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Piazza Marconi in Unity 3D

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  1. ingggiaco
     
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    Ecco qui di seguito un semplice 3D di Piazza Marconi in Unity 3D, accessibile via web.
    Non avendo partecipato al concorso di idee che richiedeva tre soluzioni, mi sono limitato a produrre una semplice ricostruzione dell'area per sperimentare ed accentuare alcune caratteristiche della visualizzazione nell'engine.

    Link al web-player


    Di seguito la discussione di varie caratteristiche.

    Le possibilità che offre l'engine di Unity3D sono molteplici. Sinteticamente:
    - espandere la semplice rappresentazione bidimensionale di un'opera architettonica, provvedendo una grande compatibilità con altri formati CAD. Non più un semplice rendering stampato o immagine, ma un' vero e proprio mondo virtuale 3D;
    - possibilità di espandere la rappresentazione con ulteriori caratteristiche migliorative: audio, movimenti ed animazioni, personaggi nella vita quotidiana, suoni in movimento...;
    - la possibilità di usufruire delle directx11 e la facilità di montaggio delle medesime texture utilizzate in ambiente CAD, ma con la velocità di una rappresentazione in tempo reale. In questo caso è bene notare come Google Street assuma un'importanza notevole come fonte ove reperire rendering realistici di una zona, da trasformare in texture da applicare sulle strutture nella simulazione virtuale;
    - la possibilità di svariare da ambienti 3D, ad ambienti 2D a simulazioni che permettano l'esposizione di oggetti;
    - la possibilità di implementare nel web in blog o apposite pagine html un web-player di modo che chiunque possa collegarsi via internet all'elaborato.

    In particolar modo si può notare come la libertà concessa dal programma permette di sviluppare i propri progetti, lasciare che chiunque via internet li valuti e commenti in forum, proponendo modifiche, miglioramenti o variazioni.
    Quindi con estrema facilità la scena non deve essere ricostruita, ma bastano pochi click per variarla nel software CAD e trasportarla nuovamente nella scena.

    Il software pur offrendo una serie di strumenti che rendano più agevole l'implementazione di ambienti virtuali senza l'uso di script, mantiene una certa vicinanza ai codici di programmazione c# o javascript, per cui conviene conoscere i linguaggi di programmazione.


    Unity 3D è un software predisposto oggi per la creazione di videogames, tuttavia i produttori non nascondono il possibile sviluppo del software per questioni di design, web-design e applicazioni nell'architettura, tanto da suggerire al momento dell'iscrizione dell'account per l'attivazione del software tutti i possibili impieghi.


    Descrizione di quanto eseguito
    La realizzazione della mappa virtuale può essere eseguita in modo dettagliato o meno, semplicemente partendo dal programma CAD con l'ausilio di una pianta 2D dell'area da rappresentare.
    Un particolare problema può essere rappresentato dalle altezze delle strutture, difficilmente rilevabili, bensì pur utili a garantire la coesione del tessuto urbano.
    A questo punto si aprono diverse possibili strade:
    1) definizione generica dei volumi da rappresentare individuando delle altezze plausibili dalle foto degli edifici per semplici proporzioni rispetto misure note;
    2) definizione corretta dei volumi da rappresentare utilizzando dati o particolari programmi che permettono di ricavare la volumetria da tecniche di fotogrammetria.

    Avere i dati è sempre il metodo più veloce per eseguire un lavoro corretto.
    Tuttavia, in genere non si hanno mai i dati di tutti gli edifici di un'area.
    Il rilevamento su campo richiede tempo; la fotogrammetria crea un lavoro più accurato, ma richiede egualmente tempo.
    La realizzazione dei particolari richiede tempo.
    Ciononostante senza entrare nel disegno dei particolari, si può comunque agire per dare un aspetto realistico alla scena grazie alle texture.

