Fondamenti di computer graphics

La grafica al calcolatore o grafica computerizzata, meglio nota come Computer Graphics (CG), è un importante settore di ricerca nell’ambito dell’informatica. La CG oggi abbraccia un gran numero di aree applicative, da settori tecnici, come nell’ingegneria meccanica e civile con i sistemi CAD (Computer Aided Design), al mondo del divertimento con i videogiochi e i film. Di conseguenza, gli utenti della CG (ad esempio, ingegneri ed architetti ma anche medici, pubblicisti e giocatori) hanno una formazione tecnico-scientifica molto diversa tra loro e, in particolare, molti di loro non hanno mai avuto modo di approfondire i principi fondamentali della CG. Oltre ai manuali e ai numerosi testi guida per l’uso di software grafici, orientati più sull’utilizzo dell’applicativo piuttosto che sui principi fondamentali della grafica, esistono diversi testi sulla CG, che, però, spesso affrontano l’argomento o troppo dal punto di vista teorico o troppo dal punto di vista degli sviluppatori di codice e di sistemi grafici oppure che trattano in modo pletorico la materia invece di finalizzarla verso obiettivi magari minimali, ma raggiungibili, ad esempio, nell’arco di un corso universitario. La genesi di questa opera scaturisce allora dalla necessità di cercare di introdurre gli aspetti fondamentali della CG nel modo più lineare possibile, cercando di renderne semplice l’apprendimento anche a chi per la prima volta si avvicina a questa disciplina e finalizzando il tutto alla sintesi di immagini realistiche. Il volume è quindi rivolto a tutti coloro che si apprestano ad utilizzare programmi di grafica, pur non disponendo di una grande conoscenza dei principi fondamentali della CG, ovvero la terminologia, le schematizzazioni e le operazioni basilari con relativi esempi di algoritmi. In particolare, allo stato attuale, questo è il caso della quasi totalità degli studenti del corso di Informatica Grafica della Laurea quinquennale, a riconoscimento europeo, di Ingegneria Edile-Architettura (per di più, tali studenti si trovano presto a dover usare software applicativi di grafica vettoriale e raster, ad esempio Rhinoceros, 3DstudioMax, Autocad e Photoshop, avendo spesso soltanto il suddetto corso come preparazione). Anche limitandosi ai soli aspetti fondamentali, gli argomenti che rientrano nell’area della CG sono moltissimi, e, per di più, coinvolgono aree apparentemente distanti dagli obiettivi di un utente di applicativi grafici, perché, ad esempio, servono nozioni di geometria e di informatica. Pertanto, dovendo effettuare dei tagli (in particolare, volendosi relazionare ai crediti formativi universitari attribuiti al corso di Informatica Grafica), si è adottato il criterio di introdurre approfondimenti solo se questi erano indispensabili per meglio comprendere il concetto stesso a cui si riferivano, e, soprattutto, di privilegiare quegli aspetti (ad esempio, i parametri dei modelli utilizzati nel processo di rendering) che consentono di fornire una buona conoscenza di ciò che avviene all’interno di un elaboratore elettronico in seguito all’operazione richiesta da un utente grafico. Del resto, la visione d’insieme e la bibliografia fornita dovrebbero mettere il lettore in grado di approfondire autonomamente quegli argomenti qui affrontati solo sommariamente. Obiettivo del volume è quello di fornire le basi per meglio comprendere i problemi affrontati, per capire perché talvolta i risultati appaiono diversi da quanto ci si aspetterebbe, e per ottimizzare, grazie alla conoscenza delle metodiche, l’uso degli strumenti disponibili nei programmi di grafica al computer. Detto con altre parole: non c’è bisogno di conoscere come funziona un motore per guidare un’auto, ma conoscerlo sarebbe utile per fare molti chilometri in buone condizioni e senza fare nessun danno! Non rientra invece tra gli scopi del volume il fornire informazioni per l’uso di software specifici perché per tale scopo sono già disponibili numerosi e validi testi guida oltre ai relativi manuali software.