Dall'idea all'oggetto: i nuovi paradigmi di progettazione nel design
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Arch. Claudio Gasparini
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Le stampanti 3D forniscono ai progettisti una nuova possibilità di realizzazione fisica della loro idea in modo veloce ed economico a partire da un disegno realizzato da un programma CAD. E’ importante per il progettista e anche a chi fa sculture in prototipazione avere una buona conoscenza delle tecniche di modellazione e di stampa. Per tradurre un’idea in oggetto è necessario che il progettista conosca non solo le potenzialità ma anche i limiti del programma CAD che intende utilizzare, inoltre deve seguire dei corretti paradigmi di modellazione che variano a seconda della forma. Ad esempio ci sono diversi modi di progettare una semplice tazzina da caffè che sono condizionati dalla geometria e dalla tipologia della stampante che la deve produrre.
Transcript of Dall'idea all'oggetto: i nuovi paradigmi di progettazione nel design
Arch. Claudio Gasparini
Nel passato e’ sempre esistita
una stretta relazione fra i
vari sistemi di rappresentazione
ed il sistema costruttivo.
In particolare fra il disegno, il
progetto ed l’oggetto prodotto.
Andrea Palladio, I quattro libri dell’architettura, Fregi
La funzione del
disegno è di
comunicazione
del progetto e
soprattutto di
controllo e di
verifica. Nel
passato ha svolto
la funzione di
“sistema
costruttivo”
Fonda Girolamo, Elementi di architettura civile e militare, Roma,
stamperia Mainardi, 1764
Nelle scienze applicate,
l’Encyclopédie di Diderot intende
catalogare la conoscenza.
La cultura delle arti e dei mestieri è
patrimonio della filosofia del
Rinascimento italiano.
Diderot, d’Alembert, Encyclopédie, 1751
Enclyclopédie
Si è affermato un
metodo di
progettazione
strettamente grafico,
dal momento che il
mezzo grafico era
uno dei pochi
strumenti per fare
scienza e tecnica.
CNR, Manuale dell’Architetto, 1953
Gli strumenti di disegno
possono
condizionare
il progetto?
Il compasso geometrico e militare di Galileo è stato inventato
a Padova nel 1597 e consentiva di effettuare operazioni
aritmetiche e geometriche complesse per l’epoca.
I trattati del ‘500 fornivano le
regole fondamentali per la
progettazione, rappresentate dagli
Ordini architettonici che erano il
riferimento permanente ed
assoluto dell’arte del costruire.
Costituiscono anche un linguaggio
condiviso per la riduzione di una
realtà complessa.
Il Vignola, Costruzione di voluta ionica, Regola delli
cinque ordini d’architettura, 1562
Dati tre cerchi distinti in un
piano, costruire un cerchio
tangente a tutti e tre i
cerchi dati.
Fasi di costruzione usando
riga e compasso
seguendo il processo
completo.
Con il CAD la
realizzazione è immediata.
Problema di Apollonio di Perga, 262 a.C.
La geometria
descrittiva è la
scienza che permette
di rappresentare in
modo inequivocabile
su uno o più piani,
oggetti bidimensionali
e tridimensionali.
In passato la riga e il
compasso sono stati i soli
strumenti capaci di tracciare
linee accurate,
perciò la retta e il cerchio
erano i soli elementi grafici
che potevano essere
compresi in una
dimostrazione geometrica.
Il disegno era composto
esclusivamente da per
luoghi geometrici: cerchio,
asse, ellisse ecc.
Con i luoghi geometrici si
possono generare figure
geometriche semplici come sfera,
cilindro superfici rigate.
Sono figure che nascono dal
movimento del cerchio o della
retta.
Le superfici prodotte da linee
grafiche sono superfici rigate.
Superficie rigata
Nella progettazione
tradizionale l’obiettivo è
arrivare ad una forma
seguendo un processo
logico ed operativo
sequenziale.
Nella progettazione
integrata e digitale il
processo è flessibile e
non più limitato da fasi
obbligate.
Non ci sono piu'
distinzioni fra disegno
artistico, disegno
tecnico, tavola
costruita con i codici
della Geometria
descrittiva, disegno
automatico, modello
informatico e modello
fisico.
Sgabello, Achille e Pier Giacomo Castiglioni, 1957, prod. Zanotta .
La modellazione 3D può rientrare
in due tipologie:
• Modellazione geometrica
• Modellazione organica
Tecniche di modellazione
geometrica
• Modellazione
Procedurale (automatica e
semi-automatica)
• Modellazione Manuale
• Da dati provenienti da
modelli reali (scansione
tridimensionale)
• Modellazione Solida - dove l'oggetto risultante è
considerato come formato da un volume pieno.
• Modellazione Volumetrica - determina delle entità
generanti una superficie implicita.
• Modellazione di superfici - l'oggetto in questo caso è
determinato dalle sue superfici esterne.
Uno dei principali vantaggi associati all’uso dei sistemi CAD è quello
di poter costruire dei modelli con variabili (tipicamente dimensioni)
che possono essere successivamente variate senza dover ricostruire
l’intero modello
La modellazione NURBS è una modellazione basata sulle curve
che permette un controllo perfetto di quanto si va a creare.
