Come creare contenuti per la VR
I visori per la realtà virtuale (VR) continuano a crescere in popolarità, con aziende del calibro di Apple che stanno portando questa tecnologia in nuove direzioni, e con l'arrivo sul mercato di una serie di dispositivi economici. Con la VR che diventa sempre più mainstream, si è incorsi in un aumento della domanda di modelli 3D. In questo articolo ti spiegheremo come creare risorse VR ultra realistiche per i tuoi mondi virtuali.
Ovunque si guardi, dal Metaverso al visore Apple Vision Pro, la realtà virtuale è sempre più popolare. Precedentemente utilizzata quasi esclusivamente per la creazione di videogiochi immersivi, la tecnologia sta ora entrando nello spazio professionale, e non solo nella CGI, anche nell'e-commerce, nella formazione e persino nelle app di produttività.
Poiché le applicazioni VR continuano a crescere e a diversificarsi, si è registrato un aumento della domanda di modelli 3D. Dopotutto, non ha senso costruire un mondo virtuale se è vuoto. Ricreare oggetti, persone e luoghi reali è fondamentale per costruire un'esperienza di realtà virtuale immersiva che faccia davvero credere agli utenti di essere da un'altra parte.
Cominciamo dando un'occhiata ai diversi tipi di risorse VR disponibili, prima di discutere come creare modelli 3D personalizzati.
Punto Chiave
La crescente popolarità dei visori VR ha portato a un aumento della domanda di modelli 3D realistici necessari per creare simulazioni coinvolgenti.
Tipi di contenuti VR
Quando si tratta di creare contenuti web immersivi o di catturare ambienti per la realtà virtuale ci sono due metodi principali: creare video a 360° e simulazioni interattive. I primi vengono catturati da tutte le direzioni, mettendo gli spettatori nei panni della persona che ha effettuato le riprese. Grazie a delle lenti stereoscopiche, è persino possibile filmare da una prospettiva "occhio sinistro e destro" per la creazione di contenuti VR.
Se queste esperienze video venissero mostrate fianco a fianco di simulazioni interattive su un PC, non saresti nemmeno in grado di notare la differenza. Ma una volta collegati a un dispositivo VR possono sembrare piuttosto restrittive, limitando gli utenti al percorso esatto intrapreso dalla persona con la videocamera. Al contrario, le simulazioni consentono agli utenti di esplorare spazi virtuali come vogliono loro.
Punto Chiave
Girare video a 360° può essere più facile che creare simulazioni realistiche, ma offrono un'esperienza VR limitata.
I modelli 3D per la VR sono realizzati in altri due modi leggermente diversi: sketching e cattura della realtà. Lo "sketching" descrive un processo manuale in cui gli artisti 3D scolpiscono digitalmente modelli, utilizzando foto come riferimento o lavorando a mano libera per creare progetti completamente nuovi.
Sebbene questo flusso di lavoro sia testato nel tempo (molti film, programmi TV e videogiochi presentano modelli CGI fatti a mano) è anche dispendioso in termini di tempo e richiede un alto livello di abilità. La cattura della realtà, d'altra parte, consente ai progettisti di digitalizzare oggetti, persone e ambienti così come sono, in modo da non dover creare modelli da zero.
Oltre ad essere più veloce, la cattura della realtà raccoglie dettagli di texture che altrimenti potrebbero essere difficili da identificare, oltre ad essere molto più facili da padroneggiare. Questi vantaggi hanno permesso alla fotogrammetria di affermarsi come un grande aiuto per la creazione di CGI, ma anche altre tecnologie come la scansione 3D e l'acquisizione da smartphone stanno guadagnando terreno in questo settore. Ne parleremo più dettagliatamente più avanti.
Come creare contenuti per la VR
A seconda dell'applicazione e della tecnologia, il flusso di lavoro può variare caso per caso. Ma ci sono generalmente due modi principali per creare risorse VR: uno che inizia con l'utilizzo di foto come materiali di riferimento, l'altro con la scansione 3D.
