Uitati despre impresionanta ambianta a realitatii virtuale, în care se dezvolta si se testeaza designul unui produs! Uitati despre recenta dezvoltare a designului ergonomic bazat pe modele umane virtuale! Uitati avantajele pe care vi le ofera ultimele aparitii în domeniul vizionarii stereoscopice a unui obiect 3D, în scopul obtinerii unei mai bune imagini a acestuia!
Câteodata, ca inginer sau, si mai mult, ca designer, îti poti dori, în mod firesc, capacitatea de a obtine o imagine de înalta calitate a unui model 3D, fara a-ti pierde, pentru aceasta, tot timpul sau banii de care dispui. De ce? Deoarece aceste imagini pot fi cheia marilor profituri.
Cel mai cunoscut, probabil, pentru valoarea sa în procesul de comunicare a ideilor conceptuale, înca din fazele incipiente ale elaborarii designului unui produs, fotorealismul a fost puternic controversat în cercurile abilitate. La început multi ingineri si designeri au fost impresionati chiar si numai de posibilitatea de a crea imagini 3D realiste. Astazi însa, nemultumirea în ceea ce priveste calitatea randarii si timpul necesar pentru a crea imagini complet randate, a devenit o stare de spirit curenta. "O, desigur, arata grozav, dar cât timp dureaza sa realizezi asa ceva?" este reactia obisnuita în fata unei randari reusite, în ciuda evolutiei tehnologiei de randare.
Dar concurenta în acest domeniu creste prin importanta si locul central pe care grafica 3D le detine, atât în inginerie, cât si în activitatile comerciale. Aceasta competitie promite de asemenea o scadere a preturilor, concomitenta cu sporirea vizibila a calitatii si vitezei randarii. Având în vedere succesul pe care Internetul îl înregistreaza, ca mijloc de comunicare de ultima ora, modelul 3D fotorealist tinde a deveni în curând vehiculul ideal de comunicare 3D.
În mod evident, abilitatea de a crea, de a împartasi si de a comunica vizual utilizând computerul, bazata pe grafica 3D, devine de o importanta mai mare ca oricând. Astfel în vederea unei relationari fara probleme a designului cu procesul de fabricatie a unui produs, din ce în ce mai multe companii sunt în cautarea unor mijloace de a furniza solutii mai bune, mai rapide si mai ieftine, în scopul satisfacerii necesitatilor de vizualizare a unui model, în domeniul designului si ingineriei actuale.
Mijloacele de vizualizare nu sunt importante doar în a crea imagini care sa se apropie cât mai mult de modelul real, ci sunt, de asemenea, folositoare în a descrie modul în care componentele unui ansamblu se potrivesc una cu alta, modul în care opereaza un produs, sau modul în care actioneaza lumina pe suprafata unui produs. Chiar daca cerintele vizualizarii în vederea verificarii unui spatiu, pot diferi în mod semnificativ de cele necesare în vederea examinarii unei suprafete, ambele teme necesita vizualizari tridimensionale. Si într-un caz si în celalalt, informatia derivata din capacitatea de a reda exact produsul sau suprafata dorita, are un impact semnificativ asupra modului în care o parte a produsului sau suprafata respectiva, vor fi fabricate. Indiferent daca se pune problema evaluarii caracteristicilor de reflexie ale fetei unui ceas sau ale capotei unei masini, sau problema comunicarii ideilor privitoare la un produs catre un client, sau unui alt membru al echipei de design, mijloacele de vizualizare 3D joaca un rol important în crearea si dezvoltarea produsului.
Ca mijloc de comunicare, un model fotorealist 3D, poate influenta aprobarea produsului de catre un client, poate facilita discutiile si luarea de decizii pe durata repetatelor sesiuni de design si poate fi folosit în locul fotografiilor, în cadrul cataloagelor produselor si în cadrul eforturilor de marketing ce trebuie sa se desfasoare înainte de fabricarea propriu-zisa a produsului. Necesitatea folosirii unor astfel de imagini fotorealiste, devine din ce în ce mai stringenta în activitatea de marketing; fara ele, noutatile despre disponibilitatea unui produs, pot sa nu apara în timp util pe piata, acesta devenind astfel necompetitiv.
Nu este întotdeauna necesar a utiliza un model complet randat pentru a comunica detalii în ceea ce priveste designul sau. Si, de fapt, scopul celor mai multi designeri de produse, este de a folosi numai gradul de realism cerut de tema si nu mai mult.
Daca esti un utilizator de CAD, probabil ca esti multumit de rezultate obtinute, folosind capacitatile de randare 3D furnizate de soft-ul de modelare solida, sau de unul dintre modulele adaugate de compania producatoare a modelerului si dedicate unei randari fotorealiste mult mai avansate. Companii ca EDS/Unigraphics, SDRC sau Dassault, ofera astfel de module în kit-ul de baza sau ca add-on-uri, crescând astfel capacitatea de randare fotorealista, asa cum se întâmpla cu produsele ce lucreaza sub Windows, ca SolidEdge, MicroStation sau SolidWorks.