La tecnologia NURBS (Non Uniform Rational B-Splines - B-Spline
razionali non uniformi) permette la creazione di curve e superfici
definite accuratamente nella forma.
SW: Rhino, Maya, Blender
Pro: molto preciso, simulazioni e calcoli, prototipazione
Applicazioni: settori del design, architettura, industria.
La modellazione poligonale genera superfici organizzate in maglie
di facce poligonali con diversi livelli di dettaglio.
Queste superfici di suddivisione possono solo approssimare
l'oggetto finale se con un basso livello di poligoni (in questo caso
caso l'oggetto viene detto Low Poly).
SW: 3DS Max
Pro: flessibile, adattabile
Applicazioni: video giochi, Film e TV, video professionali,
simulazione. Pixar, Lucas Film
La modellazione sculpting si avvicina molto al procedimento della
scultura con plastilina perché interattiva e graduale.
SW: ZBrush, Blender, 123D Sculpt
Pro: facile, plastico, approssimato. Non preciso
Applicazioni: facce, corpi, sculture digitali
La modellazione procedurale genera superfici mesh di facce
poligonali con livelli di dettaglio variabili.
Queste superfici di suddivisione possono approssimare l'oggetto
finale con un basso livello di poligoni (Low-Poly) o alto (High-Poly).
Procedural texturing: texture calcolata, es. legno
SW: Blender,
Pro: automatica, semi automatica, algoritmica, variabile
Applicazioni: casualità, autosimiliarità, ripetizione elementi, frattali,
terreni, simulatori fluidodinamici, vegetazione, capelli
La scansione tridimensionale mediante strumenti.
• Fotogrammetria - è un sistema abbastanza semplice e
economico,[36] che permette di acquisire forme a basso dettaglio.
Si utilizzano delle fotografie del soggetto prese da varie angolature
ed il software ricostruisce il modello.
• Sonda 3D a contatto (Tastatore) Usa un braccio meccanico
snodato che va a "tastare" il modello negli incroci di una griglia
segnata sulla sua superficie.
• Scansione Laser: il laser scanner 3D fornisce le coordinate
spaziali di una nuvola di punti appartenenti all'oggetto del rilievo.
Quale software usare ?
Sgabello rustico in legno,
designer sconosciuto, produzione Italia
Teiera doppia per un tè a due
Esiste
• un Modello 3D corretto
e
• un Modello 3D non
corretto
nella progettazione?
Si deve spostare
l'attenzione dall'aspetto
tecnico della
modellazione all’analisi
attenta del modello da
realizzare.
Teiera doppia per un tè a due
Il processo di
modellazione deriva
essenzialmente dalla
tipologia del modello.
Modello 3D da realizzare: SEDIA ▼
Tipologia di Modellazione: Solidi, Superfici e NURBS
▼
Utilizzo del Modello:
Videogame Realtime Produzione stampa in
Stereolitografia
SISTEMA DI
MODELLAZIONE
Modellazione poligonale
Low Poly
SISTEMA DI
MODELLAZIONE
Modellazione NURBS
SISTEMA DI
MODELLAZIONE
Modellazione poligonale +
Scultura 3D + Conversione
STL
▼ ▼ ▼
CARATTERISTICHE
DEL MODELLO
numero minimo di poligoni
mesh molto leggera
CARATTERISTICHE
DEL MODELLO
superficie ottimizzata
per il calcolo
CARATTERISTICHE
DEL MODELLO
altissimo numero di
poligoni
mesh molto pesante
Progettato con CATIA di
Dassault Systémes
programma di
progettazione nato in
ambiente aerospaziale ed
applicato soprattutto nei
settori meccanici e
automotive.
Frank Gehry, Museo Guggenheim, Bilbao, 1997
Attribuito al movimento del
decostruttivismo,
quest’opera di Frank
Gehry è definita "senza
geometria" ( senza
geometria euclidea) per la
mancanza di strutture e
particolari architettonici
sempre presenti nella
storia dell’arte.
Frank Gehry, Museo Guggenheim, Bilbao, 1997
Courtesy AIA/ CRC
Progetto
integrato in
tutti gli aspetti
costruttivi,
dalla
tipologia, ai
calcoli fino al
rendering
finale nel
costruito
reale.
Visualizzazione interattiva, con Alias Autodesk
Sperficie generata con Rhino e Grasshopper (parametrico)
• Spessore
superfici > 05
mm
•Facce chiuse
•No a spigoli in
condivisione
•Normali del
modello
corrette
Claudio Gasparini, Tazzina Regina, serie Tazzine nubili
Proprietà di un modello per la stampa
•Ridurre la
dimensione
•Spazio negli
incastri
•Modello deve
essere stabile
•Non usare i
pieni
Claudio Gasparini, Tazzine nubili
Proprietà di un modello per la stampa
•Ottimizzare lo
spazio. Il
tempo non è
tutto uguale
•Corretto
numero di
poligoni
•Less Is More
More Is Less
Cerca di
risparmiare
materiale e
tempo
Claudio Gasparini, Tazzine nubili
Proprietà di un modello per la stampa
Claudio Gasparini
www.cad-tutor.com/gasparini
Google search: Tazzine nubili
Grazie per l’attenzione
