Técnicas de Modelado

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Técnicas de Modelado

que quiere decir.

MODELADO POLIGONAL VS. MODELADO MEDIANTE CURVAS

Modelo 3d

El hardware de las tarjetas aceleradoras 3D está preparado para trabajar óptimamente con triángulos. Sin embargo, la definición de una superficie curva con un alto nivel de detalle puede requerir un altísimo número de polígonos. Por ello, en ciertas ocasiones puede ser interesante utilizar directamente superficies curvas.

Frente a la representación basada en conjuntos de polígonos, las curvas pueden ser descritas de un modo preciso mediante una ecuación. Estas ecuaciones, como veremos, pueden ser evaluadas y convertidas a conjuntos de polígonos (típicamente triángulos) en el momento de su representación (Rendering). Entre las características que hacen el modelado mediante curvas interesante, se puede destacar:

La animación mediante curvas se realiza de una forma más suave y cómoda. En realidad, la transición entre fotogramas clave se especifica mediante curvas de animación (curvas IPO en la terminología de Blender).

Una superficie curva puede convertirse a su equivalente malla poligional. El nivel de detalle de la malla resultante puede ser decidida por el usuario de la aplicación, o incluso la aplicación puede decidirlo en tiempo de ejecución teniendo en cuenta ciertos factores. Este proceso se denomina Teselación (Tessellation) y consiste en transformar la superficie continua, eligiendo un conjunto de puntos situados sobre la superficie para posteriormente conectarlos mediante aristas, formando así una red de caras triangulares. Esta conversión es muy habitual realizarla previamente a la etapa de render, debido a que muchos motores de render únicamente trabajan con caras triangulares.

Frente a la representación basada en conjuntos de polígonos, las curvas pueden ser descritas de un modo preciso mediante una ecuación. Estas ecuaciones, como veremos, pueden ser evaluadas y convertidas a conjuntos de polígonos (típicamente triángulos) en el momento de su representación (Rendering). Entre las características que hacen el modelado mediante curvas interesante, se puede destacar:pic

Las primitivas son mucho más suaves y contínuas que las equivalentes especificadas mediante conjunto de polígonos.

Los modelos poligonales son ampliamente utilizados, debido a su velocidad de procesamiento y a la exactitud de definición que permite. Hay que tener en cuenta el fin para el que se construirá el modelo para decidir el nivel de detalle con el que se definirá su geometría. No es lo mismo construir un modelo para un videojuego, donde el número de polígonos es crítico debido a que debe ser representado de forma interactiva a un alto número de frames por segundo, que un modelo que se destinará a una película de animación. Otros factores tales como distancia con la cámara virtual o importancia del modelo en la escena condicionarán el nivel de detalle de la geometría que forma el modelo.

Existen multitud de técnicas de modelado 3d. En una primera taxonomía de alto nivel podemos hacer una categorización dependiendo de si el modelado se centra en definir únicamente las características del contorno del objeto:

Hay dos formas de presentar una superficie de triángulos en el render. Una de ellas es asumir que el objeto es localmente plano. Es decir, que no tiene curvatura alguna, sólo una serie de caras planas. Es el caso de un cubo, que tiene 6 caras cuadradas y por lo tanto 12 triángulos como mínimo para definirlo. Al renderizarlo se asume que los triángulos son planos y de normal constante. En la Figura 02 vemos como el sombreado cambia bruscamente entre cada par de caras de la calavera superior. Esto es debido al cambio del vector normal entre triángulos.

Debido a las posibilidades de tratamiento, operadores y velocidad de procesamiento, la mayoría de los paquetes de diseño gráfico permiten el modelado de contorno. Dentro de esta categoría distinguimos entre modelado poligonal y modelado mediante curvas

Sombreado de superficies

El uso de mallas poligonales simplifica la escritura de ciertas partes del software de diseño 3D, como el motor de render. En general los triángulos aproximan una superficie compleja que es la que queremos definir cuándo modelamos. No es posible usar los "infinitos" triángulos que harían falta para definir correctamente algunas superficies, de modo que hay que recurrir a algunos trucos de sombreado para ocultarlos.