Gráficos 3D por computadora

El término gráficos 3D por computadora se refiere a trabajos de arte gráfico que son creados con ayuda de software y programas especiales en general, o de términos, de técnicas y tecnología relacionadas con los gráficos de dimensiones altamente concentradas pueden ser grises o azul con rojo.

Un gráfico 3D difiere de uno bidimensional principalmente por la forma en que ha sido generado. Este tipo de gráficos se originan mediante un proceso de cálculos matemáticos sobre entidades geométricas tridimensionales producidas en un ordenador, y cuyo propósito es conseguir una proyección visual en dos dimensiones para ser mostrada en una pantalla o impresa en papel.

En general, el arte de los gráficos tridimensionales es similar a la escultura o la fotografía, mientras que el arte de los gráficos 2D es análogo a la pintura. En los programas de gráficos por computadora esta distinción es a veces difusa: algunas aplicaciones 2D utilizan técnicas 3D para alcanzar ciertos efectos como iluminación, mientras que algunas aplicaciones 3D primarias hacen uso de técnicas 2D.

Creación de gráficos 3D

Fases para la creación de elementos o gráficos tridimensionales:

Modelado

La etapa de modelado consiste en ir dando forma a objetos individuales que luego serán usados en la escena creada. Existen diversos tipos de geometría para modelador con NURBS y modelado poligonal o subdivisión de superficies. Además, aunque menos usado, existe otro tipo llamado "modelado basado en imágenes" o en inglés image based modeling (IBM). 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. Modelado de superficies este no tiene curvas en calculadas en cada línea ejemplo SketchUp.

Iluminación

Creación de luces de diversos tipos puntuales, direccionales en área o volumen, con distinto color o propiedades. Las luces de tipo omni, generan rayos de luz en todas las direcciones, las luces de tipo direccional, generan rayos de luz que se dirigen a una sola dirección.

En algunos programas se ocupan las luces de tipo domo, las cuales iluminan a toda la escena; cabe mencionar que también hay luces que toman parámetros de laboratorio de lámparas reales, a ese tipo de archivos se les denomina *.ies

En cuanto al color, podemos habilitar el color que nosotros deseamos, acorde a la escena o composición que se desee lograr.Se puede configurar un ambiente con colores cálidos, o bien con colores fríos; estos colores se consiguen modificando los valores del RGB de cada una de las luminarias

El RGB son los colores primarios en términos de informática, rojo, verde y azul; para jugar con las ambientaciones, podemos cambiar los valores de rojo, o bien bajar el color azul y se podrá ver el efecto que tiene sobre nuestra escena. Gran parte de la iluminación en 3D requiere del entendimiento físico de la luz en la realidad, este entendimiento puede ir desde lo más básico en el tema como por ejemplo el concepto de iluminación global hasta comportamientos complejos y extraños de la luz como la dispersión en superficies y subsuperficies

Murdock ,K. L. (2013) Autodesk 3ds Max 2014 Bible, USA, Editorial Wiley

Iluminación global

En Gráficos por computadora, la Iluminación Global, Iluminación indirecta, o GI (Global Ilumination), se conoce a un conjunto de algoritmos que tratan de simular o aproximar, como la luz emitida por alguna fuente, rebota en cada superficie de la escena iluminando espacios que la luz directa producida por la fuente no alcanzaría a iluminar. Los primeros Algoritmos de Iluminación indirecta buscaban simular la luz como fotones, de ahí uno de los algoritmos más implementados es el llamado Photon Map, existen otros algoritmos como el de Quasi Montecarlo, o algoritmos basados en Irradiance Caching, que dependiendo del motor de render con el que se trabaja tienen nombres diferentes e implementaciones propias.

Animación

Los objetos se pueden animar en cuanto a:

Transformaciones básicas en los tres ejes (XYZ), rotación, escala y traslación.
Forma:
- Mediante esqueletos: a los objetos se les puede asignar un esqueleto, una estructura central con la capacidad de afectar la forma y movimientos de ese objeto. Esto ayuda al proceso de animación, en el cual el movimiento del esqueleto automáticamente afectará las porciones correspondientes del modelo. Véase también animación por cinemática directa (forward kinematic animation) y animación por cinemática inversa (inverse kinematic animation).
- Mediante 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 misma; por esto es un trabajo que usualmente requiere muchas horas.

Renderizado

En esta parte se procesa todo lo que es polígono, sombras, reflejos, iluminación, etc, para dar imágenes realistas, esto se puede renderizar como una única imagen o como un vídeo que está formado por muchas imágenes(fotogramas).

Hay programas que permiten realizar el modelado, como 3ds max, Blender, Sketchup.

En el caso de 3d Max, tiene algo denominado "motor de render", este programa es el que realiza el cálculo de la luz, para hacerlo, genera una serie de rayos de luz, analiza su comportamiento con respecto a los materiales o texturas así como la forma en que rebota en la superficie del modelo.

Los motores de render de 3d max, predeterminados son skyLight, mental ray y en las últimas versiones iray.

Cabe mencionar que existen más motores de render en el mercado y uno de los más conocidos y utilizados es vray, debido a la facilidad de la configuración , así como los resultados tan sorprendentes que arroja.

Otro de los motores de render que existe es Corona, el cual también da resultados muy buenos.

API de gráficos tridimensionales

Los gráficos 3D se han convertido en algo muy popular, particularmente en videojuegos, al punto que se han creado interfaces de programación de aplicaciones (API) especializadas para facilitar los procesos en todas las etapas de la generación de gráficos por computadora. Estas interfaces han demostrado ser vitales para los desarrolladores de hardware para gráficos por computadora, ya que proveen un camino al programador para acceder al hardware de manera abstracta, aprovechando las ventajas de tal o cual placa de video.

Las siguientes interfaces para gráficos por computadora son particularmente populares:

OpenGL
Direct3D (subconjunto de DirectX para producir gráficos interactivos en 3D)
RenderMan
Metal

Véase también

Enlaces externos

Wikimedia Commons alberga una galería multimedia sobre gráficos 3D.