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Indice

Introduzione                                     IX

Capitolo 1
Introduzione alla Computer Graphics e al 3D       1

1.1 La creatività                                 1
1.2 Definizione di Computer Graphics              2
1.3 Le varie fasi della produzione                4
1.4 Il flusso di lavoro nelle produzioni
    di Computer Graphics                          7
1.5 I concetti di base                           11
1.6 I concetti di base della cinematografia      21
1.7 Riepilogo                                    27

Capitolo 2
L'interfaccia di Maya                            29

2.1 L'utilizzo di Maya                           29
2.2 Gli elementi dello schermo                   29
2.3 Pannelli e finestre di uso frequente         41
2.4 La struttura degli oggetti Maya              61
2.5 Riepilogo                                    63

Capitolo 3
La tua prima animazione in Maya                  65

3.1 Panoramica del progetto: il Sistema solare   65
3.2 Il processo di pre-produzione:
    la pianificazione                            65
3.3 Creazione di un progetto                     66
3.4 Il processo di produzione: creazione
    e animazione degli oggetti                   67
3.5 Uso della finestra Outliner                  83
3.6 Riepilogo                                    86

Capitolo 4
Modellazione con NURBS                           87

4.1 Pianificazione del modello                   87
4.2 Modellazione con NURBS                       95
4.3 Creazione di un'ascia con superfici NURBS   102
4.4 Editing delle superfici NURBS               110
4.5 Utilizzo di Artisan per scolpire
    le superfici NURBS                          121
4.6 Suggerimenti riguardanti la modellazione    123
4.7 Riepilogo                                   124

Capitolo 5
Modellazione a poligoni                         125

5.1 Elementi di base dei poligoni               125
5.2 Conversione di superfici NURBS in poligoni  128
5.3 Strumenti per l'editing dei poligoni        130
5.4 Utilizzo degli strumenti: creazione
    di una semplice mano                        131
5.5 Creazione delle aree di dettagli su una rete
    (superficie) poligonale                     139
5.6 Lo strumento Sculpt Polygons                143
5.7 Modellazione di progetti complessi:
    una catapulta poligonale                    141
5.8 Suggerimenti per la modellazione a poligoni 157
5.9 Riepilogo                                   158

Capitolo 6
Ulteriori argomenti di modellazione             159

6.1 Modellazione tramite deformatori:
    il deformatore Lattice                      159
6.2 Le superfici di suddivisione                163
6.3 Creazione di una stella marina              164
6.4 Realizzazione di una teiera                 169
6.5 Riepilogo                                   177

Capitolo 7
Ombreggiature e texturing in Maya               179

7.1 Tipi di shader                              180
7.2 Attributi degli shader                      184
7.3 Texturing dell'ascia                        186
7.4 Trame e superfici                           198
7.5 UV. poligoni e immagini:
    i sistemi di colorazione                    208
7.6 Riepilogo                                   212

Capitolo 8
Introduzione all'animazione                     213

8.1 Un semplice esercizio di animazione:
    una palla che rimbalza                      213
8.2 Lancio dell'ascia                           221
8.3 Sostituzione degli oggetti                  238
8.4 Animazione della catapulta                  240
8.5 Riepilogo                                   249

Capitolo 9
Altre tecniche di animazione                    251

9.1 Scheletri e cinematica                      251
9.2 Uso degli scheletri: la mano                266
9.3 Cinematica inversa                          279
9.4 Elementi di base delle relazioni: i vincoli 283
9.5 Elementi di base delle relazioni:
    Set Driven Keys                             289
9.6 Riepilogo                                   292

Capitolo 10
L'illuminazione in Maya                         295

10.1 Elementi di base della luce                295
10.2 Le luci in Maya                            301
10.3 Aggiungere le ombre                        308
10.4 Effetti di illuminazione                   313
10.5 Suggerimenti per l'uso e l'animazione
     delle luci                                 318
10.6 Riepilogo                                  320

Capitolo 11
Il rendering in Maya                            321

11.1 Configurazione del rendering               321
11.2 Anteprima del rendering:
     la finestra Render View                    332
11.3 Riflessi e rifrazioni                      334
11.4 Uso delle camere                           336
11.5 Motion blur                                341
11.6 Rendering hatch                            342
11.7 Rendering della bottiglia di vino          343
11.8 Riepilogo                                  347

Capitolo 12

Elementi di dinamica in Maya                    349
12.1 Una panoramica sulla dinamica              349
12.2 Gli attributi di un corpo rigido           353
12.3 Animazione e dinamica:
     il tavolo da biliardo                      354
12.4 Dinamica delle particelle                  359
12.5 Emettitori di particelle                   360
12.6 Animazione di un effetto a particelle:
     un getto di vapore                         367
12.7 Introduzione a Paint Effects               376
12.8 Riepilogo                                  379
12.9 Come procedere?                            380

Indice analitico                                381

 

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Pagina IX

Benvenuti a Maya — Introduzione alla grafica 3D e al mondo della Computer Graphics. Questo volume introduttivo, dedicato indifferentemente a coloro che affrontano per la prima volta il mondo della grafica 3D e a coloro che stanno passando a Maya partendo da un'altra applicazione 3D, presenta il software Maya e spiega come impiegarlo per creare opere statiche o animate.

