domenica, 14 dicembre 2003

Tutto BLENDER da autodidatta - 1

Purtroppo il mio lavoro e gli altri impegni della vita quotidiana non mi lasciano il tempo che vorrei per studiare il mio software preferito. A volte la sera sono troppo stanco per potermi ancora concentrare su vertici, facce, materiali, textures, luci, rendering, eccetera, eccetera. Conseguenza di ciò il mio studio di Blender da autodidatta si prolunga nel tempo, ma prosegue con costanza e tenacia.

UN PO' DI STORIA MALE NON FA
Personalmente sono sempre stato convinto che per studiare con successo una materia bisogna anche conoscerne la storia, le sue origini. La grafica 3D non fa eccezione, perciò qui di seguito presento un rapido riassunto delle tappe principali che hanno portato allo stato attuale, dove ogni persona con un PC è ormai in grado di dilettarsi con immagini fisse o animazioni più o meno artigianali a seconda del talento individuale.

All'inizio la grafica al computer era sinonimo di strumenti, sia hardware che software, costosissimi e confinati nei laboratori universitari o di poche aziende specializzate. L'avvento dei personal computer ha però cambiato molte cose permettendo la creazione e la diffusione di tutti gli strumenti che oggi conosciamo, alcuni dei quali alla portata di tutte le tasche e utilizzabili su quasi tutti i PC normalmente in vendita in nei nostri negozi.


Gli inizi della grafica al computer – anni '60 e '70
I primi veri tentativi di applicare la grafica computerizzata sono stati fatti negli anni '50 nell'ambito del CAD (Computer Aided Design) e delle simulazioni militari. Il rendering è fatto usualmente su plotter e verso la fine degli anni '50 su una pellicola in bianco e nero.
Nel 1960 William Fetter introdusse il termine “Computer Graphics” per descrivere la ricerca che stava conducendo alla Boeing. Egli pensò di sfruttare un modello 3D del corpo umano per progettare la carlinga degli aerei. Nell'immagine seguente è raffigurato il modello usato da Fetter:


















Nel 1962 Ivan Sutherland, uno studente del MIT, ha scritto un programma chiamato "Sketchpad" che lavora nello spazio 2D e permette, tramite una penna luminosa, di disegnare linee e curve su uno schermo a tubo catodico (CRT). Ecco un'immagine di Sketchpad in azione:















È il distacco fra creazione grafica e output fisico. Ormai si può disegnare e visualizzare il risultato sullo stesso schermo. Una volta attraversata una frontiera, tutto il resto segue alla velocità di una valanga. Presto appaiono i primi programmi per la grafica vettoriale e per l'architettura sempre nello spazio 2D. Nel 1965 David Evans avvia il dipartimento di computer grafica all'università dello Utah. Nello stesso anno Charles Csuri avvia il programma di studi sulla computer grafica all'università statale dell'Ohio.
Nel 1968 Ivan Sutherland (lo stesso del 1962) raggiunge il dipartimento di computer grafica dell'università dello Utah. Questo stesso anno lui e David Evans fondano la prima vera società di computer grafica chiamata Evans & Sutherland. La società fornisce sistemi di grafica vettoriale comprendenti anche l'hardware dedicato. Prima della nascita della Evans & Sutherland i sistemi di grafica computerizzata erano un'esclusiva dell'esercito con sistemi che valevano milioni di dollari. Ora questa società fornisce sistemi CAD per l'industria automobilistica e aerospaziale ad un prezzo più conveniente.
Le prime e fondamentali ricerche per applicare la grafica 3D al computer sono state fatte all'università dello Utah. Gli algoritmi sulle superfici, le sfumature, la suddivisione delle superfici, e i primi tentativi di modellare una mano e un viso umani sono stati fatti qui. Un piccolo numero di studenti che ha frequentato il programma di studi sulla grafica al computer in questa università ha avuto e continua ad avere una grande influenza sull'evoluzione della stessa. Senza ombra di dubbio la persona che ha influito maggiormente sulla materia è Edwin Catmul. La sua carriera è sempre stata ai vertici dell'evoluzione della grafica al computer e continua tuttora come co fondatore e presidente della Pixar (quella de "Alla ricerca di Nemo" e “Toy Story” tanto per fare un esempio).
Altri personaggi di spicco usciti dalla stessa "covata" sono Jim Clark fondatore della Silicon Graphics (SGI) e Netscape, Nolan Bushnell fondatore di Atari, e John Warnock fondatore della Adobe. Ancora durante gli studi Martin Newell ha passato allo scanner una teiera punto per punto in modo da poter creare un modello virtuale sul quale testare nuovi algoritmi di disegno. È diventato leggendario nella comunità della computer grafica.
Nel 1973 il Dr. Alexander Shure ha assunto Edwin Catmul come capo del laboratorio di computer grafica al New York Institute of Technology (NYIT). L'obiettivo del Dr. Shure è quello di creare il primo film interamente costruito con la computer grafica. Un obiettivo ambizioso visto che fino ad allora sono state create solo poche immagini statiche. Diversi colleghi dell'università dello Utah hanno seguito Catmul e assieme hanno gettato le basi degli strumenti che oggi abbiamo a disposizione. Hanno creato il primo frame buffer a 24 bit, il primo programma di disegno RGB, il primo programma di video editing, il primo canale alfa (inventato da Catmul e Alvy Ray Smith), e la prima texture mappata. Molti danno ormai per scontati gli standard grafici e i sistemi oggi disponibili, e non si rendono conto dei problemi tecnici che in quegli anni sono stati affrontati e risolti da questi geniali pionieri.
Nel 1979 il laboratorio al NYIT è stato chiuso e Edwin Catmul ha ricevuto l'offerta da parte di George Lucas di dirigere il laboratorio di grafica della Lucas Film. Gli obiettivi sono quelli di creare strumenti che facilitino la creazione di sequenze filmate da integrare nelle pellicole girate sui set, di creare strumenti per l'editing video e per sintetizzare il suono. Il risultato è la prima serie di sequenze filmate di alta qualità in computer grafica.

