73725 - MODELLAZIONE VIRTUALE PER L'ARCHITETTURA

Conoscenze e abilità da conseguire

Metodi e tecniche di modellazione digitale tridimensionale avanzata per il progetto di architettura, come mezzo di prototipazione virtuale e sistema conoscitivo, analogo, omologo e isomorfo al reale. Il corso si focalizzerà su due tematiche fondamentali: metodi geometrici di produzione dei modelli, metodi di rendering come strumento di valutazione del progetto in corso di esecuzione e la costruzione dei modelli (metodi di illuminazione globale, metodi di mappatura tonale, high dinamic range imaging, aspetto dei materiali, riflettanza e colori, shading, rendering e modelli di illuminazione) e loro implementazione real-time come strumento di prefigurazione del progetto in corso di esecuzione e simulazione del progetto finito.

Contenuti

. Richiami di sistemi hardware per applicazioni grafiche 3D

Generalità, schede grafiche, librerie grafiche 3D, Open GL, monitors.

. Richiami di grafica raster

Formati di disegno raster: generalità sui formati grafici e caratteristiche principali.

Compressione dei dati: compressione lossye non lossy, LZW, JPEG, GIF, MPEG.

. Introduzione all'uso di modellatori tridimensionali

Generalità sul modeling, modellazione semantica, modellazione parametrica, real-time, integrazione di modelli con immagini bit-mapped, generazione di modelli wire-frame: generazione per punti, superfici, volumi, clippingtridimensionale. Funzioni di viewinge windowingtridimensionale, toolsdi visualizzazione. Trasformazioni grafiche tridimensionali.Formati vettoriali e formati di interscambio: IGES, STL, VRML, DXF.

Modellazione B-repe poliedri euleriani. Modellazione poligonale, meshtriangolari e mesha quadrilatero, normali. Modellazione solida e operazioni booleane.

. Curve e superfici tridimensionali

Generalità, forma parametrica, curve di Bézier, curve B-spline(uniformi e non uniformi, razionali non razionali). Generazione di  superfici tridimensionali. Generazione di curve su superfici. Continuità G0, G1, o G2, modifica di curve. Allineamento di curve. Rotazioni e traslazioni tridimensionali. Funzioni di swept, trimmedsurfaces, skinning.

. Applicazione e metodi di utilizzo (software Autodesk 3DMax Design)

Ambiente di lavoro, viewport, apertura e salvataggio di un file, stages, livelli. Viste prospettiche e viewport. Uso di immagini di sfondo. Disegno di curve 3D (NURBS), disegno di superfici 3D. Modellazione poligonale, conversione NURBS – poligoni. Solidi, Trasformazioni geometriche.

. Cenni di fotometria e illuminotecnica

Fondamenti di fotometria. Unità di misura illuminotecniche. Le sorgenti luminose naturali e artificiali.

. Shadinge modelli di illuminazione

Flatshading. Gouraud. Modellilocali: Lambert e Phong. Modelli globali: raytracinge radiosity. Principi teorici delle tecniche di photonmappinge finalgathering.

. Principi di lightingdesign

Introduzione ai concetti di architecturaland interiorlightingdesign e principi progettuali.

. Applicazioni per il renderinge il calcolo della illuminazione

Autodesk 3DMax Design 2014. Import, gestione, verifica del modello geometrico. Gestione dei dati di materiali e superfici. Gestione delle sorgenti di illuminazione naturali ed artificiali, dei calcoli e dei dati fotometrici. Ottimizzazione dei modelli geometrici per il calcolo dell'illuminazione. Resa foto realistica con global illumination(raytracing, radiosity, mentalray(photontracing  e finalgathering)). LightingAnalisysper studio dell'illuminamento e della luminanza mediante utilizzo di immagini a falsi colori. Ambient occlusionrenderinge  texturebaking. 

Testi/Bibliografia

. M. Gaiani, Metodi di prototipazione digitale e visualizzazione, Ed. Poli.Design, 2004

. R. Scateni, P. Cignoni, C. Montani, R. Scopigno, Fondamenti di grafica tridimensionale interattiva, McGraw-Hill, 2005

. H. Pottmann, A. Asperl, M. Hofer, A. Kilian, Architectural Geometry, Bentley Institute Press, 2007

. M. Gaiani, La rappresentazione riconfigurata, POLI.Design, Milano, 2006

. M. Magnazzi, S. Armeni, Mental rayper Autodesk3ds Max e AutodeskVIZ, AM4 Educational, Milano, 2008

. E. Segatto, Autodesk 3ds Max 2012, Tecniche Nuove, Milano, 2011

. http://students.autodesk.com

. Dispense fornite dai docenti su specifici argomenti

Metodi didattici

Il corso è organizzato in cicli di comunicazioni, una serie di esercitazioni applicative delle nozioni acquisite aventi per soggetto temi o oggetti prefissati da svolgere in aula nel corso delle lezioni, test scritti di verifica delle nozioni teoriche acquisite. Le lezioni sono suddivise secondo tre tipologie differenti fra loro complementari per ogni argomento:

. nozioni teoriche di base

. eventuali approfondimenti

. sessioni applicative con illustrazione di specifici software

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La valutazione avverrà sulla base della conoscenza dei contenuti trattati nelle lezioni espresso nelle prove di verifica in itinere di teoria e degli elaborati prodotti (prove di verifiche in itinere, prova grafica finale). 

Nota Bene: è previsto l'esonero dalla prova pratica finaleper chi avrà partecipato a tutte le esercitazioni previste dal Corso. Per chi è stato assente al massimo in due esercitazioni è prevista una prova pratica di recupero,mentre per chi è stato assente da tre a cinque esercitazioni è prevista una prova pratica integrativa e prova di teoria orale.

L'assenza alle attività del Corso per più di cinque esercitazioni non consentirà l'accesso alla valutazione finale.

Strumenti a supporto della didattica

La consegna delle esercitazioni avverrà in aula, su disco condiviso (eventualmente su chiavetta) entro le date e orari previsti. I ritardi porteranno alla necessità di recupero dell'esercitazione. I file dovranno essere inseriti in cartella recante i cognomi degli studenti.

Per tutte le esercitazioni con utilizzo di 3DS MaxDesign dovranno comunque essere tassativamente consegnati a cura dello studente:

. modello in formato .maxcompleto (modulo I e II )

. immagini rasterfotorealistichefinali secondo le specifiche necessità della esercitazione (modulo II)

. materiale di lavoro utilizzato per la realizzazione della esercitazione (modulo I e II) come da indicazioni in aula

Per ogni specifico tutorial verranno comunicate in aula il materiale complessivo richiesto per la consegna nonché i termini di consegna definitivi.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Gianluca Cattoli

Consulta il sito web di Simone Garagnani