    In questa prova son stati realizzati degli edifici con dei blocchi piatti privi di particolari che tuttavia richiamassero le volumetrie dell'edificato intorno piazza Marconi.
    Per ovviare alla via più breve di simulazione dell'urbe, sulla maggior parte delle strutture è stata applicata una texture rappresentante il materiale concrete, foto ritoccata con un filtro che la rappresentasse in stile acquerello.
    Analogamente per l'erba è stata utilizzata una texture a cui è stato applicato un filtro che ne creasse un disegno per righe.
    L'uso del filtro è stata fatta per valutare se semplici texture, editate opportunamente, potessero ammorbidire gli oggetti piatti disegnati in ambiente cad.
    Il risultato appare migliore in ambiente cad piuttosto che in Unity per il semplice motivo che la visuale prospettica dell'oggetto mobile e comandabile in Unity avvicina a tal punto la visuale alle texture da rendere sfocate le stesse.
    Per questo l'applicazione delle texture sembra avere un'importanza maggiore rispetto ad un software cad.

    rappresentazione cad in google sketchup

    Al contrario per quanto riguarda il campanile, sono state estratte le texture direttamente dalla foto qui di seguito riportata.
    Analogamente per la chiesa è stato estratta la facciata antistante (eliminato il semaforo, non la scalinata, benchè crei qualche difetto prospettico).

    foto chiesa San Vito e Modesto

    Infine, l'edificio ad archi sulla periferia della simulazione è stato ricavato da un'apposita immagine estratta da Google Street, ritoccata per renderla conforme alla rappresentazione come texture (eliminati alcuni particolari sovrapposti, aggiunte le basi delle colonne) e modificata con un apposito filtro che le desse una parvenza di disegno a matita.

    Delle tre prove è bene notare che il risultato migliore appare ottenuto con le texture foto-realistiche. Nulla vieta di estendere la tecnica a tutti gli edifici, così come anche ai prati od agli altri elementi nella scena.

    Tuttavia è bene notare che esistono altri possibili tecniche impiegabili.
    Una non applicata è la tecnica quella delle normal mapping o del bump mapping.
    Queste tecniche si basano su semplici modifiche create con apposite procedure che modificano le condizioni di saturazione od illuminazione locale di una superficie con una texture per dare l'impressione di avere di fronte una superficie volumetrica.Qui un video di spiegazione.

    Qualora queste tecniche non soddisfino appieno la possibilità di ricreare un ambiente virtuale, la tecnica del photo match, con la quale ricostruire l'edificio basandosi su una semplice foto 2D con punti di fuga calcolabili, e la possibilità di applicarvi direttamente i particolari della foto, rappresenta la migliore soluzione tecnica per l'ambiente virtuale, benchè laboriosa e più lunga da applicare.

    Un video di dimostrazione della tecnica del Photo Match in Google SketchUp 8

    Tuttavia il Photo Match costringe a lavorare con un singolo edificio per volta, specie se ci sono foto diverse, mentre la ricostruzione dell'ambiente virtuale passa per l'inserimento dei singoli modelli nella corretta ubicazione o nella ricostruzione dell'insieme direttamente in un ambiente cad.
    Analogamente, la realizzazione del terreno con le procedure del software Unity 3D, piuttosto che con una mesh derivata dal software CAD permette di usufruire dell'ottimo editor di terreni dell'engine, che consta non solo di texture apposite ma anche di elementi quali erba tridimensionale ed schemi 3D di alberi inseribili in massa.
    Tra l'alto gli alberi e l'erba generati in Unity reagiscono alle cosiddette "wind zone", oscillando al vento.
    Con un particolare effetto particelle, si può simulare anche la caduta di foglie.

    prova terreno su piazza marconi con erba
    In questa semplice prova si nota come la texture di base, a righe presenti variazioni di colore, dovute al fatto che l'editor di terreno permette con degli appositi pennelli di modificare le aree rendendo più vario il piano del terreno.
    In questo caso il terreno si presenta come una semplice lastra piana, senza alcuna modifica di quota.
    Come esempio inoltre sono stati inseriti alcuni gruppi fitti di mesh erba.

    normal map chiesa

    Al campanile invece è stata applicata anche una normal map generata con il semplice ma veloce programma Crazy bump.
    Pregio del programma è la velocità, difetto l'impossibilità di definire quali aree modificare e quali no: per esempio quelle piane evitando che si creino così dei curiosi effetti "carta stropicciata".
    Va detto che esistono software più evoluti per Gimp, Adobe Photoshop o offerti da Microsoft in aggiunta alle directx.
    Come si può notare da precedenti immagini, la facciata della chiesa così sembra sviluppare delle accezioni volumetriche, tanto che le statue nelle nicchie ora appaiono in risalto, così come le finte colonne.


