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Simulazione di paesaggi mediante Real 3D

di Alessandro Tasora

Le immagini presentate in quest'articolo sono opera di Damian Sainsbury, un esperto di grafica tridimensionale che utilizza Real 3D da diverso tempo, e i cui lavori sono comparsi anche sul CD dimostrativo della Realsoft. Damian presenta i quattro rendering con un interessante testo che documenta gli espedianti messi in atto per raggiungere un discreto realismo nella simulazione dei paesaggi. E' noto che uno dei punti di forza di Alias (il noto programma di grafica 3D che gira su Silicon Graphics) consiste in un generatore di paesaggi multo sofisticato, chiamato "Terraformer", in grado di eguagliare o addirittura superare le prestazioni di prodotti dedicati esclusivamente a tale scopo (quali Vista Pro e World Construction Set), e proprio in seguito all'osservazione delle immagini prodotte da Alias+Terraformer, Damian Sainsbury ha deciso di ripetere analoghi risultati impiegando il semplice Real3D. Anche Real 3D dispone di un generatore di paesaggi, ma il suo compito si risolve esclusivamente nella creazione della "mesh" altimetrica che simula le montagne, a differenza del corrispettivo programma su Alias -molto più completo, ma anche più costoso- che genera automaticamente le texture, le bump-map e i materiali. Per tale ragione all'utente di Real 3D rimane il compito di creare i materiali da assegnare alla mesh, e Damian suggerisce una via piuttosto rapida da eseguire, e che sfrutta appieno le funzioni evolute dei materiali di Real, ad esempio la perturbazione frattale dei brush.. I passi decisivi sono i seguenti:

Alla mesh viene applicato un gradiente verticale con diverse tinte stratificate, ad esempio giallo-verde-bianco, che rappresenta il cambiamento di colore dai prati alle rocce ed alla neve delle montagne. Fondamentale, a questo punto, è l'attivazione del material-handler "noise"relativo alla voce "mapping", in modo che la mappa altimetrica venga distorta con una funzione di rumore frattale. Si scalgano opportuni valori di "a" e "b" in modo che i confini fra rocce ed erba (o neve e rocce) vengano ben frastagliati. Damian aggiunge che lo stesso materiale può aver attivato anche l'handler di tipo "granite", in modo da perturbare leggermente il colore, e renderlo meno "uniforme".
Successivamente si crea un altro materiale, con un sottile gradiente giallo-verde, che rappresenta la spiaggia (non èstato possibile simulare la spiaggia con il primo materiale a causa dell'elevata distorsione frattale dei gradienti).
Si applichi ora un terzo materiale con un "bumpmap" di scala ridotta, come per simulare sassi, buche ed asperità del terreno.
Infine si aggiunga un ulteriore bumpmap di scala piuttosto elevata. Questo serve ad evitare l'aspetto troppo "liscio" causato dalle superfici spline, specialmente se il numero di punti di controllo è piuttosto ridotto (ad esempio per risparmiare memoria o tempo di rendering). In pratica quest'ultimo bump-map simula vagamente l'effetto che avremmo se incrementassimo la risoluzione della mesh e ne aumentassimo i dettagli. Ovviamente la creazione del mare avviene con la semplice introduzione di un piano orizzontale, sul quale viene applicata una bump-map per simulare l'increspatura delle onde.

Non dimenticate di rendere riflettente (ma non troppo!) la superficie del mare, di colore leggermente blu. A completare l'opera, Damian aggiunge alcuni interessanti effetti di rendering volumetrico (nuvole, nebbia), sfruttando la caratteristica, unica di Real 3D, di poter renderizzare materiali non-omogenei. In questo modo si sono potuti simulare interessanti effetti atmosferici (tramonto, foschia, temporale, etc. ) con un realismo notevole, tantopiù se si considerano le semplici risorse impiegate per la realizzazione del risultato. Nota finale: la presenza della nebbia, per quanto minima, contribuisce a rendere più reale la scena anche in caso di cielo sereno. Questo insegnamento viene tramandato ai pittori dai tempi di Leonardo, che per primo studiò l'illustrazione di paesaggi da un punto di vista scientifico, ma allo stesso tempo serve a mascherare alcuni tipici difetti e limitazioni della computergrafica (ad esempio non è possibile modellare tutto il litorale di una nazione, perciò possiamo far "scomparire" i bordi della mesh da noi modellata, con limiti di pochi chilometri, nella leggera foschia che stempera i colori all'orizzonte).