Questo testo fa parte della serie Maya Press, realizzata in collaborazione da Sybex e Alias con lo scopo di creare testi dedicati all'insegnamento per gli artisti di tutto il mondo.

Il volume presenta tutte le sfaccettature di Maya, introducendo e spiegando gli strumenti e le funzioni disponibili. Inoltre troverai numerosi esempi e indicazioni che ti consentiranno di sperimentare l'uso di questi strumenti. In questo modo il lettore potrà estendere le proprie capacità e conoscenze e scoprirà i vari modi in cui è possibile raggiungere un obiettivo utilizzando questo complesso e potentissimo strumento artistico.

Infine questo testo descrive il flusso di lavoro, spiegando non solo come vengono svolti i compiti, ma anche perché, ovvero inserisce la fase di sviluppo di opere in Maya nel più ampio processo di produzione di un'animazione 3D. I vari capitoli daranno al lettore gli elementi di base necessari per approfondire le caratteristiche di Maya utilizzando, ove necessario, anche altri strumenti di apprendimento. Soprattutto, questo testo intende sollecitare a utilizzare Maya come uno strumento creativo per ampliare ed esplorare il senso artistico del lettore.

I contenuti

Maya — Introduzione alla grafica 3D descrive il funzionamento di Maya e introduce ogni strumento disponibile, per dare un'idea delle sue possibilità.

Partiremo dai concetti di base dell'animazione e del 3D e dall'utilizzo dell'interfaccia di Maya. Quindi esamineremo i metodi di base della modellazione, come la creazione di oggetti e personaggi che dovranno esistere nello spazio tridimensionale. Quindi esploreremo le ombreggiature e il texturing, le tecniche di applicazione di superfici agli oggetti e vedremo come creare luci e ombre in una scena. L'animazione è un argomento estremamente ricco ma gli elementi teorici e pratici esposti dovrebbero rappresentare un buon punto di partenza. Quindi affronteremo il processo di rendering, l'operazione che consente di trasformare i modelli in immagini visualizzabili. Una delle funzionalità più impressionanti di Maya è la sua engine dinamica, un software che consente di assegnare agli oggetti un comportamento mutuato dalle leggi della fisica.

Dopo aver terminato questo testo e gli esercizi in esso contenuti, il lettore avrà acquisito una certa esperienza nelle funzionalità di Maya, ovvero solide basi su cui ampliare l'utilizzo di Maya e l'esperienza nella realizzazione di opere in Computer Graphics.

In breve, lo scopo di questo testo è quello di aiutare il lettore a familiarizzare con le varie parti di Maya per consentirgli di procedere da solo nell'utilizzo di questo strumento così potente e flessibile. Soprattutto il lettore avrà la possibilità di imparare lavorando.

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Pagina 1

Introduzione alla Computer Graphics e al 3D

Questo volume presenta gli strumenti e le tecniche offerti dal software Maya. Questo capitolo introduttivo presenta i concetti più importanti della Computer Graphics e il ruolo che essi giocano nell'utilizzo di Maya. Si partirà dai concetti di base: come incanalare il processo creativo attraverso l'impiego di Maya.

1.1 La creatività

La creatività, in molti casi, trascende il mezzo impiegato per esprimerla; si esprime in un mondo a sé stante. Devi pertanto imparare a guardare oltre lo strumento che stai utilizzando, per considerare l'obiettivo che intendi realizzare. Questo è un elemento chiave per poter esprimere la tua creatività in opere di Computer Graphics.

Iniziando a lavorare nel mondo 3D di Maya, dovrai acquisire un nuovo linguaggio, una nuova forma di comunicazione. Devi tenere in considerazione che le tecniche che ti troverai ad acquisire man mano sono solo un mezzo di espressione. In poche parole devi fondamentalmente rilassarti e considerare gli aspetti più gradevoli della creatività.

Gli strumenti basati su computer impiegano elementi logici e numerici; l'utilizzo di Maya non è però limitato da fattori così rigidi. Pertanto, l'esplorazione di un software come Maya deve rivolgersi principalmente a ciò che l'autore può svolgere e non tanto a ciò che il software è in grado di fare. Questa dunque non intende essere una lezione sul funzionamento del software ma soprattutto su ciò che l'autore può svolgere con il software.

