En este sitio, hemos tenido la oportunidad de cubrir tanto la superficie como el renderizado en profundidad relativa, y recientemente discutimos la anatomía de un modelo 3D. Pero lamentablemente, hasta ahora hemos descuidado proporcionar cualquier tipo de información detallada sobre el proceso de modelado 3D.
Para arreglar las cosas, hemos estado trabajando arduamente en la preparación de un puñado de artículos que se centran tanto en el aspecto artístico como en el técnico del modelado 3D. Si bien proporcionamos una introducción general al modelado en nuestra discusión de la tubería de gráficos por computadora, estuvo lejos de ser exhaustiva. El modelado es un tema expansivo, y un pequeño párrafo apenas puede arañar la superficie y hacer justicia al sujeto.
En los próximos días, proporcionaremos información sobre algunas de las técnicas y consideraciones comunes que deben realizar los modeladores que trabajan en sus películas y juegos favoritos.
Para el resto de este artículo, comenzaremos con la introducción de siete técnicas comunes que se utilizan para crear activos 3D para la industria de los gráficos por computadora:
Técnicas comunes de modelado
Modelado de caja / subdivisión
El modelado de cajas es una técnica de modelado poligonal en la que el artista comienza con un primitivo geométrico (cubo, esfera, cilindro, etc.) y luego refina su forma hasta lograr la apariencia deseada.Los modeladores de cajas a menudo trabajan en etapas, comenzando con una malla de baja resolución, refinando la forma y luego subdividiendo la malla para suavizar los bordes duros y agregar detalles. El proceso de subdivisión y refinación se repite hasta que la malla contenga suficiente detalle poligonal para transmitir correctamente el concepto deseado.El modelado de cajas es probablemente la forma más común de modelado poligonal y, a menudo, se utiliza junto con las técnicas de modelado de bordes (que analizaremos en un momento). Exploramos el proceso de modelado de caja / borde con mayor detalle aquí. Modelado de bordes / contornos El modelado de bordes es otra técnica poligonal, aunque fundamentalmente diferente de su contraparte de modelado de cajas. En el modelado de bordes, en lugar de comenzar con una forma y un refinamiento primitivos, el modelo se construye esencialmente pieza por pieza, colocando bucles de caras poligonales a lo largo de contornos prominentes y luego llenando cualquier espacio entre ellos.Esto puede parecer innecesariamente complicado, pero ciertas mallas son difíciles de completar solo con el modelado de cajas, siendo la cara humana un buen ejemplo. Modelar adecuadamente una cara requiere una gestión muy estricta de flujo de borde y la topología, y la precisión que ofrece el modelado de contorno puede ser invaluable. En lugar de intentar moldear una cuenca ocular bien definida a partir de un cubo poligonal sólido (que es confuso y contraintuitivo), es mucho más fácil construir un contorno del ojo y luego modelar el resto desde allí. Una vez que se modelan los principales puntos de referencia (ojos, labios, línea de la frente, nariz, línea de la mandíbula), el resto tiende a caer en su lugar casi automáticamente. NURBS es una técnica de modelado que se utiliza principalmente para el modelado automotriz e industrial. A diferencia de la geometría poligonal, una malla NURBS no tiene caras, bordes ni vértices. En su lugar, los modelos NURBS se componen de superficies interpretadas sin problemas, creadas mediante el "lofting" de una malla entre dos o más curvas Bezier (también conocidas como splines).Las curvas NURBS se crean con una herramienta que funciona de manera muy similar a la herramienta de lápiz en MS Paint o Adobe Illustrator. La curva se dibuja en el espacio 3D y se edita moviendo una serie de controladores denominados CV (vértices de control). Para modelar una superficie NURBS, el artista coloca curvas a lo largo de contornos prominentes, y el software interpola automáticamente el espacio entre ellas.Alternativamente, se puede crear una superficie NURBS haciendo girar una curva de perfil alrededor de un eje central. Esta es una técnica de modelado común (y muy rápida) para objetos de naturaleza radial: copas de vino, vasos, platos, etc. A la industria de la tecnología