El modelado digital consiste
en crear arte a través de los gráficos 3D con la ayuda de un ordenador y
programas especiales.
La diferencia de un gráfico
3D a uno 2D es principalmente la forma en la que ha sido generado. Los gráficos
3D son creados mediante un proceso de cálculos matemáticos sobre entidades
geométricas tridimensionales producidas en un ordenador. El arte de los
gráficos tridimensionales es parecido a la escultura o la fotografía, mientras
que el arte de los gráficos bidimensionales es similar a la pintura. En los
programas especiales de gráficos esta
diferenciación a veces es confusa puesto que algunas aplicaciones 2D utilizan técnicas
3D para conseguir ciertos efectos (como iluminación), y algunas aplicaciones 3D
primarias hacen uso de técnicas 2D.
Las fases de creación de gráficos tridimensionales son
las siguientes:
Modelado
Esta primera fase consiste
en ir dando forma a objetos individuales que luego serán utilizados en la escena.
Existen diversos tipos de geometría para modelar: modelado con NURBS, modelado poligonal o subdivisión de superficies, y aunque menos usado "modelado basado en
imágenes". Este último consiste en convertir una fotografía a 3D mediante
el uso de diversas técnicas, de las cuales, la más conocida es la fotogrametría
cuyo principal impulsor es Paul Debevec. También existe el modelado de superficies,
donde el programa que más se utiliza es el SketchUp.
Iluminación
Consiste
en la creación de luces de diversos tipos puntuales: direccionales en área o
volumen, con distinto color o
propiedades, etc.). Esta fase es la clave de una animación.
La iluminación en 3D
requiere del conocimiento físico de la luz en la realidad, entendiendo desde lo
más básico en el tema (por ejemplo el concepto de iluminación global) hasta
comportamientos complejos y extraños de la luz (como la dispersión en
superficies y subsuperficies).
Iluminación global
En el modelado por
ordenador, la iluminación global o indirecta es un conjunto de algoritmos que
tratan de simular como la luz emitida por alguna fuente que rebota en cada
superficie de la escena ilumina espacios que la luz directa no alcanzaría a
iluminar.
Los primeros algoritmos de iluminación
indirecta buscaban simular la luz como fotones, de ahí el algoritmo Photon Map.
Existen otros algoritmos que dependiendo del motor de render con el que se
trabaja tienen nombres diferentes e implementaciones propias.
Animación
Los objetos se pueden animar
utilizando diferentes procesos:
-Transformaciones básicas
en los tres ejes (XYZ), rotación, escala y traslación.
-Forma.
-Esqueletos: a los objetos
se les puede asignar un esqueleto con la capacidad de afectar la forma y
movimientos de ese objeto.
-Deformadores: ya sean
cajas de deformación (lattices) o cualquier deformador que produzca, por
ejemplo, una deformación sinusoidal.
-Dinámicas: para
simulaciones de ropa, pelo, dinámicas rígidas de objeto.
La animación es muy importante
dentro de los gráficos porque en estas animaciones se intenta imitar a la
realidad, por eso es un trabajo que normalmente requiere muchas horas.
Renderizado
Se llama renderización al
proceso de cálculo complejo de generar una imagen o animación por ordenador. Mediante
el renderizado se consigue crear imágenes realistas. Las técnicas que se utilizan
van desde las más sencillas (como el rénder de alambre), pasando por el rénder
basado en polígonos, hasta las técnicas más modernas (como el scanline rendering, el trazado de rayos, la radiosidad o el mapeado de fotones).
El software de rénder puede
simular efectos cinematográficos como la profundidad de campo o el desenfoque de movimiento. Estos artefactos
en realidad son un producto de las imperfecciones mecánicas de la fotografía
física, pero como el ojo humano está acostumbrado a su presencia, la simulación
de dichos efectos aportan un elemento de realismo a la escena.
Se han desarrollado
técnicas con el objetico de simular otros efectos de origen natural (como la
interacción de la luz con la atmósfera, el humo, la lluvia, el fuego, niebla,
polvo).
El proceso de rénder
necesita una gran capacidad de cálculo, pues requiere representar una gran
cantidad de procesos físicos complejos. La capacidad de cálculo se ha
incrementado rápidamente a través de los años, permitiendo un grado superior de
realismo en los rénders. Los estudios de cine que producen animaciones
generadas por ordenador generalmente
usan lo que se conoce como render farm (granja
de rénder) para acelerar la producción.
Algunos programas que se utilizan para el modelado
digital son: Blender, Houdini, Maya, Softimage XSI, Lightwave 3D, 3ds Max, FormZ, Moray, POV-Ray, SketchUp, Caligari
trueSpace, Cinema 4D, Electric
Image Animation System (EIAS), Messiah Studio, Animation MasterSuite, Wings3d ZBrush, Realflow, Realsuft 3D, etc.
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