Scopri la potenza del software di rendering 3D
Immagini di alta qualità realizzate con software di rendering 3D appaiono in film, pubblicità, riviste e social media. Spieghiamo esattamente cosa sono le immagini renderizzate in 3D, perché sono così popolari e quale software di rendering scelgono gli esperti.
Che cos'è il rendering 3D?
Cominciamo con la domanda più ovvia: cos'è il rendering 3D? In parole povere, un rendering 3D è un'immagine 2D di alta qualità di un modello tridimensionale generato al computer. Si può pensare che un rendering 3D sia un po' come una fotografia, con la differenza che un rendering 3D raffigura un oggetto digitalizzato invece di uno fisico. I rendering 3D possono essere creati per assomigliare esattamente agli oggetti reali, oppure possono essere fatti apposta per sembrare non realistici. Il rendering 3D fotorealistico è spesso utilizzato nella pubblicità, nell'istruzione, nello sviluppo di prodotti e per altri scopi che richiedono immagini con un elevato grado di realismo. Queste immagini sono così finemente dettagliate che spesso è impossibile distinguere tra un'immagine fotorealistica renderizzata in 3D e una fotografia reale. D'altra parte, le immagini renderizzate in 3D non realistiche non dovrebbero intenzionalmente assomigliare a oggetti reali. Queste immagini sono spesso simili a cartoni animati o fantasy. Le immagini renderizzate 3D non realistiche sono altamente stilizzate e basate su tecniche artistiche tradizionali come il disegno o la pittura. Sono comunemente utilizzate nelle opere d'arte, nell'animazione e nei videogiochi.
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Come funziona il rendering 3D?
Per creare un'immagine renderizzata in 3D, il progettista deve prima utilizzare un software di progettazione CAD per creare un modello 3D. Questo modello viene perfezionato con l'aggiunta di dettagli di illuminazione e texture complesse. Il progettista utilizzerà quindi un software di rendering CAD dedicato per prendere i dati dal modello 3D e trasformarli in un'immagine 2D ad alta risoluzione. Il progettista può quindi scegliere di perfezionare ulteriormente l'immagine renderizzata in 3D con ulteriori dettagli testuali o di illuminazione per abbellirne le caratteristiche.
- Esempio di processo di rendering 3D
- La differenza tra rendering 3D e visualizzazione 3D
- La differenza tra modellazione 3D e rendering 3D
Si può pensare al processo di progettazione con rendering 3D in questo modo: Immagina uno scultore che realizza una statua. A tale scopo, lo scultore modella una sfera di argilla nella forma desiderata. Una volta completata, la statua esiste in tre dimensioni e può essere vista da qualsiasi angolazione. Lo scultore può migliorare la statua aggiungendo dettagli come colori o texture per renderla più realistica o per renderne evidenti alcune caratteristiche. Queste prime fasi sono rappresentative del processo di modellazione e texturing 3D.
Lo scultore decide di fotografare la statua. La statua è posizionata davanti a uno sfondo e l'illuminazione è curata con attenzione. La fotocamera cattura un'immagine che mostra come la luce si riflette sulla statua. Questo è indicativo di come il software di rendering 3D genera un'immagine 2D da un modello 3D.
Il termine "visualizzazione 3D" viene utilizzato per descrivere l'intero processo di creazione di un'immagine digitale realistica. Il rendering 3D è uno degli ultimi passaggi del processo di visualizzazione.
Come si può vedere dall'esempio precedente, la modellazione 3D è il processo di creazione di un modello digitale che riproduce un oggetto reale. Il rendering 3D è il processo che consiste nel prendere il modello 3D e creare da esso un'immagine 2D di alta qualità.
Come viene utilizzato il rendering 3D oggi
A cosa serve il rendering 3D? Un'ampia gamma di settori utilizza immagini renderizzate in 3D per comunicare con clienti e colleghi. Poiché le immagini 3D sono in grado di mostrare rappresentazioni incredibilmente dettagliate e realistiche di qualsiasi oggetto, sono utilizzate da quasi tutti i tipi di aziende immaginabili.
- Televisione, film e videogiochi
- Architettura ed edilizia
- Progettazione industriale e sviluppo del prodotto
- Pubblicità e marketing
In origine, il rendering 3D era utilizzato soprattutto dalle aziende televisive, cinematografiche e di videogiochi per animare i personaggi e creare effetti speciali. Oggi svolge un ruolo fondamentale nella creazione di sequenze visive accattivanti. Le sequenze di animazione vengono create componendo insieme diverse immagini renderizzate in 3D. I film di successo, i programmi televisivi per bambini e i giochi per computer più venduti integrano perfettamente gli effetti visivi realizzati da sofisticati software di visualizzazione 3D, che utilizzano tecniche avanzate come il ray tracing per ottenere rendering realistici.
