Técnicas de Modelado 3d

Box/Subdivision Modeling: Modelado de una caja es una técnica de modelado poligonal en la que el modelador comienza con una primitiva geométrica (cubo, esfera, cilindro, etc.) y luego refina su forma hasta encontrar el punto deseado. Para modelar una caja se trabaja a menudo en etapas, comenzando con una baja resolución de malla, refinando la forma y, a continuación, la subdivisión de la malla para suavizar los bordes duros y agregar detalles.

Edge/Contour Modeling: El modelado de borde es otra técnica poligonal, aunque fundamentalmente diferente de su homólogo el modelado de caja. En el modelado de borde, en lugar de comenzar con una forma primitiva y la refinación, este tipo de modelo es esencialmente construido pieza por pieza, mediante la colocación de lazos de caras poligonales en contornos prominentes, para luego llenar los vacíos entre ellas.

Esto puede sonar innecesariamente complicado, pero ciertas mallas son difíciles de completar a través del modelado basado en una sola caja, el rostro humano es un buen ejemplo. Para modelar adecuadamente un rostro requiere de un manejo muy estricto del flujo de conocimiento y la topología, y la precisión que ofrece el modelado del contorno puede ser muy valiosa. En lugar de intentar dar forma a una cuenca del ojo bien definido a partir de un cubo sólido poligonal (que es confusa y contra-intuitivo), es mucho más fácil construir un esbozo de los ojos y luego modelar el resto de allí

NURBS/Spline Modeling: NURBS es una técnica de modelado más utilizado en gran medida para el modelado industrial y automotor. En contraste con la geometría poligonal, una malla de NURBS no tiene caras, aristas o vértices. En su lugar, los modelos NURBS se componen de superficies suavemente interpretadas, creadas por "lofting" una malla de entre dos o más curvas Bézier (también conocido como estrías).

Las curvas NURBS son creados con una herramienta que funciona de manera muy similar a la herramienta de la pluma en Adobe Illustrator. La curva se traza en el espacio 3D, y editado por mover una serie de llamados se encarga de CV (vértices de control). Para modelar una superficie NURBS, el artista pone curvas a lo largo de los contornos destacados, y el software interpola automáticamente el espacio entre ellos.

Digital Sculpting: En escultura digital, las mallas se crean orgánicamente, utilizando un dispositivo Tablet PC para moldear y dar forma al modelo casi exactamente igual que un escultor que utilice cepillos de rastrillo en un pedazo real de arcilla. La escultura digital ha tomado carácter y modelado de figuras a un nuevo nivel, haciendo el proceso más rápido, más eficiente, y permite a los artistas trabajar con mallas de alta resolución que contienen millones de polígonos. Las mallas esculpidas son conocidas por los niveles antes impensables de detalle de la superficie, y una estética natural (incluso espontánea).

Procedural Modeling: La palabra de procesal en los gráficos por ordenador se refiere a cualquier cosa generada algorítmicamente, en lugar de crear manualmente por la mano de un artista. En el modelo de procedimiento, escenas u objetos se crean sobre la base de las reglas definidas por el usuario o parámetros.

El modelado de procesos se utiliza a menudo para las construcciones orgánicas como árboles y el follaje, si la variación es casi infinita y existe demasiada complejidad esto implicaría mucho tiempo y seria casi imposible de capturar por la mano de un artista.

Image Based Modeling: El modelado basado en imágenes es un proceso mediante el cual los objetos 3D son transformables mediante algoritmos derivados de un conjunto de imágenes estáticas en dos dimensiones. Dicha técnica de modelado es de uso frecuente en situaciones en las que restricciones de tiempo o presupuestarias no permiten un activo pleno en 3D para que sean creadas manualmente.

Tal vez el ejemplo más famoso del modelado basado en imágenes fue en “The Matrix”, donde el equipo no tenía ni el tiempo ni los recursos para modelar sistemas completos en 3D. Filmaron escenas de acción con conjuntos de cámara que cubrían un ángulo de 360 grados, y luego se usa un algoritmo de interpretación para permitir la "virtual" movimiento de la cámara 3D a través de tradicionales juegos del mundo real.

3D Scanning: El escaneado 3D es un método de digitalización de objetos del mundo real, cuando un nivel increíblemente alto de la foto-realismo es necesario. Un objeto del mundo real (o incluso actor) es escaneado, analizado, y los datos brutos (por lo general una x, y, z de nubes de puntos) se utiliza para generar una malla poligonal o NURBS precisa. La exploración se utiliza a menudo cuando una representación digital de un actor en el mundo real se requiere, como en El curioso caso de Benjamin Button , donde los años de edad del personaje principal (Brad Pitt) van en sentido inverso a lo largo de la película.

3.2.3 Texturizado

Las texturas 3D son de procedimiento. Es decir, se generan matemáticamente a través algoritmos predefinidos. Texturas procesales son independientes de la resolución y no tienen bordes definidos o las fronteras. Muchos de los algoritmos empleados por Maya hacer uso de fractal matemáticas, que define formas no regulares geométricas que tienen el mismo grado de irregularidad en todas las escalas. Por lo tanto, Maya texturas 3D son adecuados para los escenarios de sombreado se encuentran muchos en el mundo natural.

Figura III. 12: Escena sin textura

Figura III. 13: Escena texturizada

Fuente:http://promal.wordpress.com/

3.2.4 Renderizado

Es el último paso para la generación de imágenes o animaciones 3D por ordenador. Es un proceso de cálculo complejo desarrollado por un ordenador destinado a generar una imagen 2D a partir de una escena 3D. El término en ingles “render” significa interpretación; se puede decir que la computadora interpreta la escena en 3d y la muestra en 2D.

Figura III. 14:Render teapot en 3d max

Fuente:http://www.evermotion.org

Existen varios algoritmos de Renderizado, pero entre los principales se tiene:

 Wireframe

Este algoritmo de renderización expresa una imagen semitransparente, donde solo las aristas de la malla se dibujan.Es muy utilizada en la edición, debido a la

poca potencia de cálculo que se necesita, pero casi nunca utilizada para la representación final.

 Phong

En varios programas este algoritmo es bastante tosco, no puede representar sombras arrojadas ni otros fenómenos físicos, también se utiliza con mayor frecuencia para testear la imagen o la animación. Su velocidad de cálculo es muy buena, tanto que muchos programas han implementado mayores prestaciones para suplir sus carencias y utilizarlo en muchas producciones.

 Raytracing

El Renderizado por trazado de rayos otorga muy buenos resultados, ya que las reflexiones o las sombras proyectadas son calculadas con parámetros similares al mundo real, dando un resultado muy aproximado. Lo negativo de este algoritmo que es mucho más lento que Phong y normalmente se utiliza más en imágenes estáticas que en animaciones.

 Radiosity

Es el mejor de todos los sistemas de Renderizado, pero a su vez el más lento, ya que calcula también las interacciones entre la luz y el color de objetos más o menos próximos, de manera que, si por ejemplo, se coloca una pelota roja cerca de una pared blanca se ve como una zona de la pared más cercana a la pelota se tiñe de rojo.

Este es un sistema perfecto para simulaciones muy realistas en el campo de la arquitectura, especialmente en interiores, ya que ilustra muy bien el comportamiento de la luz en esas condiciones.