    Tuttavia come prima spiegato un ambiente virtuale ricreato in Unity non è solo volumi e texture.
    - vicino la villa di piazza Fermi è stata inserita una sorgente sonora con una musica di sottofondo
    - per le strade sono state inserite delle auto che corrono secondo dei percorsi prefissati

    Ma volendo si potevano inserire persone durante azioni quotidiane, od in passeggiata, sia sotto forma di animazioni, che di percorso prestabilito, sia sotto forma di interazioni più complesse con una propria AI (intelligenza artificiale), oggetti secondari quali animali (per esempio: un aereo di passaggio in volo o degli uccelli), erba tridimensionale mossa da sorgenti di vento, azioni generati da forze in un ambiente con gravità, effetti speciali in movimento, "wind zone" o flussi d'acqua (si pensi alla realizzazione del getto d'acqua di una fontana).

    Un tale tipo di rappresentazione va ben oltre i semplici fotorendering comunemente presentati in architettura, aumentando l'estro dello studio con molteplici tecniche e variabili realistiche da applicare.


    L'ambiente virtuale può essere eseguito anche sul proprio pc, scompattando e lanciando l'eseguibile contenuto in questo file:
    download da dropbox.


    Per quanto riguarda l'intervento pensato per la piazza, vanno messi in rilievo alcuni punti. Nel realizzare l'ambiente virtuale si è deciso di mettere via Matteotti a doppio senso di marcia con una rotatoria nell'incrocio con via Roma per diverse motivazioni.
    In primis la chiusura del quartiere Fermi fra una via intasata ed un senso unico, che già oggi provoca il transito delle auto attraverso aree residenziali Zona30, ambito che andrebbe invece tutelato.
    In secondo luogo perchè, in un'ottica di chiusura quale si trova oggi via Matteotti a senso unico, si verificano ulteriori disagi qualora si volesse spostare il mercato nella nuova piazza Marconi.
    In effetti si avrebbe il luogo di parcheggio di piazza Fermi occluso ed accessibile dalla sola via Roma, mentre via Matteotti a senso unico vedrebbe l'accesso invaso dai pedoni del mercato, costringendo così le auto a transitare per le vie laterali dal quartiere Dante.
    Oggi, con piazza Fermi luogo del mercato settimanale, si ha una fortissima riduzione dello spazio dedicato ai parcheggi, specie per tutti quei clienti che provengono da quartieri distanti come Fornase, od anche fuori città, e che necessitano di un bagagliaio per le borse.
    Quindi oggi il parcheggio di piazza Marconi è funzionale alle attività del mercato in Piazza Fermi, oltre che essere sottostimato rispetto al flusso di persone che giungono nel luogo.
    Da qui si evidenzia come le due piazze, in realtà parcheggi, siano da decenni funzionali ai servizi del centro cittadino, dalle poste al Comune, dalla chiesa (funzioni matrimoni e funerali visto che in genere nelle funzioni religiose i cittadini sopraggiungono a piedi) fino al mercato od agli eventi, dal movimento di ragazzi per la movida, ai residenti dei vicini condomini o lavoratori degli uffici.
    Il rifacimento della piazza necessita almeno del mantenimento dei posti parcheggio, e vista la mancanza di spazio, questo deve essere ricavato sotto terra.
    La difficoltà sorge quando si debbono individuare le posizioni migliori per le rampe di ingresso; in effetti le soluzioni adottate nella simulazione virtuale si dimostrano vistose e problematiche, pur cercando di spostarle dal caos di via Roma.
    Senza un semaforo via Roma dovrebbe divenire più fluida, riducendo la produzione di CO2 per sosta dei veicoli ai semafori, e i prodotti nocivi provocati da freni e cattiva combustione nelle accelerazioni/frenate.
    Tuttavia si evince come sia utile porre nell'area un sistema di attraversamento che non crei fenomeni di stop and go per giungere alla chiesa o per arrivare alla fermata degli autobus.
    L'attraversamento non è stato trattato nell'ambiente virtuale.
    Analogamente è bene ricordare che su parte dell'area vigono i vincoli di salvaguardia paesaggistica ed ambientale del P.A.L.A.V..