Pentru a atinge nivelul de credibilitate impus de unele proiecte de design, poti avea nevoie de o metoda de randare mult mai performanta. Considerat de multi a fi "Mercedesul" uneltelor de randare, Alias Studio a lui Alias|Wavefront este greu de învins în ceea ce priveste înalta calitate a fotorealismului. Dupa cum declara John Houlihan, directorul departamentului de design industrial al "Time"x, "Folosind Alias, ceea ce vezi, este ceea ce urmeaza sa obtii ca produs finit. Si totul, datorita iluminarii, a tonurilor de culoare, a imaginii de ansamblu - a tuturor acestor caracteristici la un loc - ni se înfatiseaza, în mod virtual, real".
Negresit, un numar crescator de companii sunt din ce în ce mai interesate sa ofere acest gen de capacitate, designerilor si inginerilor lor.
Desi nici unul dintre produsele elaborate pe baza de Windows nu promite sa rivalizeze cu calitatea randarii furnizata de Alias Studio a lui Alias|Wavefront - bazat pe Unix; instrumente ca 3D Studio MAX si 3D Studio Viz de la Kinetix (San Francisco, CA), Solid Tools de la Visionary Design Systems (Santa Clara, CA) si Virtual Vu de la Solar Technologies (Sudbury, Ontario), intentioneaza a furniza un tip de vizualizare 3D, pe care inginerii sau designerii industriali, îl pot gasi folositor, la un raport pret/performanta foarte atractiv. În ultima vreme însa, produse pe platforma Windows NT tind sa se instaleze pe aceasta piata, pâna nu-demult apartinând exclusiv UNIX-ului. Pentru efecte speciale ale randarii - radiosity, Kinetix si SolidWorks ofera extensii precum RadioRay si PhotoWorks, ambele bazate pe mecanismului LightWorks (Sheffield, Anglia). Alte programe des întâlnite, includ formZ render Zone (de asemenea bazat pe mecanismul de redare LightWorks) (Columbus, OH) si NuGraf Rendering System - Okino (Mississauga, Ontario), ce promit o randare rapida si eficienta din punct de vedere al gestionarii memoriei. Oricare ar fi gradul de fotorealism cerut în eforturile de redare si modelare 3D, exista, se pare, un mijloc care te ajuta sa-ti duci munca la bun sfârsit.
Daca însa esti designer în domeniul mecanicii, arhitecturii sau ingineriei, procesul de creatie este un permanent balans între ceea ce este posibil si ceea ce este practic. Este general acceptat faptul ca cea mai mare parte a timpului afectat unei teme, este consumat în scopul obtinerii unei înalte calitati a randarii, astfel încât, deseori este greu de justificat timpul folosit pentru a crea o imagine cu aspect realist, când acest timp s-ar putea folosi la rafinarea designului în curs de realizare. Astfel, deseori se pune problema alegerii între gradul de realism ce poate fi obtinut si calitatea datelor ingineresti ce pot fi prelucrate.
Deseori, utilizatorii au de ales între o imagine realista de foarte buna calitate si un model exact de reprezentare 3D ce poate fi rotit si manipulat în timp real. Cei mai multi apreciaza ca nu le poti avea pe amândoua odata la performante maxime. De aceea, aceasta mentalitate merita a fi schimbata, pentru ca inginerii si designerii sa poata lucra cu modele ce nu doar se comporta real ci, în egala masura, arata real.
Asa deci, ce descoperiri am vazut în anul trecut, care sa ne ajute sa trecem aceasta prapastie dintre imaginea reala si cea care arata real si unde îsi gaseste loc în acest scenariu, fotorealismul, în inginerie si design?
Pe de o parte, initiative ca "OpenGL Optimizer" la SGI si "DirectModel" la HP fac posibila prelucrarea unor mari cantitati de date din sfera graficii 3D, în mod mult mai eficient decât a fost vreodata posibil. Pe de alta parte, computere mult mai rapide si tehnologii avansate de prelucrare a imaginii, cu algoritmi meniti a defini randarea 3D, fac mult mai convenabila utilizarea imaginilor realiste a modelelor 3D, în inginerie si design. De exemplu, noul algoritm de la SGI "Reality Mapping", foloseste o tehnica numita reflexie tri-directionala, creata pentru a furniza, designerilor acel gen de artificii vizuale interactive si de înalta calitate, necesare evaluarii suprafetelor cu reflexie puternica, suprafete tipice întâlnite în industria automobilelor. Iar, dupa cum indica cercetarile ce continua în acest domeniu, în mod neîntrerupt sunt investigate alte si alte moduri de abordare a acestei probleme. "Optimized Geometry Compression for Real-time Rendering" este, de exemplu, un subiect în atentia lui Mike Chow, membru al "MIT Computer Graphics Group", ale carui rezultate experimentale au aratat ca noi tehnici de comprimare a geometriei 3D pot fi folosite în conditiile unei cantitati mici de memorie, pentru o vizualizare în timp real a unui set complex de date.