1. Sketching
Una volta che hai ideato un concetto e deciso di cosa hai esattamente bisogno per modellare in 3D, la fase successiva è tradizionalmente la scultura digitale. Ciò comporta la raccolta di foto di un'area, un oggetto o una persona reale da diverse angolazioni, quindi l'utilizzo di queste come riferimento per la modellazione. È un processo particolarmente utile per trasformare le concept art 2D in modelli 3D completi per applicazioni CGI o di videogiochi.
Naturalmente, puoi anche creare disegni in modo organico, creando modelli da zero utilizzando forme geometriche di base per definire le proporzioni, prima di aggiungere manualmente i dettagli. Questo approccio premia la creatività. Attenzione però, può essere un lavoro lento e difficile!
Punto Chiave
Lo sketching è un processo che richiede molto tempo e che può essere accelerato con la scansione 3D e altre tecnologie avanzate.
2. Retopologia
Per applicazioni avanzate di modellazione 3D come animazione, giochi o realtà virtuale, di solito è necessario trasformare una mesh scolpita ad alta risoluzione in una base semplificata. Questo è anche fondamentale per ridurre le dimensioni dei file: dopo tutto, se i tuoi modelli sono costituiti da milioni di vertici, saranno troppo pesanti da gestire per qualsiasi visore VR in commercio.
La retopologia può diventare molto complessa, con strumenti manuali che consentono la creazione di immagini strabilianti per i blockbuster a tripla A, ma è anche possibile ottimizzarla. ZBrush include Zremesher, che retopologizza i modelli 3D in base al comportamento degli utenti, ma è 3DCoat a rendere la retopologia davvero facile e veloce, consentendo di semplificare le superfici complesse in pochi vertici.
3. Mappatura UV
Successivamente, dovrai indicare al tuo software di modellazione 3D dove desideri mappare la texture. Può sembrare controintuitivo, ma questo inizia con il processo di "scarto" della texture dal modello e la conversione in un formato 2D, in modo che possa essere successivamente riapplicato utilizzando la "mappatura UV".
Funziona come se stessi avvolgendo una caramella con la sua carta, solo che le texture vengono applicate con cura attorno ai modelli in modo che combacino correttamente con la geometria. Programmi gratuiti come Blender semplificano questa operazione in quattro passaggi fondamentali: ridimensionamento, proiezione, marcatura delle cuciture e unwrapping.
Puoi anche scaricare estensioni per piattaforme come SketchUp che ti consentono di eseguire l'unwrapping dei segmenti e lavorare con forme a doppia curvatura. Qualunque sia il software da te utilizzato, un'attenta mappatura UV è essenziale per ottenere modelli realistici, quindi vale la pena prendersi tutto il tempo necessario.
4. Cottura della texture
Dopo la mappatura UV, vale quindi la pena chiedersi "quali dettagli vorrei inserire nel mio modello finale?" Potrebbero essere dettagli a colori o superfici sottili: anche gli effetti dinamici come la corrosione e l'illuminazione possono essere resi statici e trasferiti sulle superfici del modello.
Il trasferimento delle texture (o "baking", ossia "cottura" della texture) consente anche di prendere dati che aumentano il realismo dai modelli ad alto numero di poligoni e applicarli a quelli retopologizzati. Spiegheremo cosa significa retopologia, ma per ora vale la pena ricordare che non è necessario sacrificare i dettagli per mantenere i modelli leggeri.
Punto Chiave
Durante la modellazione 3D di superfici metalliche, la texture baking è fondamentale per mantenere piccoli dettagli nelle fasi di progettazione successive, come la retopologia.
5. Preparazione per la VR
Il modo in cui termina il flusso di lavoro dipende dall'utilizzo per cui stai creando il modello. Se si tratta del personaggio per un videogioco o un'esperienza VR, dovrai dare loro uno scheletro per il movimento tramite "rigging". Questo può essere ottenuto in molti programmi di modellazione 3D tra cui Blender, Autodesk Maya e piattaforme più dedicate come Houdini, che è ricco di funzionalità di animazione avanzate.
