Modelado en 3D y Composición de Objetos Informática Gráfica Francisco José Rodríguez Pérez Almudena Vicente Tocino

Índice Introducción Conceptos básicos de 3D Creación de gráficos 3D Modelado Composición de la escena Iluminación Tesselation y mallas Renderizado Ejemplos Conclusiones

Introducción Generación de gráficos 3D Necesidad: Modelado del mundo Cálculos matemáticos Entidades geométricas tridimensionales Objetivo: conseguir una proyección visual en dos dimensiones Necesidad: Modelado del mundo Forma, aspecto, comportamiento, … Un gráfico 3D se origina mediante un proceso de cálculos matemáticos sobre entidades geométricas tridimensionales producidas en un ordenador, y cuyo propósito es conseguir una proyección visual en dos dimensiones para ser mostrada en una pantalla o impresa en papel.

Conceptos básicos de 3D Espacio tridimensional espacio definido por un sistema cartesiano de tres ejes: X, Y, Z Elementos básicos del diseño 3D Punto Línea Plano Volumen

Creación de gráficos 3D: Modelado dar forma a objetos individuales que serán usados en una escena edición de la superficie del objeto o las propiedades del material (color, luminosidad, difusión, especularidad, …) actividades relacionadas con la preparación del modelo 3D para su posterior animación

Creación de gráficos 3D: Técnicas de modelado Estructuras predefinidas estructuras ya armadas por el sistema Tres tipos: Primitivas Caja, cubo, … Primitivas Extendidas Hedra, toroide, … Librerías Puertas, ventanas, …

Creación de gráficos 3D: Técnicas de modelado Especificando su frontera directamente Factible solo para formas sencillas

Creación de gráficos 3D: Técnicas de modelado Box Modelling modelado de figuras complejas a través de una caja Empleando un modificador de mallas, Edith Mesh, podrán ir extendiendo la caja, convirtiéndola en otra cosa

Creación de gráficos 3D: Técnicas de modelado NURBS Modelling técnica para construir mallas de alta complejidad, de aspecto orgánico ó curvado emplea como punto de partida splines (figuras 2d) para mediante diversos métodos, crear la malla 3d anidando los splines

Creación de gráficos 3D: Técnicas de modelado Operaciones Booleanas Resta: resta dos figuras A – B ó B – A. Intersección: da como resultado sólo lo que esta "tocándose" de ambas figuras. Unión: funde ambas figuras creando una única nueva

Creación de gráficos 3D: Técnicas de modelado Extrude da profundidad a un objeto 2d. Extiende la profundidad Lathe tomando un spline, lo reproduce por un eje en toda su rotación. Ideal para botellas, copas, y demás objetos sin diferencia en sus costados

Creación de gráficos 3D: Técnicas de modelado Loft emplear 2 ó más splines, para crear una malla 3d continua El primer spline, funciona como path mientras que los demás, dan forma, extendiéndose

Creación de gráficos 3D: Técnicas de modelado Sistema de Partículas proyección de formas geométricas, de forma controlada mediante parámetros varios tales como choque, fricción combinable, con efectos de dinámica y deformadores ideal para crear humo, agua, ó cualquier cosa que sea muchos objetos y repetitivos

Creación de gráficos 3D: Técnicas de modelado Modelos por Texturas No emplea deformadores en la malla Engañan la vista mapas del canal alpha (transparencia) engaños directos de relieve Ideal para crear terrenos

Creación de gráficos 3D: Técnicas de modelado Métodos basados en gramáticas formales Partir de una forma simple, e ir añadiendo nueva información geométrica Modelado recursivo  Gramáticas formales  Símbolos terminales Símbolo terminal = geometría o forma del objeto a representar Se usan para generar, p. ej., arboles

Creación de gráficos 3D: Técnicas de modelado Geometría fractal Fractal: propiedad que tienen todos los elementos que poseen forma Aplicación: terrenos y montañas fractales generar una montaña mediante una subdivisión recursiva de un tetraedro

Creación de gráficos 3D: Composición de la escena Esta etapa involucra la distribución de objetos, luces, cámaras y otras entidades en una escena que será utilizada para producir una imagen estática o una animación Keyframing Si se anima una escena, en lugar de tener que definir la posición de un objeto en cada cuadro, solo se necesita marcar algunos cuadros clave (keyframes) y los intermedios son generados automáticamente.

Creación de gráficos 3D: Composición de la escena Iluminación Cuando se observa un objeto, se percibe la intensidad de luz reflejada de sus superficies La luz que se refleja en las superficies de los objetos proviene de las diversas fuentes de luz que se definan en la escena El modelo de sombreado se encarga de producir intensidades de luz realistas sobre distintas superficies (opacas, transparentes, …)

Creación de gráficos 3D: Tesselation y Mallas Proceso de transformar la representación de objetos, como el punto medio de coordenadas de una esfera y un punto en su circunferencia, en una representación poligonal de una esfera Este proceso se usa en el rénder basado en polígonos Los objetos son descompuestos desde representaciones abstractas primitivas como esferas, conos, etc. en las denominadas mallas, que son redes de triángulos interconectados.

Creación de gráficos 3D: Renderizado Proceso de cálculo complejo desarrollado por un ordenador para generar una imagen 2D a partir de una escena 3D Camaras Elemento de la escena desde el que se “toma la foto” Define el punto de vista

Creación de gráficos 3D: Renderizado Proyecciones Método utilizado para proyectar objetos tridimensionales sobre una superficie de visión bidimensional Dos tipos básicos: Proyección ortogonal Preserva dimensiones relativas de los objetos Se utiliza en el dibujo mecánico para producir la traza a escala de objetos en tres dimensiones

Creación de gráficos 3D: Renderizado Proyección en perspectiva Produce vistas realistas pero no preserva las dimensiones relativas Las líneas distantes se proyectan como menores que aquellas que están más próximas al plano de proyección

Software gráficos 3D Maya. Es el software de modelado más popular en la industria. 3D Studio Max. Es el líder en el desarrollo 3D de la industria del videojuego y es muy utilizado a nivel amateur. Lightwave 3D. El programa consiste en dos componentes: el modelador y el editor de escena. Es utilizado en multitud de productoras de efectos visuales como Digital Domain. SketchUp (Google). Programa de modelado en 3D fácil de aprender a utilizar que permite explorar el mundo en 3D.

Conclusiones Técnicas muy variadas para el modelado de objetos 3D Multitud de herramientas profesionales y amateurs para modelado y desarrollo de objetos 3D Gran capacidad de representación e infinitas posibilidades