Gli anni '80
Nel 1982 viene creata la sequenza della Genesi per il film Star Trek II. Contiene del fuoco creato con un sistema particellare e un terreno animato con i frattali. In questi anni sono nate molte società specializzate nella creazione di loghi e sigle animate per aziende o a scopi didattici. Si lavorava solo con mainframe e terminali, ogni azienda sviluppava il software in casa, e le creazioni grafiche erano realizzate per lo più con degli scripts senza la possibilità per gli animatori di avere un feedback a video del loro lavoro prima del rendering. I computer (mainframe) in grado di supportare i molti calcoli necessari alla grafica 3D costavano centinaia di migliaia di dollari ed erano un grosso investimento per delle piccole società.
Nel 1983 la Disney ha rilasciato il film “Tron”. La maggior parte del film è costituita dai classici cartoni animati, ma ben 15 minuti di pellicola sono fatti esclusivamente con la grafica al computer.
Nel 1984 la società Digital Productions, con addirittura un supercomputer Cray XMP a sua disposizione (costo 17 milioni di dollari), ha prodotto 25 minuti di scene di combattimenti spaziali per il film “The Last Starfighter”. È stata la prima volta che la computer grafica viene usata al posto dei tradizionali modellini per un'azione dal vivo. Inutile dire qui che il supercomputer della Cray era molte, ma molte volte meno potente di un comune PC odierno con CPU a 3Ghz.
Malgrado i suoi passi avanti la grafica al computer non ha avuto il successo sperato tra il pubblico. I film “Tron” e “The Last Starfighter” sono stati entrambi un vero fiasco al cinema. George Lucas ha quindi deciso di abbandonare questa strada, ma Edwin Camul no. Così nel 1985 la Lucasfilm's Computer Graphics Lab viene rinominata Pixar e diretta da Catmul e Alvy Ray Smith. In quel periodo il vero mercato della grafica al computer era costituito da clienti commerciali che desideravano avere dei loghi in movimento o degli spot animati per le loro aziende.
Nel 1984 Silicon Graphics ha rilasciato la sua prima workstation grafica, imitata da altre società come Sun Microsystems, Apollo e HP. Queste stazioni grafiche dedicate sono ancora molto care, nell'ordine dei 60'000$ fino a 100'000$, ma comunque molto meno care dei primi mainframe. Molte società di computer grafica sono costrette a dichiarare fallimento perché hanno troppi debiti a causa dell'acquisto dei mainframe e non possono più permettersi di convertirsi alle nuove workstation.
Nel 1987 virtualmente tutte le società di computer grafica esistenti sono scomparse ad eccezione di una: la Pacific Data Images (PDI), fondata nel 1980 ed inizialmente composta da sole quattro persone. La differenza con le altre società sta nell'acquisto di un vecchio e poco costoso (nei confronti degli altri) mainframe DEC PDP-11/44. Questo oculato acquisto, assieme ad una politica aziendale indirizzata esclusivamente ai clienti commerciali invece che sui film molto costosi e poco redditizi, le ha permesso di sopravvivere. La sua crescita è stata lenta, ma è poi arrivata a creare film animati mondialmente noti come “Antz” e “Shrek”.


Il paesaggio dell'hardware cambia
I primi PC sono stati distribuiti alla fine degli anni '70. Nel 1984 Apple rilascia il modello Macintosh, il primo con interfaccia completamente grafica (GUI), anche se in bianco e nero.
Nel 1985 Commodore rilascia il modello Amiga che segna la vera svolta per la computer grafica alla portata di tutti. Amiga è meno costoso di Macintosh, ha una GUI a colori con processore grafico dedicato. È possibile creare grafica 2D e 3D e visualizzarla a video, oppure memorizzarla su un videoregistratore senza bisogno di hardware aggiuntivo. La comunità di entusiasti di Amiga cresce, anche se resta numericamente inferiore a quelle di Macintosh e IBM-PC. Anche gli entusiasti di Atari ST formano un bel gruppo, ma Amiga ha comunque qualche vantaggio in più che gli permette di rimanere davanti.
Alla metà degli anni '80 vengono distribuiti i primi pacchetti software per la grafica 3D. Nel 1984 viene rilasciato “PreView” della Alias Wavefront (quella dell'attuale Maya).
Nel 1986 Vertigo rilascia il primo pacchetto completo per l'animazione 3D su workstation della Sun.


