Modelado en 3D y Modelado en 3D y Composición de Composición de

ObjetosObjetos

Informática GráficaInformática Gráfica

Francisco José Rodríguez PérezFrancisco José Rodríguez Pérez

Almudena Vicente TocinoAlmudena Vicente Tocino

ÍndiceÍndice

IntroducciónIntroducción Conceptos básicos de 3DConceptos básicos de 3D Creación de gráficos 3DCreación de gráficos 3D

– ModeladoModelado– Composición de la escenaComposición de la escena

IluminaciónIluminación Tesselation y mallasTesselation y mallas

– RenderizadoRenderizado EjemplosEjemplos ConclusionesConclusiones

IntroducciónIntroducción

Generación de Generación de gráficos 3Dgráficos 3D– Cálculos matemáticosCálculos matemáticos– Entidades geométricas Entidades geométricas

tridimensionalestridimensionales– ObjetivoObjetivo: conseguir una proyección : conseguir una proyección

visual en dos dimensionesvisual en dos dimensiones Necesidad: Necesidad: Modelado del mundoModelado del mundo

– Forma, aspecto, comportamiento, …Forma, aspecto, comportamiento, …

Conceptos básicos de Conceptos básicos de 3D3D Espacio tridimensionalEspacio tridimensional

– espacio definido por un sistema espacio definido por un sistema cartesiano de tres ejes: X, Y, Z cartesiano de tres ejes: X, Y, Z

Elementos básicos del diseño 3DElementos básicos del diseño 3D– PuntoPunto– LíneaLínea– PlanoPlano– VolumenVolumen

Creación de gráficos Creación de gráficos 3D: Modelado3D: Modelado Modelado: Modelado:

– dar forma a objetos individuales que serán dar forma a objetos individuales que serán usados en una escena usados en una escena

– edición de la superficie del objeto o las edición de la superficie del objeto o las propiedades del material (color, propiedades del material (color, luminosidad, difusión, especularidad, …)luminosidad, difusión, especularidad, …)

– actividades relacionadas con la preparación actividades relacionadas con la preparación del modelo 3D para su posterior animación del modelo 3D para su posterior animación

Creación de gráficos Creación de gráficos 3D: 3D: Técnicas de Técnicas de modeladomodelado Estructuras predefinidasEstructuras predefinidas

– estructuras ya armadas por el sistema estructuras ya armadas por el sistema – Tres tipos:Tres tipos:

Primitivas Primitivas – Caja, cubo, …Caja, cubo, …

Primitivas Extendidas Primitivas Extendidas – Hedra, toroide, …Hedra, toroide, …

Librerías Librerías – Puertas, ventanas, …Puertas, ventanas, …

Creación de gráficos Creación de gráficos 3D: 3D: Técnicas de Técnicas de modeladomodelado Especificando su frontera Especificando su frontera

directamentedirectamente– Factible solo para formas sencillasFactible solo para formas sencillas

Creación de gráficos Creación de gráficos 3D: 3D: Técnicas de Técnicas de modeladomodelado

Box ModellingBox Modelling

– modelado de figuras complejas a través de modelado de figuras complejas a través de una caja una caja

– Empleando un modificador de mallas, Empleando un modificador de mallas, Edith Mesh, podrán ir extendiendo la caja, Edith Mesh, podrán ir extendiendo la caja, convirtiéndola en otra cosa convirtiéndola en otra cosa

Creación de gráficos Creación de gráficos 3D: 3D: Técnicas de Técnicas de modeladomodelado NURBS ModellingNURBS Modelling

– técnica para construir mallas de alta técnica para construir mallas de alta complejidad, de aspecto orgánico ó complejidad, de aspecto orgánico ó curvadocurvado

– emplea como punto de emplea como punto de partida splines (figuras partida splines (figuras 2d) para mediante 2d) para mediante diversos métodos, crear diversos métodos, crear la malla 3d anidando los la malla 3d anidando los splines splines

Creación de gráficos Creación de gráficos 3D: 3D: Técnicas de Técnicas de modeladomodelado Operaciones BooleanasOperaciones Booleanas

– Resta: resta dos figuras A – B ó B – A. Resta: resta dos figuras A – B ó B – A. – Intersección: da como resultado sólo lo Intersección: da como resultado sólo lo

que esta "tocándose" de ambas figuras. que esta "tocándose" de ambas figuras. – Unión: funde ambas figuras creando una Unión: funde ambas figuras creando una

única nuevaúnica nueva

Creación de gráficos Creación de gráficos 3D: 3D: Técnicas de Técnicas de modeladomodelado ExtrudeExtrude

– da profundidad a un objeto da profundidad a un objeto 2d. Extiende la 2d. Extiende la profundidad profundidad

LatheLathe – tomando un spline, lo tomando un spline, lo

reproduce por un eje en reproduce por un eje en toda su rotación. toda su rotación.

