Programmi Modellazione 3D: quali sono e come funzionano

Certo, con l’avvento dei primi computer negli anni Cinquanta si poté sfruttare l’incredibile capacità di calcolo e processazione di formule matematiche anche molto complesse, che le piattaforme odierne eseguono in frazioni di secondo. Pietra miliare dal punto di vista storico nel campo della modellazione 3D fu il 1963, anno in cui vennero rilasciati il primo sistema software CAD (1963) e il primo hardware di computer grafica, il DAC-1 progettato da IBM.

Infine, con l’avvento del primo pc negli anni Ottanta, la grafica 3D ampliò notevolmente il suo raggio d’azione, confinato al ramo aerospaziale e automobilistico. Fu in questo decennio che si assistette alla nascita di numerosi programmi di modellazione 3D basati sull’architettura CAD ancora oggi utilizzati.

Modellazione 3D: cos'è e come funziona

Prima di entrare nel dettaglio pratico facciamo un rapido dispiego su cos’è la modellazione 3D e come funziona.

Ebbene, la modellazione 3D costituisce uno degli step della computer grafica, il cui compito è di creare una visualizzazione tridimensionale di un oggetto all’interno di uno spazio virtuale creato direttamente dal software. I modelli 3D sono generati sulla base di equazioni molto complesse (mentre il “rendering” sfrutta gli algoritmi) che devono essere in grado di riprodurre su schermo anche le forme più dettagliate.

La tecnologia alla base dei programmi di modellazione 3D è il CAD, acronimo di “computer-aided design”. In origine questo sistema era utilizzato esclusivamente nell’ ambito del disegno tecnico informatico, con sbocchi privilegiati nei rami dell’architettura e dell’urbanistica. Successivamente, la piattaforma ha esteso i suoi campi di applicazione anche all’arredamento, all’industria videoludica, alla meccanica e all’elettronica.

Tra le ultime frontiere della modellazione 3D c’è anche il marketing. Tale sottocategoria prende il nome di “3D advertising” ed è finalizzata ad aumentare l’interazione e la percezione dei consumatori rispetto a un prodotto o a un servizio, sia online che offline. In generale, il 3D advertising è destinato a diventare una delle principali applicazioni della realtà virtuale nel campo del marketing.

Sotto il profilo teorico esistono due grandi famiglie di modelli 3D: quella organica, per i soggetti naturali, e quella geometrica per tutti gli altri. Ciascuna di esse può essere manuale, semiautomatica o automatica. Le tecniche di modellazione 3D più utilizzate sono le seguenti:

• Modelli solidi: creano oggetti a partire dalle forme geometriche tridimensionali di base (es. cubi, sfere e cilindri);
• Metodo della superficie: creano oggetti a parte da una “ragnatela” di linee guida (es. superfici Numbs o Spline);
• Modelli poligonali (“wireframe”): creano oggetti a partire da semplici poligoni.

Terminata la creazione del prodotto nel suo scheletro si passa alla composizione, ossia alla “texture”. Questo step è determinante per definire caratteristiche quali la trasparenza, la solidità e il suo grado riflettente. Si prosegue poi con la mappatura, che combina la texture con il modello 3D: è sufficiente immaginarla come una foto piatta a colori (ma tendenzialmente si esegue in bianco e nero per indicare lo spessore). Ora l’oggetto è pronto per passare alla fase successiva del “rendering”.

Programmi di modellazione 3D, quali sono i più usati

A seconda del sistema operativo, e di conseguenza del dispositivo che state utilizzando, ci sono programmi di modellazione 3D fortemente consigliabili. Ecco i migliori:

• Autodesk Maya (disponibile per Windows, MacOs e Linux): riconosciuto quasi all’unanimità come il miglior software di modellazione 3D, vede nell’animazione cinematografica il suo principale output. Ricchissimo di funzioni, si rivolge prettamente a un pubblico di professionisti come dimostra il suo tariffario: circa 2.500 euro/anno per ottenere la licenza;
• ZBrush (disponibile per Windows e MacOs): il miglior software per la scultura 3D secondo gli esperti. La sua miglior qualità consiste nel creare modelli tridimensionali estremamente dettagliati senza appesantire troppo il tutto. Il suo costo? 320 euro per la licenza annuale, 790 per acquisirla “a vita”;
• Houdini (disponibile per Windows, MacOs e Linux): il miglior compromesso per gli effetti speciali nei film. Quattro versioni lanciate sul mercato, rivolte ad altrettanti target (si va dalla gratuita a quella professionale “FX”, che costa oltre 4mila euro). Tale carattere polivalente costituisce il suo punto di forza principale;
• SketchUp: si definisce “il più semplice software di modellazione 3D gratuito sul web e senza vincoli". Piuttosto intuitivo anche per i meno avvezzi, offre 10 GB di spazio di archiviazione e una vasta gamma di modelli 3D disponibili. Ottima la sua integrazione con l’app SketchUp Go (solo per iOs).
• Shapr3D (disponibile per iOs): l’app più raccomandata per l’uso su iPhone. Sfruttando lo stesso motore di modellazione del software professionale SolidWorks, Shapr3D consente ai professionisti (specialmente ingegneri) di continuare a lavorare sulla modellazione in 3D anche in mobilità.
• Prisma3D (disponibile per Android): l’app migliore se siete possessori del robottino verde. In modalità totalmente gratuita è capace di importare più di 45 tipi di file in tre dimensioni. Il suo punto debole? La stabilità, con qualche crash di troppo dopo un lungo periodo di beta.

Considerazioni finali su due aspetti, a cominciare dall’attività della community per creare programmi di modellazione 3D open-source, dunque aperti a tutte le piattaforme hardware. È questo il caso di Blender, di RepRap (più vicino alla stampa 3D), che hanno cavalcato l’onda di fenomeni social come il crowdfunding per “esplodere” sul mercato.

Infine, una delle domande che molti cominciano a porsi: può l’intelligenza artificiale (AI) specializzarsi anche nella modellazione 3D? Alcuni funambolici esperti hanno scoperto che il linguaggio in codice Phyton è utilizzabile sui software più basilari, tuttavia il risultato finale non ha lasciato dubbi: ChatGpt e soci sono ancora lontani da poter impensierire l’uomo.