Gráficos 3D por computadora 1

Gráficos 3D por computadora

Objetos de vidrio elaborados por computadora.

Tetera dibujada mediante gráfico 3D.

El término gráficos 3D por computadora o por ordenador (en inglés3D computer graphics) se refiere a trabajos de arte gráfico que soncreados con ayuda de computadoras y programas especiales 3D. Engeneral, el término puede referirse también al proceso de crear dichosgráficos, o el campo de estudio de técnicas y tecnología relacionadascon los gráficos 3D.

Un gráfico 3D difiere de uno 2D principalmente por la forma en que hasido generado. Este tipo de gráficos se originan mediante un procesode cálculos matemáticos sobre entidades geométricas tridimensionalesproducidas en un ordenador, y cuyo propósito es conseguir unaproyección visual en dos dimensiones para ser mostrada en unapantalla o impresa en papel.

En general, el arte de los gráficos 3D es similar a la escultura o lafotografía, mientras que el arte de los gráficos 2D es análogo a lapintura. En los programas de gráficos por computadora esta distinciónes a veces difusa: algunas aplicaciones 2D utilizan técnicas 3D paraalcanzar ciertos efectos como iluminación, mientras que algunasaplicaciones 3D primarias hacen uso de técnicas 2D.

Creación de gráficos 3D

Fases para la creación de elementos/gráficos 3D:

ModeladoLa etapa de modelado consiste en ir dando forma a objetos individuales que luego serán usados en la escena. Existendiversos tipos de geometría para modelador con NURBS y modelado poligonal o Subdivisión de Superficies(Subdivision Surfaces [1] en inglés). Además, aunque menos usado, existe otro tipo llamado "modelado basado enimágenes" o en inglés "image based modeling" (IBM). Consiste en convertir una fotografía a 3D mediante el uso dediversas técnicas, de las cuales, la más conocida es la fotogrametría cuyo principal impulsor es Paul Debevec.

IluminaciónCreación de luces de diversos tipos puntuales, direccionales en área o volumen, con distinto color o propiedades.esto es la clave de una animación.

AnimaciónLos objetos se pueden animar en cuanto a• Transformaciones básicas en los tres ejes (XYZ), Rotación, Escala o Traslación.• Forma(shape):

• Mediante esqueletos: a los objetos se les puede asignar un esqueleto, una estructura central con la capacidad de afectar la forma y movimientos de ese objeto. Esto ayuda al proceso de animación, en el cual el movimiento del esqueleto automáticamente afectara las porciones correspondientes del modelo. Véase también animación por cinemática directa (Forward Kinematic animation) y animación por cinemática inversa (Inverse Kinematic

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animation).• Mediante deformadores: ya sean lattices (cajas de deformación) o cualquier deformador que produzca por

ejemplo deformación sinusoidales.• Dinámicas: para simulaciones de ropa, pelo, dinámicas rígidas de objeto.

la animación es muy importante dentro de los gráficos por que en estas animaciones se intenta realizar el merorealismo, por lo cual se trabajan muchas horas.

RenderizadoSe llama rénder al proceso final de generar la imagen 2D o animación a partir de la escena creada. Esto puede sercomparado a tomar una foto o en el caso de la animación, a filmar una escena de la vida real. Generalmente sebuscan imágenes de calidad fotorrealista, y para este fin se han desarrollado muchos métodos especiales. Lastécnicas van desde las más sencillas, como el rénder de alambre (wireframe rendering), pasando por el rénder basadoen polígonos, hasta las técnicas más modernas como el Scanline Rendering, el Raytracing, la radiosidad o elMapeado de fotones

El software de rénder puede simular efectos cinematográficos como el lens flare, la profundidad de campo, o elmotion blur (desenfoque de movimiento). Estos artefactos son, en realidad, un producto de las imperfeccionesmecánicas de la fotografía física, pero como el ojo humano está acostumbrado a su presencia, la simulación dedichos efectos aportan un elemento de realismo a la escena. Se han desarrollado técnicas con el propósito de simularotros efectos de origen natural, como la interacción de la luz con la atmósfera o el humo. Ejemplos de estas técnicasincluyen los sistemas de partículas que pueden simular lluvia, humo o fuego, el muestreo volumétrico para simularniebla, polvo y otros efectos atmosféricos, y las cáusticas para simular el efecto de la luz al atravesar superficiesrefractantes.El proceso de rénder necesita una gran capacidad de cálculo, pues requiere simular gran cantidad de procesos físicoscomplejos. La capacidad de cálculo se ha incrementado rápidamente a través de los años, permitiendo un gradosuperior de realismo en los rénders. Estudios de cine que producen animaciones generadas por ordenador hacen uso,en general, de lo que se conoce como render farm (granja de rénder) para acelerar la producción de fotogramas.

