Panoramica sugli strumenti di disegno e di progettazione, dal compasso geometrico di Galileo agli attuali sistemi di modellazione CAD analizzati secondo prestazioni e settori di utilizzo. Aggiornato.
2. Strumenti di disegno e progetto
Nel passato è sempre esistita
una stretta relazione fra i
vari sistemi di rappresentazione
ed il sistema costruttivo.
In particolare fra il disegno, il
progetto e l’oggetto prodotto.
Nei Quattro libri sono indicate
regole sistematiche del
costruire ed esempi di progetti
in cui le regole erano applicate.
Andrea Palladio, I quattro libri dell’architettura, 1570,
Fregi
3. 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
Strumenti di disegno e di progetto
4. 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 di Diderot
5. 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
Strumenti di disegno e di progetto
7. Il compasso geometrico militare di Galileo è stato inventato a
Padova nel 1597 e consentiva di effettuare operazioni
aritmetiche e geometriche complesse per l’epoca.
Compasso geometrico di Galileo
8. Il compasso geometrico militare, come lo chiamò Galilei,
permetteva di compiere in modo più rapido e semplice
complesse operazioni matematiche e geometriche per usi
civili e militari.
Col suo compasso si misuravano distanze, altezze, profondità
e pendenze; si calcolava la balistica dei tiri d'artiglieria; si
poteva ridisegnare una mappa con una scala diversa; si
calcolavano cambi di monete e interessi.
Compasso geometrico di Galileo
9. 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
Strumenti di disegno e di progetto
10. 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
Problema di Apollonio di Perga, 262 a.C.
11. La geometria
descrittiva è la scienza
che permette di
rappresentare in modo
inequivocabile su uno o
più piani, oggetti
bidimensionali e
tridimensionali.
Metodi di rappresentazione
12. 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.
Strumenti di disegno
13. Il disegno era composto
esclusivamente di luoghi
geometrici: cerchio, asse,
ellisse ecc.
Strumenti di disegno
14. 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.
Strumenti di disegno
Superficie rigata
16. Nella progettazione
integrata e digitale il
processo è flessibile e
non più limitato da fasi
obbligate.
Progettazione integrata
17. 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.
Progettazione integrata
Sgabello Mezzadro, Achille e Pier
Giacomo Castiglioni, 1957, prod.
Zanotta
18. La modellazione 3D può rientrare
in due tipologie:
• Modellazione geometrica
• Modellazione organica
Tipologie di modellazione
Tecniche di modellazione
geometrica
• Modellazione
Procedurale (automatica e
semi-automatica)
• Modellazione Manuale
• Da dati provenienti da
modelli reali (scansione
tridimensionale)
19. • 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.
Tipologie di modellazione
20. 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
Modellazione solida parametrica
21. 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.
Modellazione NURBS
22. Modellazione Poligonale
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
23. Modellazione sculpting
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
24. Modellazione procedurale
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
25. Scansione 3D
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.
26. Principi di corretta modellazione
Quale software usare ?
Sgabello rustico in legno,
designer sconosciuto, produzione Italia
27. Principi di corretta modellazione
Esiste
• un Modello 3D corretto
e
• un Modello 3D non
corretto
nella progettazione?
Teiera doppia per un tè a due.
Doppia teiera del masochista.
28. Si deve spostare
l'attenzione dall'aspetto
tecnico della
modellazione
all’analisi attenta del
modello da realizzare.
Teiera doppia per un tè a due.
Doppia teiera del masochista.
Principi di corretta modellazione
Il processo di
modellazione deriva
essenzialmente dalla
tipologia del modello.
29. Principi di corretta modellazione
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
30. Progettato con CATIA di
Dassault Systémes
programma di
progettazione nato in
ambiente aerospaziale ed
applicato soprattutto nei
settori meccanici e
automotive.
Frank O. Gehry, Museo Guggenheim, Bilbao, 1997
Progettazione con CATIA Dassault Sys
31. 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 O. Gehry, Museo Guggenheim, Bilbao, 1997
Progettazione con CATIA Dassault Sys
32. Courtesy AIA/ CRC
Progettazione BIM con Revit
Progetto
integrato in
tutti gli aspetti
costruttivi,
dalla
tipologia, ai
calcoli fino al
rendering
finale nel
costruito
reale.
35. • 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
37. •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
38. L'Associazione artistica Arte da
mangiare - mangiare Arte è
attiva da 18 anni presso la
Società Umanitaria di Milano,
Ente Morale dal 1893
Associazione artistica
Arte da mangiare – mangiare Arte
39. Arte da mangiare
ha costituito il ART Makers
Lab, laboratorio di
coordinamento e di
sperimentazione di nuove
forme artistiche applicate
alle stampanti 3D.
ART Makers Lab - Arte da mangiare
40. Progetti
•Opera d’arte collettiva per EXPO
•Corsi per artisti
•Repository di Modelli digitali
•Serie limitate di opere d’arte
•Stampa di oggetti d’arte in argilla
Parole chiave:
COllaborazione, COndivisione,
CO-creazione
ART Makers Lab - Arte da mangiare
41. ART Makers Lab - Arte da mangiare
Il Raccolto, maggio 2014, Umanitaria,
Milano. Collettiva d’arte
FuoriSalone 2014, Spazio exAnsaldo, Stand SLIDE Design.
Presentazione attività di ART Makers Lab – Arte da mangiare
42. 3D Printed Community Recycle Bins – www.urbanhubs.co
Esempio di progettazione collaborativa internazionale
ART Makers Lab - Arte da mangiare
43. Progetto provocatorio di
stampante 3D che stampa
cibo a partire da materie
prime.
E’ pensata per paesi del
Terzo mondo.
Le attuali stampanti Food
3D stampano cioccolatini
ma penso sia possibile
progettare un uso più
sostenibile (e intelligente?)
del loro utilizzo.
Stampante sostenibile del cibo