– Ideal para botellas, copas, Ideal para botellas, copas, y demás objetos sin y demás objetos sin diferencia en sus costados diferencia en sus costados

Creación de gráficos Creación de gráficos 3D: 3D: Técnicas de Técnicas de modeladomodelado LoftLoft

– emplear 2 ó más splines, para crear emplear 2 ó más splines, para crear una malla 3d continuauna malla 3d continua

– El primer spline, funciona como path El primer spline, funciona como path mientras que los demás, dan forma, mientras que los demás, dan forma, extendiéndoseextendiéndose

Creación de gráficos Creación de gráficos 3D: 3D: Técnicas de Técnicas de modeladomodelado Sistema de PartículasSistema de Partículas

– proyección de formas geométricas, de proyección de formas geométricas, de forma controlada mediante parámetros forma controlada mediante parámetros varios tales como choque, fricciónvarios tales como choque, fricción

– combinable, con efectos de dinámica y combinable, con efectos de dinámica y deformadores deformadores

– ideal para crear humo, agua, ó cualquier ideal para crear humo, agua, ó cualquier cosa que sea muchos objetos y repetitivos cosa que sea muchos objetos y repetitivos

Creación de gráficos Creación de gráficos 3D: 3D: Técnicas de Técnicas de modeladomodelado Modelos por TexturasModelos por Texturas

– No emplea deformadores en la malla No emplea deformadores en la malla – Engañan la vista Engañan la vista

mapas del canal alpha (transparencia) mapas del canal alpha (transparencia) engaños directos de relieve engaños directos de relieve

– Ideal para crear terrenosIdeal para crear terrenos

Creación de gráficos Creación de gráficos 3D: 3D: Técnicas de Técnicas de modeladomodelado Métodos basados en gramáticas formalesMétodos basados en gramáticas formales

– Partir de una forma simple, e ir añadiendo Partir de una forma simple, e ir añadiendo nueva información geométrica nueva información geométrica

– Modelado recursivo Modelado recursivo Gramáticas formales Gramáticas formales Símbolos terminales Símbolos terminales Símbolo terminal = geometría o forma del objeto a Símbolo terminal = geometría o forma del objeto a

representar representar

– Se usan para generar, p. ej., arbolesSe usan para generar, p. ej., arboles

Creación de gráficos Creación de gráficos 3D: 3D: Técnicas de Técnicas de modeladomodelado Geometría fractal Geometría fractal

– Fractal: propiedad que tienen todos Fractal: propiedad que tienen todos los elementos que poseen formalos elementos que poseen forma

– Aplicación: terrenos y montañas Aplicación: terrenos y montañas fractalesfractales generar una montaña mediante una generar una montaña mediante una

subdivisión recursiva de un tetraedro subdivisión recursiva de un tetraedro

Creación de gráficos Creación de gráficos 3D: Composición de la 3D: Composición de la escenaescena Esta etapa involucra la distribución de Esta etapa involucra la distribución de

objetos, luces, cámaras y otras objetos, luces, cámaras y otras entidades en una escena que será entidades en una escena que será utilizada para producir una imagen utilizada para producir una imagen estática o una animaciónestática o una animación

KeyframingKeyframing– Si se anima una escena, en lugar de tener Si se anima una escena, en lugar de tener

que definir la posición de un objeto en cada que definir la posición de un objeto en cada cuadro, solo se necesita marcar algunos cuadro, solo se necesita marcar algunos cuadros clave (keyframes) y los intermedios cuadros clave (keyframes) y los intermedios son generados automáticamente.son generados automáticamente.