D'altra parte, i modelli realizzati per scopi di animazione o proof of concept dovranno essere renderizzati in 3D, un processo che prevede l'applicazione di illuminazione e texture per ottenere un aspetto fotorealistico.
Tali modelli spesso richiedono più iterazioni prima di essere sufficientemente realistici per essere integrati nelle simulazioni. Ma i modelli di fascia alta sono assolutamente vitali per costruire mondi virtuali che assomigliano ai nostri, quindi vale la pena lavorarci con cura. Ci sono anche modi per rendere la modellazione 3D VR più veloce con tecnologie avanzate, come vedremo in seguito.
Punto Chiave
La combinazione di luce strutturata e scansione LiDAR ti consente di catturare intere aree in alta risoluzione per risorse VR incredibilmente realistiche.
Come creare contenuti VR con la scansione 3D
Come accennato in precedenza, tecnologie come la fotogrammetria e la scansione 3D stanno accelerando sempre più il processo di modellazione 3D. I vantaggi più consistenti della fotogrammetria si riscontrano nella cattura della texture. La fotogrammetria, ossia il processo di fotografare un oggetto o un'area da più angolazioni e cucire insieme le immagini catturate, può essere utilizzata per creare modelli 3D per la VR fotorealistici.
Tuttavia, la fotogrammetria si basa ancora sullo scattare fotografie, sia con un dispositivo professionale che con uno smartphone, e questo può richiedere molto tempo. La scansione 3D, d'altra parte, ti consente di catturare qualsiasi oggetto, persona o spazio in tempo reale, facendolo più facilmente, con precisione e con maggiore velocità.
I dispositivi portatili professionali come Artec Leo digitalizzano le caratteristiche corporee in pochi secondi, rendendo la cattura dei personaggi facile e veloce. Digitalizzare gli oggetti in modalità HD significa anche raccogliere dettagli fini con una risoluzione di 0,2 mm, in modo da poterli utilizzare come riferimenti durante lo sketching.
Per scansionare aree più ampie e trasformarle in ambienti VR, è anche possibile utilizzare dispositivi LiDAR come Artec Ray II. Di per sé, Ray II è un ottimo strumento per catturare edifici o spazi aperti, ma, se combinato con Leo, raggiunge un altro livello. Le scansioni acquisite da entrambi questi scanner possono essere unite per creare modelli utilizzando i dati ad alta risoluzione di ciascuno di essi.
Ciò è reso possibile dagli esclusivi algoritmi di Artec Studio, un software avanzato di acquisizione ed elaborazione di scansioni 3D. Attraverso la registrazione, la fusione e la modifica globali della scansione, il programma offre anche ampie opportunità agli utenti di massimizzare la cattura dei dettagli. È persino possibile implementare il photo-texturing come mezzo per rifinire ulteriormente le texture e aumentare la risoluzione.
Nel complesso, si può dire che l'adozione della scansione 3D è essenziale per ottenere i migliori risultati VR possibili, in quanto consente di basare i modelli su risorse reali, acquisire i dettagli più intricati durante lo sketching e accelerare il flusso di lavoro di progettazione.
Punto Chiave
Con il photo-texturing, è possibile aumentare ulteriormente la qualità della texture delle scansioni 3D e ottenere modelli ancora più realistici.
Porta i tuoi modelli 3D nei mondi VR
Una volta terminata la modellazione 3D, dovrai creare un mondo virtuale che i tuoi modelli 3D possano popolare. C'è una certa sovrapposizione tra VR e videogiochi, quindi molti sviluppatori usano motori grafici per videogiochi come Unreal Engine e Unity, ma anche programmi dedicati come Simlab Composer. Nel complesso, indipendentemente dal software scelto, ci sono quattro passaggi chiave per creare un ambiente VR.