Il modo in cui progettiamo, costruiamo e decoriamo le nostre case e i nostri uffici è cambiato radicalmente grazie al rendering 3D. Gli studi di architettura utilizzano oggi i rendering fotorealistici per fornire ai clienti visualizzazioni dettagliate dei progetti edilizi proposti. I designer d'interni possono creare mock-up di simulazione realistica di come potrebbe apparire una stanza. Alcuni programmi di rendering CAD 3D consentono ai progettisti di creare tour virtuali degli edifici.
Il rendering fotorealistico dei prodotti consente al processo di progettazione industriale di essere più rapido ed economico che mai. Progettisti e ingegneri utilizzano modelli e rendering 3D per esporre e valutare prodotti, componenti e macchinari senza la necessità di prototipi fisici, impiegando tecniche avanzate di grafica e animazione per simulare gli effetti del mondo reale.
Le immagini dei prodotti in rendering 3D sono spesso utilizzate anche nella pubblicità e nel marketing. Di solito è più rapido e meno costoso produrre un rendering 3D che realizzare un servizio fotografico o video.
I diversi tipi di software di rendering 3D
- Software di rendering 3D basato su CPU
- Software di rendering 3D basato su GPU
- Software di rendering 3D ibrido
- Software di rendering 3D basato sul cloud
Software di rendering 3D basato su CPU
Questo software crea immagini renderizzate in 3D sfruttando la potenza dell'unità di elaborazione centrale (CPU) del computer.
Software di rendering 3D basato su GPU
È molto simile al software di rendering 3D basato sulla CPU, ma questi programmi utilizzano l'unità di elaborazione grafica (GPU) del computer. Il rendering su GPU può essere più veloce di quello su CPU. Tuttavia, il rendering su CPU consente l'uso di un maggior numero di funzioni che lo rendono migliore per i rendering fotorealistici.
Software di rendering 3D ibrido
Questo software combina il rendering 3D basato su CPU e il rendering 3D basato su GPU, utilizzando entrambi i componenti per produrre rendering 3D. V-Ray è un esempio di un noto programma di rendering ibrido.
Software di rendering 3D basato sul cloud
Il rendering sul cloud consente ai progettisti di sfruttare la potenza di più computer invece di fare affidamento su uno solo. Il rendering sul cloud è significativamente più veloce di quello su CPU e GPU.
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Illuminazione globale e Ray Casting
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Rendering sul cloud
Spiegazione su illuminazione globale, Path Tracing e Ray Casting
I vantaggi del rendering 3D
Ti chiederai perché un'azienda dovrebbe scegliere di produrre un'immagine renderizzata in 3D piuttosto che un disegno o una fotografia. Sebbene i disegni e le foto tradizionali siano ancora popolari, è emerso che l'utilizzo di immagini renderizzate in 3D offre diversi vantaggi.
La quantità di controllo che un progettista ha su ogni aspetto dell'immagine può portare a rappresentazioni più realistiche e incredibilmente precise di un oggetto. Ad esempio, un'immagine renderizzata in 3D consente ai progettisti di avere un controllo assoluto sull'illuminazione. Non c'è bisogno di aspettare le condizioni perfette o di perdere tempo per allestire un impianto di illuminazione.
L'utilizzo di un'immagine renderizzata in 3D consente ai progettisti di creare visualizzazioni esatte degli oggetti prima che vengano creati fisicamente. Ogni caratteristica di un prodotto o di un edificio proposto può essere rappresentata nei minimi dettagli. Questo aumenta drasticamente il potenziale di marketing, consente iterazioni di progettazione più rapide e riduce i costi di sviluppo.
Tecniche di rendering 3D comuni
La storia del rendering 3D
- Gli albori
- La storia moderna del rendering 3D
- La diffusione del rendering 3D
Gli albori
Già nel Rinascimento architetti, ingegneri e artisti utilizzavano modelli e illustrazioni con struttura a reticolo per pianificare le loro creazioni. Venivano utilizzati fili metallici per costruire oggetti tridimensionali che fornivano una guida visiva per edifici e attrezzature. Questi rudimentali modelli con struttura a reticolo avrebbero costituito la base per il potente software CAD che sarebbe arrivato in seguito.
La storia moderna del rendering 3D
La storia moderna del rendering 3D inizia negli anni '60 e '70, quando i programmatori di computer svilupparono un software in grado di replicare modelli fisici con struttura a reticolo. Il programma Sketchpad di A. Sutherland è stato il primo esempio di modellazione 3D digitale.