Creación de gráficos Creación de gráficos 3D: Composición de la 3D: Composición de la escenaescena IluminaciónIluminación

– Cuando se observa un objeto, se percibe la Cuando se observa un objeto, se percibe la intensidad de luz reflejada de sus superficiesintensidad de luz reflejada de sus superficies

– La luz que se refleja en las superficies de los La luz que se refleja en las superficies de los objetos proviene de las diversas fuentes de luz que objetos proviene de las diversas fuentes de luz que se definan en la escenase definan en la escena

– El modelo de sombreado se encarga de producir El modelo de sombreado se encarga de producir intensidades de luz realistas sobre distintas intensidades de luz realistas sobre distintas superficies (opacas, transparentes, …)superficies (opacas, transparentes, …)

Creación de gráficos Creación de gráficos 3D: Tesselation y 3D: Tesselation y MallasMallas Tesselation Tesselation

– Proceso de transformar la representación de Proceso de transformar la representación de objetos, como el punto medio de coordenadas objetos, como el punto medio de coordenadas de una esfera y un punto en su circunferencia, de una esfera y un punto en su circunferencia, en una representación poligonal de una esferaen una representación poligonal de una esfera

– Este proceso se usa en el Este proceso se usa en el rénderrénder basado en basado en polígonospolígonos

– Los objetos son descompuestos desde Los objetos son descompuestos desde representaciones abstractas primitivas como representaciones abstractas primitivas como esferas, conos, etc. en las denominadas esferas, conos, etc. en las denominadas mallasmallas, que son redes de triángulos , que son redes de triángulos interconectados. interconectados.

Creación de gráficos Creación de gráficos 3D: Renderizado3D: Renderizado Proceso de cálculo complejo desarrollado por Proceso de cálculo complejo desarrollado por

un ordenador para generar una imagen 2D un ordenador para generar una imagen 2D a partir de una escena 3Da partir de una escena 3D

CamarasCamaras– Elemento de la escena desde el que se “toma la foto”Elemento de la escena desde el que se “toma la foto”– Define el punto de vistaDefine el punto de vista

Creación de gráficos Creación de gráficos 3D: Renderizado3D: Renderizado ProyeccionesProyecciones

– Método utilizado para proyectar objetos Método utilizado para proyectar objetos tridimensionales sobre una superficie de tridimensionales sobre una superficie de visión bidimensionalvisión bidimensional

Dos tipos básicos:Dos tipos básicos:– Proyección ortogonalProyección ortogonal

Preserva dimensiones Preserva dimensiones relativas de los objetosrelativas de los objetos

Se utiliza en el dibujo Se utiliza en el dibujo mecánico para producir mecánico para producir la traza a escala de la traza a escala de objetos en tres objetos en tres dimensionesdimensiones

Creación de gráficos Creación de gráficos 3D: Renderizado3D: Renderizado

– Proyección en perspectivaProyección en perspectiva Produce vistas realistas pero no Produce vistas realistas pero no

preserva las dimensiones relativaspreserva las dimensiones relativas Las líneas distantes se proyectan como Las líneas distantes se proyectan como

menores que aquellas que están más menores que aquellas que están más próximas al plano de proyección próximas al plano de proyección

Software gráficos 3DSoftware gráficos 3D

MayaMaya. Es el software de modelado más popular en la . Es el software de modelado más popular en la industria.industria.

3D Studio Max3D Studio Max. Es el líder en el desarrollo 3D de la . Es el líder en el desarrollo 3D de la industria del videojuego y es muy utilizado a nivel industria del videojuego y es muy utilizado a nivel amateur. amateur.

Lightwave 3DLightwave 3D. El programa consiste en dos . El programa consiste en dos componentes: el modelador y el editor de escena. Es componentes: el modelador y el editor de escena. Es utilizado en multitud de productoras de efectos utilizado en multitud de productoras de efectos visuales como Digital Domain. visuales como Digital Domain.

SketchUp (Google).SketchUp (Google). Programa de modelado en 3D Programa de modelado en 3D fácil de aprender a utilizar que permite explorar el fácil de aprender a utilizar que permite explorar el mundo en 3D.mundo en 3D.

ConclusionesConclusiones

Técnicas muy variadas para el Técnicas muy variadas para el modelado de objetos 3Dmodelado de objetos 3D

Multitud de herramientas Multitud de herramientas profesionales y amateurs para profesionales y amateurs para modelado y desarrollo de objetos 3Dmodelado y desarrollo de objetos 3D

Gran capacidad de representación e Gran capacidad de representación e infinitas posibilidadesinfinitas posibilidades