Aplicaciones informáticas

Aplicaciones 3DVéase Categoría:Aplicaciones para gráficos en 3D

Resumen Aplicaciones 3D

Nombre Compañía Enlace Versión

Maya Autodesk (antes alias|wavefront) http:/ / www. autodesk. com/ maya Maya 2009

SOFTIMAGE|XSI Autodesk (antes propiedad de AVID y antes de Microsoft) http:/ / www. softimage. com Softimage 2010

3DStudio MAX Autodesk http:/ / www. autodesk. com/ 3dsmax Max 2009

LightWave Newtek http:/ / www. newtek. com/ LightWave 9.5

Blender Blender (OpenSource) http:/ / www. blender. org/ 2.49 - 2.50

Cinema 4D Maxon http:/ / www. maxon. net 11.5

Houdini Side Effects http:/ / www. sidefx. com/ 10

Rhinoceros Rhino http:/ / www. rhino3d. com/ 4

Pov-ray Povray http:/ / www. povray. org/ 4

Cheetah 3D Cheetah 3D http:/ / www. cheetah3d. com/ 4

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Renders basado en Renderman

Nombre Compañía Enlace Version SistemaOperativo

Comentarios

RendermanPro Server

Pixar http:/ /renderman. pixar.com

13 Windows,Mac OSX,Linux

El original, incluye gestores de renders y es ampliamente usado enlos estudios de postproducción Norteamericanos.

Render ManStudio 1

Pixar http:/ /renderman. pixar.com

1 Windows,Mac OSX,Linux

Es una integración limitada (en cuanto a facilidad de uso no apotencia) dentro de maya, incluye Alfred (gestor de renders) ySlim (editor de materiales)

Rendermanfor Maya 2.0

Pixar http:/ /renderman. pixar.com

2 Windows,Mac OSX

Ofrece parte de los avances técnicos de Renderman Pro, peroademás esta especialmente bien integrado en Maya. Cabe destacarsu rapidísimo displacement

Pixie Universidad deTexas(OpenSource)

[2] 2.1.1 Windows,Linux yMacos X

Especialmente usado en universidades para renders con caractercientífico. No está de ninguna forma integrado en Maya.

3dlight Dna Research http:/ / www.3delight. com

6.0 Windows,Linux yMacos X

Tiene un plugins que se integra en Maya, su característicaprincipal es el excelente manejo de mucha geometría.

Gelato Nvidia [3] 2.0 Windows yLinux

Originalmente se denominaba BMRT (blue Moon rendering tool)posteriormente se denomino Exluna de la empresa Entropy, fuecomprado por Nvidia y optimizado para trabajar en conjunción delas GPUs de  las tarjetas gráficas de la propia compañía.

AIR sitexgraphics http:/ / www.sitexgraphics.com/

5.0 Windows yLinux

Esta especialmente integrado en Houdini y Rhino

Renders no basados en Renderman

finalRender CebasGmbH

http:/ / www. cebas.com/

Stage1-R2

Windows Plugins de 3D Studio Max, especialmente usado para arquitectura,exteriores e interiores. Gran calidad pero a costa de unos tiempo elevadosde render.Actualmente disponen de una versión para integrar en Maya, bastanteavanzada.

Vray ChaosGroup http:/ / www.chaosgroup. com/

1.5 Windows Plugins de 3D Studio Max, especialmente usado para arquitectura,exteriores e interiores. Gran calidad pero a costa de unos tiempo elevadosde render.Actualmente disponen de una versión para Maya pero no muy estable.Extraordinarios shader, calidad excelente (en Max)

Povray http:/ / www.povray. org/

Windows yLinux

Es una opción para renderizar en Blender.

A pesar de haber muchos paquetes de modelado y animación 3D, los cuatro más populares:• Maya (Autodesk [4]). Es el software de modelado más popular en la industria. Tras la adquisición de la empresa

fabricante, ALIAS, por parte de AUTODESK, la versión octava de Maya fue publicada. Es utilizado por multitudde importantes estudios de efectos visuales en combinación con RenderMan, el motor de rénder fotorrealista dePixar. Última versión a octubre de 2006: Maya 8.

• 3D Studio Max (Discreet [5]). Fue originalmente escrito por Kinetix (una división de Autodesk) como el sucesor de 3D Studio para DOS. Más tarde Kinetix se fusionaría con la última adquisición de Autodesk, Discreet Logic. La versión más reciente en febrero de 2010 era la 10.0. Es el líder en el desarrollo 3D de la industria del

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videojuego y es muy utilizado a nivel amateur.• Softimage XSI (Avid [6]). El contrincante más grande de Maya. En 1987, Softimage Inc, una compañía situada en

Montreal, escribió Softimage|3D, que se convirtió rápidamente en el programa de 3D más popular de ese período.En 1994, Microsoft compró Softimage Inc. y comenzaron a reescribir SoftImage|3D para Windows NT. Elresultado se llamó Softimage|XSI. En 1998 Microsoft vendió Softimage a Avid. La versión a mediados del 2003era la 3.5.