le gusta hablar sobre ciertos avances que han calificado Tecnologías disruptivas . Innovaciones tecnológicas que cambian la forma en que pensamos para lograr una determinada tarea. El automóvil cambió la forma en que nos movemos. Internet cambió la forma en que accedemos a la información y nos comunicamos. La escultura digital es una tecnología disruptiva en el sentido de que ha ayudado a los modeladores a liberarse de las restricciones minuciosas de la topología y el flujo de bordes, y les permite crear modelos 3D intuitivamente de una manera muy similar a la escultura digital en arcilla.En la escultura digital, las mallas se crean orgánicamente, usando una tableta (Wacom) para moldear y dar forma al modelo casi exactamente como un escultor usaría pinceles de rastrillo en un trozo de arcilla real. La escultura digital ha llevado el modelado de personajes y criaturas a un nuevo nivel, haciendo que el proceso sea más rápido y más eficiente, y permite a los artistas trabajar con mallas de alta resolución que contienen millones de polígonos. Las mallas esculpidas son conocidas por niveles antes impensables de detalle de la superficie y una estética natural (incluso espontánea). La palabra procesal en gráficos de computadora se refiere a cualquier cosa generada algorítmicamente, en lugar de ser creada manualmente por la mano de un artista. En el modelado de procedimientos, las escenas u objetos se crean según reglas o parámetros definibles por el usuario.En los paquetes de modelado de entornos populares Vue, Bryce y Terragen, se pueden generar paisajes completos mediante la configuración y modificación de parámetros ambientales como la densidad del follaje y el rango de elevación, o mediante la elección de paisajes presentes como el desierto, alpinos, costeros, etc.El modelado de procedimientos se usa a menudo para construcciones orgánicas como árboles y follaje, donde hay una variación y complejidad casi infinitas que requerirían mucho tiempo (o sería imposible en absoluto) que un artista las capturara a mano. La aplicación SpeedTree utiliza un algoritmo recursivo / basado en fractal para generar árboles y arbustos únicos que se pueden modificar a través de configuraciones editables para la altura del tronco, la densidad de la rama, el ángulo, la curvatura y docenas, si no cientos de otras opciones. CityEngine utiliza técnicas similares para generar paisajes urbanos de procedimiento. El modelado basado en imágenes es un proceso mediante el cual los objetos 3D transformables se derivan algorítmicamente de un conjunto de imágenes estáticas bidimensionales. El modelado basado en imágenes a menudo se usa en situaciones en las que el tiempo o las restricciones presupuestarias no permiten que un activo 3D completo se cree manualmente.Quizás el ejemplo más famoso de modelado basado en imágenes fue en La matriz , donde el equipo no tenía ni el tiempo ni los recursos para modelar conjuntos 3D completos. Filmaron secuencias de acción con matrices de cámara de 360 grados y luego utilizaron un algoritmo interpretativo para permitir el movimiento de cámara 3D "virtual" a través de conjuntos tradicionales del mundo real. El escaneo 3D es un método para digitalizar objetos del mundo real cuando se requiere un nivel increíblemente alto de realismo fotográfico. Se escanea, analiza un objeto del mundo real (o incluso un actor), y los datos sin procesar (normalmente una nube de puntos x, y, z) se utilizan para generar una malla poligonal o NURBS precisa. El escaneo se usa a menudo cuando se requiere una representación digital de un actor del mundo real, como en El curioso caso de Benjamin Button, donde el personaje principal (Brad Pitt) envejeció en reversa a lo largo de la película.Antes de preocuparse por los escáneres 3D que reemplazan a los modeladores tradicionales, considere por un momento que la mayoría de los objetos modelados para la industria del entretenimiento no tienen un equivalente en el mundo real. Hasta que comencemos a ver naves espaciales, extraterrestres y personajes de dibujos animados corriendo, es seguro asumir que la posición del modelador en la industria de GC es probablemente segura. NURBS / Spline Modeling
Escultura digital
Modelado procesal
Modelado basado en imágenes
Escaneo 3D