Gli Studi di Computer Graphics chiedono la consulenza di artisti nel campo 3D contando soprattutto sul loro senso artistico, dimostrabile tramite un portfolio o tramite esempi realizzati in Computer Graphics. È quindi fondamentale fare leva sul roprio senso creativo e mettere in pratica anche gli elementi artistici tradizionali, come disegno dal vivo, la fotografia, la pittura, la scultura e così via, insieme all'apprendimento della Computer Graphics, partendo dai principi base introdotti in questo primo capitolo. Non devi mai dimenticare che il computer che utilizzi per l'elaborazione 3D è fondamentalmente solo uno strumento.

Nel corso dell'ultimo decennio, il mondo 3D è balzato alla ribalta, grazie soprattutto alla disponibilità di macchine sempre più potenti a prezzi abbordabili. Poiché l'elaborazione 3D richiede molte risorse di calcolo, solo recentemente le macchine sono diventate piuttosto potenti ed economiche. Dalla fine degli anni '90, si sono resi disponibili sistemi sufficientemente potenti a prezzi ragionevoli; ciò ha fatto lievitare l'interesse nei confronti del 3D.

Con l'incremento della potenza di calcolo a prezzi sempre più bassi, molti artisti hanno aggiunto il linguaggio della Computer Graphics all'insieme delle loro espressioni artistiche. Prima di affrontare l'argomento degli strumenti di Computer Graptmics, è quindi importante acquisire quanto meno i concetti fondamentali della Computer Graphics.

1.2 Definizione di Computer Graphics

Con il termine Computer Graphics (CG) si fa riferimento a ogni immagine o sequenza di immagini generata con l'aiuto di un computer. Per convenzione, si parla di Computer Graphics prevalentemente con riferimento alla grafica tridimensionale e non alle immagini create utilizzando programmi di grafica bidimensionale come Photoshop o Painter. La maggior parte del software di grafica 2D opera infatti su immagini bitmap, mentre tutto il software tridimensionale si basa sui vettori. Il software bitmap crea un'immagine creando un mosaico di pixel, ognuno dei quali ha un colore specifico. Il software vettoriale crea un'immagine come una serie di istruzioni matematiche, sulla base di punti calcolati o tracciati. Questo metodo, molto più potente, per la creazione di elementi grafici, è alla base di tutte le più sorprendenti immagini di Computer Graphics esistenti e di tutti i progetti che verranno sviluppati nei prossimi capitoli grazie a Maya. Il concetto dei vettori e delle immagini bitmap verrà trattato più avanti in questo stesso capitolo.

Chi conosce l'impiego di programmi di grafica bidimensionale come Adobe Illustrator o Macromedia Flash, sa però che anche questi programmi sono in grado di impiegare vettori. Maya (e gli altri strumenti di grafica tridimensionale) aggiungono però il concetto di profondità. Invece di disegnare su un piano, gli oggetti vengono definiti nello spazio tridimensionale. Ciò rende il lavoro creativo molto più "cerebrale" e fondamentalmente differente rispetto alle realizzazioni grafiche bidimensionali.

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Pagina 4

Il settore dell'animazione in Computer Graphics ha ereditato dall'industria cinematografica una serie di procedure, un modo di procedere, costituito a grandi linee da tre fasi: pre-produzione, produzione e post-produzione. In cinematografia, in fase di pre-produzione vengono realizzati lo script e gli storyboard, vengono progettati e realizzati i costumi e i set, vengono selezionati gli attori, viene assunto il personale e viene noleggiato e approntato tutto il materiale necessario. Nella fase di produzione, le scene vengono fotografate o riprese nell'ordine più efficiente. La post-produzione descrive tutto ciò che accade dopo le riprese: viene generata la sequenza di scene per creare la storia, vengono aggiunti la colonna sonora, gli effetti sonori e i dialoghi; possono anche essere aggiunti particolari effetti visuali. In un film contenente effetti speciali o animazioni, l'aggiunta di elementi di Computer Graphics viene normalmente effettuata nella fase di post-produzione.

Il lavoro svolto in ciascuna fase presenta differenze radicali, ma è comunque utile introdurre questi elementi per comprendere meglio il processo di sviluppo in Computer Graphics.

La fase di pre-produzione

La pre-produzione nel caso delle animazioni in Computer Graphics prevede la raccolta di tutto il materiale di riferimento, dei test di movimento, dei disegni di composizione, degli schizzi, dei modelli e di tutti gli altri elementi necessari per rendere possibile la produzione degli elementi in Computer Graphics.

Poiché l'artista di opere realizzate in Computer Graphics deve definire le scene tridimensionali nel programma, è fondamentale organizzare la produzione tramite un piano d'attacco. Tutto il tempo dedicato alla pianificazione e organizzazione delle attività di Computer Graphics, è tempo ben speso.