    Quindi se da un lato si ha il vincolo al taglio degli alberi o quanto meno il reimpianto di adeguata vegetazione sostitutiva nell'area tutelata, dall'altro quella particolare specie vegetale adottata decenni fa si è dimostrata completamente inadatta, pessima da affiancare ad un manto stradale, viste le radici sviluppatesi su marciapiedi e asfalto.
    E' evidente, come si può comprendere dalle foto dell'evoluzione storica di piazza Marconi, che è difficile preservare l'immagine storica del luogo, quando negli ultimi 60 anni è cambiato almeno 3 volte in aspetto, vegetazione e coni ottici.
    Sfortunatamente le foto non sono ancora state inserite nell'apposita sezione creata con Unity 3D nella simulazione.
    Ad oggi ci si trova con un edificio, il Cisettantasette che migliorerebbe i coni ottici e visivi se fosse tagliato di una fetta prospiciente a via Roma, ipotesi che è impensabile proporre al/ai proprietario/i.
    Tuttavia nella ambientazione virtuale si è pensato di seguire questa soluzione come dimostrazione, imponendo all'edificio rosso (utilizzato il colore rosso nella simulazione per indicare un nuovo edificio) il medesimo angolo del contiguo palazzo con archi, in modo tale che il cono ottico di chi proviene da via Roma verso la chiesa dia una sensazione di spazio libero che aumenta, si apre, così come si dovrebbe percepire nell'ingresso di una piazza.
    In effetti allo stato attuale, piazza Marconi non è una piazza, bensì una piazza e mezza.
    Proprio l'edifico d'angolo fra via Matteotti e via Roma impedisce di vedere la chiesa dal fondo di piazza Marconi, laddove comincia il senso unico.
    Mentre generalmente nelle città storiche la chiesa è uno degli elementi fronte alle piazza ben visibile da ogni suo punto.
    Si può anche notare un altro punto di contrasto fra la percezione di spazio libero necessario per definire piazza un'area urbana e la presenza degli alberi a ridosso di via Roma, che spezzano la continuità prospettica.
    Considerando quindi che molti degli edifici affacciati sulla piazza non hanno nemmeno una continuità di stile architettonico, appare alquanto arduo proporre un progetto coerente per l'area.
    Infine, per migliorare la collaborazione fra le due piazze, si è pensato di inserire un semplice passaggio pedonale a sud, di collegamento fra i due ambiti (piazza Marconi e piazza Fermi).
    Dato che questa è una semplice prova delle potenzialità del programma, e non un progetto per il concorso, le ipotesi fin qui esposte alla base delle modifiche attuate nell'ambiente virtuale, sono apparse più che sufficienti per non lasciare l'ambito nello stato di complicazione quale si trova, senza evidenti riduzioni di accessi motorizzati a favore di un traffico ciclopedonale.

    Edited by ingggiaco - 9/3/2013, 18:03
     
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  2. spineavivibile
     
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    Molto interessante questo progetto.
    Ne ho parlato in un post nel mio blog.

    E' possibile vedere le foto storiche di Piazza Marconi che citi?

    PS: non riesco a pubblicare il commento con l'url al blog...
     
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  3. ingggiaco
     
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    Grazie.

    CITAZIONE (spineavivibile @ 10/3/2013, 11:30) 
    PS: non riesco a pubblicare il commento con l'url al blog...

    Forse perchè forumcommunity utilizza dei filtri antispam che impediscono di pubblicare link per gli utenti appena registrati.


    Le foto sono disponibili in rete, cercando su google image.
    Cartolina del 1973
    Piazza Marconi credo negli anni '60 circa
    Cartolina degli anni '80-'90
    Forse consultando l'archivio del comune se ne trovano molte altre.
     
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2 replies since 4/3/2013, 18:11   276 views
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