Vorbind despre eforturile de cercetare sau despre produsele comerciale menite a îmbunatati vizualizarea 3D, se vizeaza de fapt înalta calitate a randarii 3D, mai rapida si mult mai eficienta. La acest efort au contribuit, în egala masura cei doi creatori de biblioteci API, SGI cu "OpenGL Optimizer" si HP cu "Direct Model". Manipulând datele modelului 3D în asa fel încât acestea sa poata fi prelucrate cât mai repede, aceste API-uri, reduc efectiv timpul de încarcare si redare a unui model 3D randat. Acest lucru face posibila vizualizarea unei mari cantitati de date în acelasi timp, rezultatul fiind vizionarea pe ecran a întregului ansamblu în miscare, nu doar a unor parti ale acestuia în pozitii succesive. Acest tip de tehnologie promite, de asemenea, o derulare mult mai fina secventelor de animatie si un aspect mult mai natural al interactiunii si rotirii imaginilor randate.
Întrebarea ce se pune este daca aceste îmbunatatiri asupra vitezei de procesare se vor folosi pentru a crea imagini cu grad mai mare de realism, sau doar, pur si simplu, pentru a putea manipula o cantitate mai mare de date pe ecran. Va continua, oare, fotorealismul sa ramâna domeniul artistilor si al designerilor industriali, în timp ce inginerii par preocupati doar de obtinerea unor performante, dând uitarii prima dintre prioritati?
În mod normal necesitatile de vizualizare ale inginerilor sunt diferite de cele ale designerilor industriali. Prin punerea la dispozitia tuturor a unor mijloace mult mai accesibile si necostisitoare de randare, aceasta situatie începe sa se schimbe. Inginerii încep sa arate un mai mare interes în aceasta directie si o mai mare responsabilitate pentru modul în care va arata un produs, iar designerii industriali sa caute cai de a extinde utilizarea fotorealismului spre alte ramuri de activitate carora le poate fi necesar. Un bun exemplu în acest sens este modul în care, designerii si inginerii de la "Time"x si "Design Edge" (o firma de design din Austin, Texas), folosesc fotorealismul si îl fac util în munca lor. La "Time"x, de exemplu, fotorealismul joaca un rol critic în proiectarea si prezentarea unui produs. Houlihan de la Timex, explica în acest sens: "Modelele fotorealiste 3D ale ceasurilor pe care le proiectam sunt folosite, prin extensie, în procesul de preselectie ce revine cumparatorilor, putând fi prezentate într-un catalog, fara riscul perceperii unor diferente fata de modelul real. Noi nici nu mai folosim fotografii ale produsului, între acestea si modelul fotorealist 3D, neexistând nici o inadvertenta".
O utilizare asemanatoare a modelelor fotorealiste, are loc la Design Edge. De exemplu, atunci când modelul unui monitor LCD de 20" al clientilor lor, nu a putut fi produsa în timp, pentru a genera fotografia necesara operatiunii de tiparire a prospectelor, Design Edge a creat o randare fotorealista a monitorului, pentru a o folosi printre alte materiale, în scopuri de marketing, la expozitiile comerciale.
Chiar inginerii de la Design Edge, obtin nenumarate avantaje prin utilizarea instrumentelor de randare. Ca manager în domeniul proiectarii si specialist Pro/E, Robert Garett, explica: "În designul monitoarelor LCD din seria Galileo, am pierdut foarte mult timp studiind modul în care se comporta suprafetele partii din spate a monitorului, deoarece am vrut sa constatam daca, ca rezultat al designului nostru, nu apar deformatii sau zone-problema. Deci, bineînteles ca am fost avantajati de mijloacele de randare. Acestea evidentiaza zonele cu probleme ale produsului".
În final, randarea completa, bine realizata, imaginea fotorealista sunt înca, un punct critic pentru designerii de produse, în procesul de vânzare. "Suntem judecati în baza unui produs vizual", spune Houlihan de la Timex. "Aceasta înseamna ca dorim sa avem posibilitatea de a crea cea mai realista imagine cu putinta", adauga el. "Aceste imagini sunt utilizate în locul fotografiilor, în marketing si vânzare, sunt utilizate pentru a comunica proiectantilor cum va arata viitoarea linie a produsului si pentru a evalua caracteristicile suprafetei în cazul unui design special, dificil. Cu cât mai ridicata va fi calitatea imaginii, cu atât obiectul va arata mai bine", explica el. "Dar, ne dorim oare ca designerii nostri sa fie capabili sa utilizeze programele de CAD - Fireste! Atunci vor fi mai putine neîntelegeri (între design, inginerie si grupurile de fabricatie), iar în acest mod se va salva mult timp pretios".
Directorul de la Design Edge, Pearce Jones, împartaseste la rândul sau, sentimentele lui Houlihan: "Desi tindem sa nu folosim termenul fotorealist, imaginile care convertesc ideea unui produs într-o forma realista, detin un rol crucial în procesul de design. Ceea ce livram de fapt, este un produs, dar vehiculul catre acest punct terminal, este imaginea", spune Jones. "Si, pentru acest motiv, realismul nu este doar o optiune, ci o necesitate".