1. Creare una scena
Prima di tutto, dovrai stabilire una base su cui costruire il tuo mondo VR. Questo potrebbe assumere la forma di un aereo o di un cubo 3D che funge da "stanza" che puoi riempire con modelli 3D. Dopodiché, è necessario creare un personaggio che ti permetta di visualizzare questo spazio in prima persona.
Per quanto riguarda il posizionamento della videocamera, si consiglia di impostarla all'altezza degli occhi, poiché la maggior parte delle simulazioni è progettata per essere visualizzata dal punto di vista dell'utente. Ma questi parametri possono sempre essere regolati in un secondo momento. Vale anche la pena notare che Simlab Composer ti consente di costruire mondi virtuali in prima persona, senza l'uso di un visore VR. Questo può aiutare nelle lunghe sessioni di costruzione del mondo virtuale.
Punto Chiave
Con Unreal Engine, Unity & Simlab Composer, puoi creare scene in realtà virtuale e vederle crescere in tempo reale.
2. Impostazione dei controlli
Successivamente, dovrai configurare il tuo personaggio in modo che possa muoversi. Questo processo funziona in modo leggermente diverso a seconda del software che stai utilizzando, ma in generale comporta assegnare controlli che consentono ai controller di gioco o ad altri dispositivi di input di spostare la visuale, muoversi e attivare azioni a comando.
In Unity, ad esempio, è possibile aggiungere un sistema di locomozione che consente agli utenti di vagare liberamente nei mondi che costruiscono, nonché funzionalità di snap-turn e teletrasporto per viaggi veloci. È anche possibile integrare degli "ancoraggi" che mantengono i personaggi in posizione. Se devi creare un auditorium virtuale, questa funzionalità ti consentirebbe di trasportare i partecipanti in un punto di osservazione designato.
3. Regolazione dell'illuminazione e avvio della costruzione
Abbiamo una tela vuota, è il momento di iniziare a creare. A seconda del tipo di scena che vuoi costruire, dovrai impostare l'illuminazione in un certo modo. Il metodo più semplice per garantire che oggetti e personaggi siano illuminati come desiderato è quello di stabilire una fonte di luce interna come una lampada: grazie ad essa, è persino possibile vedere come le ombre sono influenzate dal movimento.
Una volta creata l'illuminazione, puoi quindi iniziare a costruire il tuo mondo VR un blocco alla volta. La maggior parte dei programmi viene fornita con modelli 3D generici e consente di creare modelli utilizzando forme primitive, ma è abbastanza facile trovare risorse aggiuntive su siti come Sketchfab e CGTrader.
4. Importa, ridimensiona e anima i modelli 3D
Importare modelli 3D, completi di texture realistiche, sulla tua piattaforma preferita è solitamente facile e veloce, richiedendo solo il trascinamento dei file.
Nei programmi di costruzione di mondi VR è anche possibile ridimensionare, orientare e animare gli oggetti, trasformandoli in elementi interattivi come porte, veicoli e altro ancora.
Punto Chiave
Creare mondi VR può essere semplice: basta creare una scena, impostare i controlli, importare i modelli e iniziare a creare!
Applicazioni
Videogiochi immersivi
L'iperrealismo è stato a lungo un obiettivo per gli sviluppatori di videogiochi, e questo aspetto è ancora più importante nei titoli VR. Fortunatamente, molti modelli realizzati per i giochi normali sono già basati su oggetti del mondo reale, quindi hanno una fedeltà visiva adatta alla realtà virtuale.
Prendiamo ad esempio il team di Creative Mesh, che ha combinato Artec Leo e Ray II per catturare attrezzature agricole e di servizio di emergenza per creare modelli 3D per Farming Simulator. Un approccio simile può essere utilizzato anche per sviluppare grafiche realistiche per film o programmi TV. Ad esempio, utilizzando le scansioni acquisite con lo scanner leggero e flessibile Artec Eva e quello ad altissima risoluzione Artec Space Spider, degli esperti di VFX hanno creato un personaggio realistico quanto inquietante per la serie Sleepy Hollow.