Nel mondo reale, la pre-produzione è presente in ogni progetto di animazione in Computer Graphics. Per i semplici progetti trattati in questo volume, si potranno utilizzare gli schizzi e i file contenuti nel CD allegato. Ma anche per questi elementi, cerca di raccogliere quante più informazioni possibili sugli oggetti che dovrai creare.

Lo script

Per raccontare una storia, indipendentemente dal fatto che debba essere realizzata in Computer Graphics, occorre naturalmente utilizzare delle parole. Una storia non deve contenere i dialoghi tratti dallo script. Anche le animazioni più astratte possono sfruttare una semplice descrizione dei tempi e dei colori presenti in uno script. Lo script rappresenta in pratica il progetto iniziale dell'animazione, che identifica fondamentalmente lo scopo del lavoro.

Lo storyboard

Uno storyboard è un ulteriore raffinamento dello script. Occorre suddividere lo script in scene e poi suddividere le scene in scatti. Quindi si deve rappresentare ciascuno scatto in un pannello dello storyboard. I pannelli vengono poi disposti in ordine, secondo lo script, per dare una descrizione visuale e lineare della storia. Gli storyboard sono utili per pianificare gli angoli di ripresa, per posizionare i personaggi, per scegliere l'illuminazione, il tono e così via. Per la fase di produzione possono essere utili anche degli storyboard rudimentali, con figure appena abbozzate.

L'arte concettuale

L' arte concettuale riguarda gli elementi progettuali necessari per la produzione di elementi in Computer Graphics. In genere i personaggi vengono disegnati in appositi fogli in tre diverse pose neutre: di fronte, di profilo e a un'angolazione chiamata "vista a tre quarti". Alcuni personaggi vengono perfino scolpiti in creta, come riferimento. Possono anche essere creati degli elementi a colori per i vari set, l'arredo scenico e i personaggi, in modo da visualizzare i colori, le trame e, successivamente, il tipo di illuminazione necessaria. Dagli script e dagli storyboard vengono identificati gli arredi scenici e i set che vengono poi schizzati nel foglio dei modelli. Meglio si riesce a rappresentare l'arte concettuale, più facile sarà creare i modelli, definire le trame e illuminare il tutto in Computer Graphics.

La fase di produzione

La produzione parte quando inizia la creazione dei modelli a partire dagli storyboard, dai fogli di modelli e dai prodotti dell'arte concettuale. Occorre modellare i personaggi, i set e l'arredo scenico e assegnare i colori e le trame di coloritura. Gli animatori prendono i modelli e animano il tutto sulla base degli storyboard e degli script. Le sequenze vengono poi renderizzate a bassa risoluzione e verificate quanto a precisione e contenuti.

La produzione di elementi in Computer Graphics prevede un certo numero di passi, che normalmente sono definiti dalle esigenze della produzione. Parleremo del flusso di lavoro nel campo tridimensionale nel prossimo paragrafo, ma per semplificare molto, nella fase di produzione vengono create, illuminate e animate le scene tridimensionali. Molte delle tecniche di Computer Graphics trattate in questo volume rientrano nella fase di produzione.

La fase di post-produzione

Una volta che tutte le scene sono state approntate con l'arredo scenico e i personaggi e tutto è animato, può iniziare la fase di post-produzione. La post-produzione di un progetto realizzato in Computer Graphics è simile a quella di un film. Questo è il momento in cui gli elementi di un film che impiega elementi di Computer Graphics vengono utilizzati e assemblati per assumere la loro forma finale.

Il rendering

Tutte le scene di Computer Graphics devono essere renderizzate per produrre il risultato finale, che può essere un'immagine o un filmato. In questa fase il computer calcola l'aspetto di tutti gli elementi della scena e poi visualizza il risultato. Si tratta di un processo che normalmente richiede una grossa mole di calcoli e che ha bisogno di tutta la potenza del PC. Come vedrai nel corso di questo volume, le decisioni che potrai prendere nella creazione degli oggetti che compongono una scena possono determinare grandi differenze nell'elaborazione della parte successiva del processo.

Puoi renderizzare una scena mentre un'altra scena è ancora in fase di produzione, mentre è sempre sconsigliabile lavorare su un sistema mentre questo sta effettuando il rendering di una scena. Quando tutto è renderizzato in modo appropriato, le immagini finali vengono ordinate e inizia la fase di assemblaggio del progetto in Computer Graphics. Il rendering viene trattato nel Capitolo 11. Vi sono tre ulteriori attività di post-produzione che rappresentano argomenti avanzati e non rientrano negli scopi di questo volume introduttivo all'utilizzo di Maya: la composizione, l'editing e l'aggiunta del suono.

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