• Lightwave 3D (Newtek [7]). Fue desarrollado por la compañía de Kansas NewTek Inc. en 1989. El softwareconsta de dos partes, Modeler desarrollado por Stuart Ferguson en 1986 y Layout desarrollado por Allen Hastingsen 1989 para los ordenadores Commodore Amiga como parte del editor lineal/no-lineal VideoToaster. Más tardeevolucionó en un avanzado paquete de modelado animación, VFX y render para diversas plataformas: Amiga, PCWindows, Apple Macintosh, Silicon Graphics, Dec Alpha, Sun Microsystems y Mips. Actualmente disponiblepara Windows, Mac OS y Mac OS X. La versión actual es la 9.3. Es utilizado en multitud de estudios para efectosvisuales y animación de cine y televisión como Digital Domain, Rhythm & Hues, Eden FX, Dreamworks, FlashFilm Works, Pixel Magic, The Embassy, JPL-Nasa, Zoic Studios, Cafe FX etc.

Otros paquetes menos populares:• Caligari trueSpace. Aplicación en la que todas las fases de creación de gráficos 3D son realizadas dentro de un

único programa. Provee características como simulación de fenómenos físicos (viento, gravedad, colisiones entrecuerpos).

• Cinema4d. Motor de rénder rápido, cálculo de radiosidad.• formZ. Ofrece manipulación topológica de las geometrías.• Blender [8]. Es un programa libre de modelado, animación, iluminación y renderizado, con simulación de

partículas y física de fluidos, cuerpos rígidos y suaves en tiempo real (necesarios para su motor de juegos), conposibilidad de edición y composición de imágenes y video. Puede importar/exportar distintos formatos de imagen2D(bmp, jpg...) y modelos y escenas 3D(3ds, obj...), y además ofrece la posibilidad de programar scripts enPython.

• Rhinoceros 3D. Un potente modelador bajo NURBS.• RealSoft3D. Modelador 3D para Linux y Windows. Incluye rénder.• Universe por Electric Image. Paquete de modelado y animación con uno de los motores de rénder más rápidos

que existen.• POV-Ray. Un avanzado software gratuito de Raytracing. Usa su propio lenguaje de descripción de escena, con

características como macros, bucles y declaraciones condicionales. Es completamente gratuito aunque no fuelanzado bajo GPL. No incluye modelador.

• Moray. Modelador para POV-Ray.• Kerkythea ([9]). Programa gratuito que hace renderizados realistas a partir de las propiedades físicas de la luz.

APIs de Gráficos 3DLos gráficos 3D se han convertido en algo muy popular, particularmente en juegos de computadora, al punto que sehan creado APIs especializadas para facilitar los procesos en todas las etapas de la generación de gráficos porcomputadora. Estas APIs han demostrado ser vitales para los desarrolladores de hardware para gráficos porcomputadora, ya que proveen un camino al programador para acceder al hardware de manera abstracta,aprovechando las ventajas de tal o cual placa de video.Las siguientes APIs para gráficos por computadora son particularmente populares:• OpenGL• Direct3D (subconjunto de DirectX para producir gráficos interactivos en 3D)• RenderMan

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Véase también• CAD• Kerkythea• Renderización• SIGGRAPH• VRML• X3D• YafRay

Enlaces externos• Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre gráficos 3D.Commons

Referencias[1] http:/ / en. wikipedia. org/ wiki/ Subdivision_surfaces[2] http:/ / www. cs. utexas. edu/ ~okan/ Pixie/ pixie. htm[3] http:/ / www. nvidia. es/ page/ gelato. html[4] http:/ / www. autodesk. com/ maya[5] http:/ / www. discreet. com/[6] http:/ / www. softimage. com[7] http:/ / www. newtek. com/[8] http:/ / www. blender3d. com[9] http:/ / www. kerkythea. net/ joomla

Fuentes y contribuyentes del artículo 6

Fuentes y contribuyentes del artículoGráficos 3D por computadora  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=37546302  Contribuyentes: .Sergio, Alejandrorodriguezb, Alhen, Amanuense, Amiplim, Antonio Páramo,Ascánder, Cartoro, Cinabrium, Daipop, Daniel G., Diego Godoy, Digital-h, Dodo, Ebrenc, Eduardo Lima, Ejmeza, Ejrrjs, El fersi, Fcomax, Frutoseco, GermanX, Gothmog, Humberto,Insectscorch, Jesus.luque, Joseaperez, Jsanchezes, Kadellar, Kurnosem, LeCire, Maldoror, Matdrodes, Moriel, Mosca, Mrsyme, Muro de Aguas, Necro86, Oaso, PACO, Paconavarro, Platonides,Remo (CPI), Riviera, Rosarinagazo, RoyFocker, Satanclos, Sersanchus, Soulreaper, Srengel, Suisui, Superzerocool, Tano4595, Triku, Wahnfried, Wilfredor, Zoid, 149 ediciones anónimas

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