiesti calcolatori molto potenti, per di più dotati di specifiche caratteristiche mirate alla grafica; non è un segreto che la Silicon Graphics sia sempre stata alla guida di tale settore proprio per le prestazioni grafiche delle proprie macchine. Oggi però la situazione è profondamente cambiata; dal punto di vista dell'utente, i programmi risultano molto più potenti, i risultati che si possono ottenere sono sempre più impressionanti per realismo, e qualità e al tempo stesso richiedono tempi di apprendimento più brevi. Dal punto di vista economico, anche piccole società possono oggi avvicinarsi a tali prodotti, spesso ammortizzando i costi in una singola produzione. In effetti, si è notevolmente aperto il ventaglio di possibilità offerte dal mercato; si noti comunque che il livello più alto di programmi ha ancora dei costi sostenibili solo da poche grandi società di produzione, principalmente in campo cinematografico. Per quanto concerne l'aspetto hardware, la tendenza è stata la stessa: oggi le prestazioni dei computer sono incredibilmente elevate, e i costi continuano a crollare.

Vista la crescente domanda di potenza di calcolo, molte case produttrici hanno messo a disposizione macchine in grado di fornire prestazioni elevatissime, impensabili fino a pochi anni fa. Durante l'ultimo decennio, la potenza di calcolo disponibile è cresciuta di circa mille volte, mentre i costi sono diminuiti all'incirca nello stesso rapporto. Si può quindi prevedere che i costi dell'hardware saranno sempre meno influenti, anche e soprattutto in computer grafica, un settore in cui hanno sempre giocato un ruolo fortemente frenante. Oltre all'aspetto di natura economica, rimane l'aspetti tecnico, cioè quello da me affrontato in questo lavoro.

Molte persone oggi amano definirsi Computer Artist lasciando intendere che la loro vena artistica si esprime attraverso questi nuovi strumenti; ciò che a loro preme è rilevare come in effetti la grafica computerizzata possa essere considerata a tutti gli effetti come un nuovo mezzo di espressione. Sebbene una visione "preconfezionata" tenda ad immaginare tali programmi come niente più che un arido strumento di calcolo, da cui non sia possibile ricavare alcuna forma di arte, è necessario superare tale visione.

La Computer Grafica e la Grafica 3D sono mezzi che fanno uso di tecniche diverse, la cui conoscenza è fondamentale per poter essere in grado di esprimersi, magari anche come artista. Le tecniche più tradizionali, come la pittura, sono sicuramente più immediate e naturali, un bambino infatti con una matita può disegnare forme interessanti, mentre non potrebbe probabilmente utilizzare neanche le funzioni base di un software. La tendenza attuale dei produttori è comunque quella di sviluppare nuovi strumenti la cui interfaccia sia sempre più naturale, istintiva, recuperando, dove è possibile, gesti tipici delle tecniche di disegno. Uno dei settori di ricerca più attivi riguarda proprio le interfacce utente, la cui progettazione richiede studi approfonditi non solo del programma stesso, ma anche e soprattutto delle tecniche tradizionali e della componente umana, in modo da adattare il programma alle capacità dell'utente.

La grafica al calcolatore va divisa in due parti distinte, la grafica bidimensionale e la grafica tridimensionale: la grafica a due dimensioni è molto più vicina alla pittura, in quanto consente all'utente di lavorare direttamente all'immagine finale, disegnando e colorando con utensili in qualche modo simili a quelli reali (pennello, aerografo, ecc.), essa permette insomma di agire direttamente sul colore di ogni singola parte dell'immagine finale. La grafica tridimensionale è in stretta relazione con la fotografia e con il cinema, lavorare in tre dimensioni significa non agire direttamente sull'immagine finale, ma ricreare prima la forma degli oggetti che in essa saranno rappresentati, poi definirne l'aspetto (colore, luminosità, materiali, ecc.) e infine lasciare al computer il compito di calcolare l'intera immagine finale. Tale processo si applica anche alle luci, di cui si deve definire ogni proprietà (posizione, tipo, potenza, colore, ecc.); sarà poi il programma a valutare e calcolare il loro effetto sui diversi oggetti. Una grossa parte del lavoro è quindi lasciata alla macchina, ma non per questo motivo si deve pensare che nessuno spazio rimanga per la creazione artistica: l'utente-artista è chiamato a fare uso della sua creatività nella fase di costruzione e definizione della scena, non esistono limiti a quali forme egli possa immaginare e riprodurre, e non esistono limiti alla complessità dei materiali che egli può definire, così da poter guidare il computer a calcolare immagini che risultino totalmente espressione delle sue fantasie.

In questa tesina mi occuperò della grafica tridimensionale, senza alcun specifico approfondimento a quella bidimensionale. La grafica tridimensionale ha ormai invaso tutte le frontiere della multimedialità, film, videoclip e videogiochi sono ormai strettamente legati al computer e ai nuovi sofisticatissimi software che permettono di creare delle vere e proprie meraviglie. Giusto per far comprendere le potenzialità dei nuovi magnifici software, posso ricordare che Titanic, Matrix, Toy Story, molte scene di Guerre Stellari, Z la Formica, Il Signore degli Anelli, Shark Tale, Shrek, e tantissimi altri lavori sono stati realizzati con Lightwave (potente software di Grafica 3D) o con altri software simili. Stesso discorso vale per i migliori videogiochi, come ad esempio Final Fantasy, o, in campo musicale, per gli ultimi videoclip.

Partendo dal presupposto che non si entra a far parte della Pixar per il fatto di possedere Lightwave, si può iniziare a scoprire la grafica 3D utilizzando software più facili da utilizzare. Ci sono diversi programmi che permettono di creare veri e propri capolavori in tre dimensioni, la creazione di macchine con potenza di calcolo sempre più alta e lo sviluppo di software sempre più potenti ci permette, oggi, di restare incollati alle poltrone del cinema davanti ad effetti speciali sbalorditivi e rigorosamente "reali"; l'evoluzione a cui si è assistito è impressionante e merita di per sé un'attenzione tutta particolare.

Dando per scontato che presto o tardi tutti avremo a che fare con prodotti di grafica 3D, chi come spettatore o chi più direttamente come protagonista, ho pensato che sia utile comprendere i meccanismi fondamentali di questo tema. Tenterò di analizzare le tecniche principali, gli strumenti e le singole materie scolastiche che in qualche modo sono complici dell'argomento da me trattato, senza magari approfondire eccessivamente e sovraccaricare il tutto (non è interessante riscrivere i manuali utente dei vari programmi). Lo scopo è insomma quello di mostrare gran parte delle possibilità offerte dalla computer grafica e la grafica 3D facendo vedere quali risultati esse producano; per fare ciò ho utilizzato una ricca raccolta di esempi reali, immagini e testi, riassunti, rielaborati da vari autori, provenienti da produzioni reali.