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

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

3. Introducción

Generación de gráficos 3D
– Cálculos matemáticos
– Entidades geométricas tridimensionales
– Objetivo: conseguir una proyección
visual en dos dimensiones

Necesidad: Modelado del mundo
– Forma, aspecto, comportamiento, …

4. 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

5. Creación de gráficos 3D:
Modelado

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

6. 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, …

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

8. 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

9. 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

10. 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

11. 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

12. 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

13. 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

14. 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

15. 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

16. 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
subdivisión recursiva de un tetraedro
una

17. 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.

18. 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, …)

19. Creación de gráficos 3D:
Tesselation y Mallas

Tesselation
– 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.

20. 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

21. 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

22. 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


23. 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.

24. 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