Software per i desktop PC
Autodesk, fondata nel 1982, si prefigge l'obiettivo di distribuire una soluzione CAD per PC dal costo di 1000$. Nel 1986 viene rilasciato CAD-3D per Atari ST.
La vera esplosione della grafica 3D sui PC si ha però con Amiga. Nel 1986 viene rilasciato il software “Caligari” con il quale è possibile creare immagini di paesaggi. Sempre nello stesso anno viene pubblicata l'animazione “Juggler” (il giocoliere) creata con Amiga che rappresenta il primo esempio di animazione con un personaggio.
Il primo software 3D commercializzato per Amiga è stato nel 1987 “Animator's Apprentice” di Martin Hash (quello della Hash Inc. distributore di Animation Master). Più tardi nello stesso anno sono stati rilasciati altri software come “Aegis Videoscape 3D” di Allen Hastings, “Aegis Modeler 3D” di Stuart Ferguson, “Sculpt3D” di Eric Graham e “Silver” di Impulse. Tutti questi programmi, ad eccezione di Animator's Apprentice, si basano sulla modellazione con poligoni e primitive (sfere, coni, cubi, ecc.). Il software di Hash invece si basa su oggetti chiamati “voxel”. Un voxel è come un pixel in formato 3D o un piccolo cubo colorato.
Alla fine degli anni '80 molte società contribuiscono a spingere in avanti l'evoluzione della grafica al computer. Nel 1988 SoftImage rilascia la prima versione dei suoi prodotti: “Creative Environment, Wavefront, Alias, Virtigo, Symbolics”. Nel 1995 Microsoft assorbe SoftImage, Alias assorbe Wavefront, e successivamente Alias/Wavefront viene assorbita dalla Silicon Graphics. La ILM è l'indiscussa regina degli effetti speciali e delle animazioni al computer. Nel 1998 Alias/Wavefront rilancia la sua immagine grazie al rilascio del pacchetto Maya. Nello stesso anno Microsoft vende SoftImage alla Avid e viene rilasciato SoftImage/XSI.

La grafica 3d nel cinema
L'interesse per l'animazione al computer applicata agli spettacoli cinematografici rinasce grazie a film come “Roger Rabbit” del 1988. Qui sequenze filmate reali e personaggi virtuali si intersecano meravigliosamente. Nel 1989 esce nelle sale cinematografiche di tutto il mondo “The Abyss” nel quale un personaggio virtuale, ma molto foto realistico, è mescolato a riprese dal vivo. La ILM (Industrial Light & Magic) ha portato la computer grafica verso nuove frontiere. Nel 1990 Autodesk rilascia la prima versione di “3DStudio” per PC e sistema operativo DOS. La NewTek rilascia VideoToaster con il programma “Lightwave3D”. Nel 1992 viene rilasciato, in accordo con Microsoft, “Will Vinton's Playmation”, il primo pacchetto 3D per l'ambiente Windows. Nel 1993 ancora la ILM spinge più in là i limiti della grafica al computer con il lavoro svolto per il film “Jurassic Park”.

I giorni nostri
Siamo ormai giunti ai nostri giorni dove l'evoluzione di software come Maya o 3DStudio Max ha portato a risultati incredibili. Basta dare un'occhiata a film come Matrix, Il signore degli anelli, X-Men e guerre stellari per rendersene conto. Queste produzioni costano milioni di dollari e comportano il lavoro di centinaia di animatori, ma l'interesse del pubblico è cresciuto in tale misura che ogni uscita nelle sale cinematografiche è un successo.
Lo stesso discorso può essere fatto per il mondo dei videogiochi che ormai si avviano sempre più ad essere dei veri e propri film interattivi. L'esplosivo successo delle varie Playstation, X-Box e Gamecube lo sta a dimostrare. La grafica migliora di gioco in gioco e l'ambiente nel quale il giocatore si muove è sempre più realistico. Tra non molto tempo il confine fra cinema e videogioco sarà cancellato in favore di un unico incredibile spettacolo.


In questa cronologia storica si inserisce ovviamente anche il nostro prode Blender a partire dagli anni '90. Il dettaglio della sua storia si può leggere nelle prime pagine della guida ufficiale.

4 commenti:

pamelasisti ha detto...

ottima cronologia storica, credo che mi sarà utile per l'esame di computer grafica.

Alessandro ha detto...

molto interessante! grazie!!

Alessandro ha detto...

molto interessante! grazie!!

Alessandro ha detto...

molto interessante! grazie!!