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Digitale, immagine o modello

Modello digitale

La modellazione digitale consente di elaborare il progetto di uno spazio o il rilievo di un oggetto, operando come se si dovesse costruire un “plastico virtuale”; le definizioni attribuite a tale operazione variano da “modello geometrico per mezzi informatici” a “modello tridimensionale” o 3D.

Nell’evoluzione degli strumenti informatici i vari ambiti di applicazione hanno sviluppato diversi tipi di modellazione 3D, per rispondere a precise logiche progettuali/costruttive. L’industria aeronautica, per esempio, ha avuto l’esigenza di sviluppare la componentistica degli aerei in modo che presentassero una migliore aerodinamica, quella navale di determinare la forma delle barche, quella automobilistica di generare la forma delle nuove autovetture. Nell’architettura e nell’ingegneria edile il modello tridimensionale ha acquisito importanza solo con il trascorrere del tempo, passando dalle forme edilizie tradizionali e consolidate a struttura regolare a quelle complesse e avveniristiche a matrice organica.

Si può definire come modello digitale il processo che un sistema informatizzato segue per introdurre, guidare e modificare la rappresentazione degli oggetti, con la precisione necessaria alla loro effettiva realizzazione.

Tuttavia, è importante ricordare che, come per tutti i modelli, un modello 3D digitale implica un processo di astrazione e semplificazione delle caratteristiche presenti nell’oggetto che si vuole rappresentare. Questo aspetto risulta più evidente se si considerano due situazioni diametralmente opposte: la rappresentazione di oggetti artificiali semplici, come coni, cubi e sfere (che tra l’altro costituiscono le primitive dei sistemi 3D), e la raffigurazione di elementi organici, come alberi, piante o terreni irregolari.

Tra queste due situazioni “limite” si può inserire una serie, praticamente infinita, di ipotesi intermedie, che rappresentano i diversi gradi di approssimazione del modello e che orientano le possibili classificazioni dei modelli 3D stessi.

Immagine digitale

Un’immagine digitale è una rappresentazione bidimensionale tramite una serie di valori numerici, che la descrivono a seconda della tecnica utilizzata. Le immagini digitali sono di due tipi: una matrice di punti (o pixel) nelle immagini bitmap; un insieme di punti (o nodi) uniti in linee o altre primitive grafiche che compongono l’immagine, insieme ad eventuali colori e sfumature, nelle immagini vettoriali.

La distinzione si rende necessaria poiché nelle operazioni che vengono compiute vi è un costante passaggio dalle prime alle seconde. Supponendo di disegnare una linea con un sistema vettoriale, essa risulta determinata dalle coordinate del punto iniziale e di quello finale. Il punto è definito da una coppia di valori numerici, uno per ciascun asse (x, y). Il disegno vettoriale prende forma fornendo all’elaboratore una serie di coordinate cartesiane che costituiscono gli estremi dei vettori, dove ogni vettore è dato da un punto origine (x, y), da una direzione e da un punto di arresto (x1, y1).

Nel dispositivo raster le informazioni grafiche sono costituite da una matrice di punti attivati o disattivati in funzione dell’elemento che si deve rappresentare. Nel caso di una linea orizzontale o verticale questa operazione risulta semplice poiché esiste una sola soluzione possibile, mentre nel caso di una linea inclinata o di un arco di circonferenza la soluzione grafica non è univoca, richiedendo degli algoritmi particolari per determinare quali devono essere i punti da attivare. Poiché la soluzione non è univoca, bisogna considerare che quanto minore sarà la “risoluzione” del disegno, tanto meno preciso potrà essere il risultato ottenuto. In alcuni casi l’effetto “seghettato” della linea può essere attenuato utilizzando delle tecniche di antialiasing, anche se la soluzione più appropriata è di aumentare la risoluzione del dispositivo di uscita.

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