Questo concetto è stato perfezionato negli anni '70 dai ricercatori dell'Università dello Utah, tra cui Martin Newell, che ha utilizzato sofisticate tecniche di modellazione 3D per creare l'ormai iconica "teiera dello Utah". Ulteriori progressi sono arrivati con lo sviluppo dell'algoritmo z-buffer da parte di Ed Catmull e con il lavoro di Turned Whitted sul ray tracing ricorsivo.
La diffusione del rendering 3D
Negli anni '80, l'informatico americano Jim Blinn ha introdotto gli alberi di partizione dello spazio binario (BSP), i modelli di texture e la mappatura a blocchi. Queste innovazioni hanno portato all'uso diffuso del rendering 3D nell'animazione, anche se altri settori si sono presto accorti del potenziale di questa tecnologia.
Gli anni '80 hanno visto l'affermarsi del rendering 3D in architettura, in particolare grazie a Zaha Hadid che ha utilizzato visualizzazioni CAD e rendering 3D per il suo progetto del 1983 del Peak Leisure Club di Hong Kong. In breve tempo, la maggior parte degli architetti, degli esperti di costruzioni e dei progettisti industriali ha abbandonato matite, carta e strumenti di disegno per passare al software CAD e alle immagini renderizzate in 3D.
Con lo sviluppo di computer e software più potenti, il rendering 3D si è diffuso negli anni '90. Il film Toy Story è stato distribuito ed è diventato subito famoso come il primo film realizzato con il rendering 3D. Negli anni '90 i videogiochi sono passati dalla grafica pixelata a quella completamente renderizzata in 3D.
All'alba del nuovo millennio, le immagini renderizzate in 3D erano ormai comuni e venivano utilizzate per qualsiasi cosa, dalla pubblicità sui social media agli effetti speciali sul grande schermo, fino ai modelli architettonici e ai prototipi di prodotto.
Il futuro del rendering 3D
Così come sarebbe stato impossibile per qualcuno negli anni '60 immaginare come una semplice struttura a reticolo di Sketchpad avrebbe portato alle odierne innovazioni, è difficile dire con precisione quale sarà il futuro del rendering 3D. Tuttavia, possiamo formulare alcune ipotesi sugli sviluppi che potrebbero verificarsi nei prossimi anni.
Con il progredire della tecnologia, vedremo sicuramente immagini renderizzate in 3D sempre più iperrealistiche, che supereranno anche le immagini altamente sofisticate disponibili oggi. I futuri sviluppi del rendering 3D ci permetteranno di sperimentare ambienti digitali realistici e completamente immersivi. La realtà aumentata e la realtà virtuale amplieranno sicuramente i modi in cui le visualizzazioni 3D possono essere utilizzate per l'intrattenimento, come strumenti educativi e per scopi di progettazione architettonica e di prodotto.
Rendering 3D: conclusioni e prospettive
Nel mondo moderno siamo letteralmente circondati da immagini renderizzate in 3D. Le immagini 3D riempiono il nostro spazio visivo mentre guardiamo la televisione, impariamo nuovi concetti, consultiamo i social media, sfogliamo riviste o ci rilassiamo guardando film o giocando ai videogiochi.
La flessibilità e la versatilità del software di rendering 3D offrono ai professionisti la possibilità di sviluppare nuovi modi di progettare i prodotti, creare prodotti di intrattenimento strabilianti e costruire veicoli ed edifici più sostenibili ed efficienti dal punto di vista delle risorse. Il rendering 3D è oggi uno strumento fondamentale per una gamma incredibilmente diversificata di settori, come quello sanitario, architettonico, grafico e aerospaziale, solo per citarne alcuni. È chiaro che la potenza del rendering 3D continuerà a plasmare il nostro mondo.
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Domande frequenti sul software di rendering 3D
Possono essere necessarie da due a tre settimane per completare un'immagine 3D renderizzata molto complessa
Il rendering 3D facilita la comunicazione e la collaborazione tra le parti interessate e riduce i costi accelerando il processo di iterazione.
Le immagini renderizzate in 3D sono fondamentali per le applicazioni di realtà virtuale e di realtà aumentata.
Le immagini renderizzate in tempo reale vengono create istantaneamente, come nei videogiochi, mentre le immagini pre-renderizzate sono statiche.
Le specifiche del sistema per il software di rendering 3D variano a seconda del tipo di software utilizzato e se si tratta di un programma ibrido oppure basato su GPU, CPU o cloud. È sempre consigliabile verificare con il produttore i requisiti di sistema esatti.