Il poligono

Dopo aver fatto una panoramica su alcune nozioni base del 3D, adesso cominceremo ad approfondire e ampliare alcuni termini e concetti introdotti nei precedenti articoli, prestando  particolare attenzione, naturalmente, alla modellazione poligonale.

Il componente fondamentale della modellazione è il poligono, composto da elementi quali: vertice, spigolo, faccia e normale. Già discussi nell’articolo “elementi base della modellazione poligonale”, consideriamo questi parte integrante del poligono. Ciò che andremo a descrivere in questo articolo, però, sono elementi aggiuntivi, che ampliano alcune caratteristiche legate, in particolar modo, alla faccia.

La faccia è quell’elemento planare racchiuso da almeno 3 spigoli e per questo denominata “faccia triangolare”.

Tale concetto fa parte naturalmente del nostro campo di applicazione, ovvero quello della grafica 3D, poiché durante il processo di rendering, il modello tridimensionale viene discretizzato e quindi “trasformato” in un’insieme di facce triangolari.

La caratteristica che contraddistingue la fase di rendering, dunque, ci consente di giungere a una conclusione: teoricamente sarebbe possibile utilizzare facce triangoli durante il processo di modellazione perché nel prodotto finito non sarebbe possibile distinguere la tipologia di facce impiegate. Questo metodo, però, anche se utilizzato, condiziona il processo produttivo attraverso alcune problematiche come ad esempio la creazione di artefatti, errori di suddivisione che vi spiegheremo nei prossimi tutorials.

Per cercare di superare l’ostacolo, le facce utilizzate durante il processo di produzione sono generalmente composte da 4 spigoli.

Da un punto di vista pratico, l’utilizzo di poligoni con quattro spigoli offre i seguenti vantaggi:

– agevolare il processo stesso tramite l’uso di particolari strumenti,

– interoperare con programmi secondari,

– disporre di geometrie “pulite” e adatte a una manipolazione effettuata da altri comparti impiegati nel processo di produzione (es. skinning),

– una migliore e precisa suddivisione del modello tramite gli algoritmi di approssimazione.

È, però, necessario sottolineare come non sia possibile escludere un processo di creazione del modello con faccia a tre spigoli, poiché, oltre a essere intrinsecatamente legato alla modellazione poligonale, tale metodo  è spesso impiegato nel campo dei videogame (in questo caso è d’obbligo disporre di modelli poligonali con un numero relativamente basso di facce).

Volendo riassumere in maniera schematica quanto detto, possiamo operare la seguente distinzione:

– faccia triangolare/ elemento planare racchiuso da 3 spigoli,

– faccia quadrangolare/ elemento planare e non, racchiuso da 4 spigoli,

– Ngon/ elemento composto da 5 o più spigoli.

 

 

 

 

 

Per concludere, possiamo affermare che una o più facce possono essere denominate semplicemente “poligono”; parlando di “facce triangolari”, il termine poligono è interscambiabile con quello di faccia.

Elementi base della modellazione poligonale

Cos’è la modellazione poligonale?

Come già precedentemente introdotto, si tratta di una tecnica che, a nostro avviso più delle altre, permette un pieno controllo del processo di creazione, una flessibilità di modifica e un’approssimazione finale all’oggetto reale da parte di quello 3D, senza dubbio preferibile. Attraverso questa modalità di produzione, l’utente è in grado di verificare ogni processo in cui l’oggetto è coinvolto, perfezionandolo là  dove necessario, come nessun’altra tecnica è in grado di fare.

Prima di approfondire l’argomento, vogliamo chiarire un concetto semplice, ma al tempo stesso fondamentale per comprendere l’ambito in cui il processo di creazione 3D si inserisce.

A differenza dei programmi di grafica 2D, il cui il sistema di riferimento è per l’appunto bidimensionale e quindi sviluppato su 2 assi comunemente denominate “x” e “y”,  nell’ambito dei software 3D, lo spazio di lavoro fa riferimento a 3 assi: “x”, “y” e “z”. Mentre le prime due dimensioni indicano rispettivamente la larghezza e l’altezza di un oggetto, la terza individua la profondità dello stesso.

Ciò implica che l’inserimento dei parametri di creazione/modifica avviene attraverso i valori attribuiti a ogni dimensione individuata. Questo per dirvi che il processo di creazione degli oggetti 3D (in questo caso chiamato “processo di modellazione poligonale”) segue un sistema di coordinate a 3 dimensioni e che gli oggetti poligonali (mesh) non sono altro che la proiezione nello spazio virtuale delle informazioni attribuite alle tre dimensioni, tradotte e interpretate dal programma.

L’informazione/elemento base della modellazione poligonale è il “poligono”, il quale è a sua volta composto dai seguenti componenti fondamentali: vertice, spigolo, faccia, normale:

– il vertice è l’elemento che identifica un punto nello spazio 3D;

– lo spigolo è l’elemento che connette 2 vertici;

– la faccia è l’elemento planare racchiuso da almeno 3 spigoli;

– la normale è il vettore perpendicolare alla faccia.

Potremmo, inoltre, affermare che il poligono è quell’elemento che comprende un numero di facce complanari, l’orientamento delle cui normali, permette al programma 3D di determinarne la visibilità/ombreggiatura da parte dell’utente.

Riassumendo, il collegamento di più elementi base e la conseguente connessione di un’insieme di poligoni, consente di costruire la mesh poligonale; a tal proposito, è facilmente intuibile che maggiori sono le informazioni/elementi, più complesso/definito sarà l’oggetto 3D.