Creazione di contenuti VR commerciali
L'e-commerce è un settore in cui l'innovazione della scansione 3D è già consolidata. Presso il principale produttore di attrezzature sportive ASICS, vengono utilizzati modelli 3D di calzature di alta qualità per l'ispezione della qualità del prodotto, oltre a creare contenuti di marketing animati coinvolgenti.
Aziende come HEMO stanno portando questo approccio in una direzione diversa, catturando macchine fino a 30 tonnellate con Artec Leo & Ray II e trasformandole in modelli VR da esposizione. Invece di esporre macchinari colossali ai visitatori delle fiere, l'azienda può ora mostrare i prodotti tramite una simulazione VR, risparmiando enormi quantità di trasporto.
Con i siti di moda che iniziano anche a introdurre prove di prodotti virtuali, è chiaro che c'è ancora un margine significativo per la creazione di contenuti VR per crescere nello spazio dell'e-commerce.
Punto Chiave
La realtà virtuale simula virtualmente gli ambienti, la realtà aumentata porta sovrapposizioni interattive nel mondo reale. Insieme, hanno il potenziale per trasformare i modelli 3D in strumenti con vantaggi tangibili in termini di produttività.
Realtà aumentata
Spesso utilizzati in modo intercambiabile, AR e VR sono in realtà tecnologie diverse ma strettamente correlate. Mentre la VR descrive video o simulazioni coinvolgenti, l'AR vede gli oggetti integrati nei mondi VR, in modo che sembrino galleggiare in ambienti reali. Utilizzando i visori VR e AR Apple Vision Pro, ad esempio, è possibile raccogliere, visualizzare e posizionare digitalmente oggetti in stanze simulate.
Il potenziale per la scansione 3D, quindi per la modellazione e l'integrazione di oggetti nelle applicazioni AR, è enorme. In settori che vanno dall'assistenza sanitaria all'industria pesante, molte persone vengono già istruite tramite simulazioni su visori VR. Mentre altre aziende entrano nel mercato, sarà affascinante vedere come la VR continuerà a creare nuove opportunità per collegare il mondo reale e virtuale.
Visualizzazione virtuale
In genere non sono pensate per i visori, ma i tour virtuali a 360° che consentono di vedere le proprietà immobiliari in VR stanno rapidamente diventando la nuova normalità. Queste simulazioni sono ottime per individuare potenziali aree abitative e garantire che i mobili per ufficio si adattino agli spazi aziendali proposti.
Al momento, molti video di proprietà immobiliari in vendita sono progettati per la visualizzazione su PC, smartphone o tablet, ma possono anche essere osservati utilizzando visori VR, e non è impossibile che possano essere catturati con lenti stereoscopiche per una maggiore immersione.
Più in generale, chi può dire quali altri edifici potrebbero essere utilizzati per la creazione di contenuti VR? Data le sue infinite applicazioni, è chiaro il motivo per cui c'è così tanto clamore intorno alla tecnologia in quest'area.
Punto Chiave
Le tecnologie avanzate continuano a rendere la modellazione 3D più facile: ora la creazione di contenuti VR è alla portata di tutti.
Conclusione
Come puoi vedere dal flusso di lavoro sopra riportato, la modellazione 3D per la realtà virtuale sta diventando più facile e più accessibile che mai. Ora ci sono molti programmi disponibili, alcuni progettati per i neofiti della modellazione, altri con set di funzionalità avanzate, ma tutti offrono ottimi risultati.
Utilizzando la scansione 3D di livello professionale, si sta anche dimostrando possibile semplificare e accelerare la parte di sketching del processo. Poiché la tecnologia continua a portare avanti la modellazione 3D, senza dubbio creerà nuove opportunità per esperienze VR indistinguibili dal mondo reale.
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