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Introducción al 3D: conceptualización

Conceptos básicos sobre el 3D
by

Carlos Cámara

on 29 January 2014

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Transcript of Introducción al 3D: conceptualización

Es el proceso de la creación de una
maqueta en 3 dimensiones
(modelo) a partir de elementos y operaciones.
Hay diferentes técnicas que pueden
combinarse
en función del elemento a modelar
Superficies: se dibujan elementos
Vértices
Aristas
Mallas
Solidos
Extrusiones
Booleanas: operaciones como sumas y restas
Box Modelling:
Modificadores
Paramétrico (procedural)

Primitivas (cubos, pirámides, esferas...)
Primitivas extendidas (toros, teteras, suzzannes...)
Concepto y tipos de Motores de render:
Yafaray
VRay
MentalRAy
Cycles
PovRay
Conceptos de imágenes:
Resolución
Profundidad
Formato
Servicios para ahorrar tiempo
Introducción al 3D
Herramientas Digitales Curso 2013-14 Universidad San Jorge
Modelado
Conceptos clave relacionados
Programas
Sketchup
3DS MAX
Blender
BIM
Programa de modelado, animación, renderización de Autodesk. Uso muy extendido y existen mucha información y plugins

http://www.autodesk.es/adsk/servlet/pc/index?siteID=455755&id=14626995
Programa de modelado, animación, renderización de código abierto y multiplataforma. Existe gran información y plugins. Excelentes resultados pero poco uso en arquitectura

http://blender.org
Texturizado
Iluminación
y cámaras
Animación
Renderizado
Alain Gutjahr: Sketchup, Blender, Yafaray
http://www.ronenbekerman.com/forums/hover-challenge-submissions/509-alain.html
Autoría desconocida: Sketchup
Catedral de Medellin, por Jdapenao: Sketchup
http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Modelo_en_3D_-_Catedral_Bas%C3%ADlica_Metropolitana_de_Medellin_1.png
Carlos Cámara: Autocad, Archicad, 3DStudio, V-Ray
Allan Brito: Blender, Yafaray
http://www.blender3darchitect.com/2011/08/interior-light-setup-tips-for-blender-and-yafaray/
Autoría desconocida
Sintel es un corto de animación realizado íntegramente con programas de código abierto y es la la tercera "OpenMovie" realizada por la BlenderFoundation para poner a prueba la última versión de su software, en este caso Blender 2.6.

+info:
http://www.sintel.org
http://carloscamara.es/video/sintel-un-video-vale-mas-que-diez-mil-palabras
Los resultados finales del render dependerán de una combinación de todos los factores anteriores y del propósito del render.
No hay una sola solución posible: La bondad del render dependerá de elegir bien las opciones para adecuarse al objetivo
Interactividades
Captura de pantalla de Blender 2.6 Modelando un edificio en una ventana 3D
Objetivos
Proceso de trabajo y comprobaciones


Comunicación


Simulación física


Mundos virtuales
Iluminación
Análisis estructural
Transmisión energética
Acústica
....
Concursos
Explicación a clientes
Publicidad (promotores)
Volumetrías
Espacios
Fabrication...
Permite importar/exportar a formatos comunes:
dwg/dxf (plugin externo)
collada
3ds
Modelado complejo: permite trabajar con
sólidos
(y operaciones booleanas) así como con
mallas
.
Tiene un gran número de primitivas y modificadores.
Modelado complejo: trabaja con mallas.
Introduce el concepto de modelado "sculpt mode", y -desde la versión 2.63-
B-mesh
, que permite trabajar de forma similar a sketchup
Tiene un gran número de modificadores.

http://wiki.blender.org/index.php/Dev:Ref/Release_Notes/2.63/BMesh
Permite importar/exportar a formatos comunes:
dwg/dxf (ciertas limitaciones)
collada (sketchup)
3ds
Trabaja con elementos paramétricos basados en elementos constructivos:
Muros
Cubiertas

Pueden permitir trabajar con mallas aunque con limitaciones
Consiste en aplicar texturas al modelo 3D. Las texturas no solo simulan materiales sino que tienen propiedades como que determinan:
cómo se refleja la luz en ellos,
su transparencia,
rugosidad,
reflexión...
Para conseguir un mayor realismo hay que aplicar varias capas de materiales
Capas
Método de aplicación de la textura:
Plano
Cúbico
Esférico
UVW
Escala de la textura
Texturas procedurales (procedural)

Algunos motores de render introducen características nuevas que solo funcionan en ese motor.
Hay contextos en los que puede ser interesante trabajar con diferentes programas:
A veces podemos querer trabajar con programas diferentes para modelar y para texturizar, renderizar...
Importar planos 2D para no empezar de cero

En estos casos los importadores/exportadores y los formatos de intercambio cobran importancia. Puede importarse/exportarse:
Geometría 2D
Geometría 3D
Materiales
Luces
Cámaras
AutoCAD
Trabaja con sólidos y operaciones booleanas. Permite trabajar con mallas, aunque puede ser difícil trabajar con ellas.
Mayor precisión de trabajo, aunque más rigidez en el modelado y quizá menor velocidad.
Estas imágenes serían unas buenas candidatas a usarse para una textura: pueden repetirse infinitamente.
La combinación de imágenes idénticas permitiría proporcionar sensación de relieve
Texturizado muy básico:
Permite usar imágenes planas
Permite transparencias
No permite reflexiones
No permite imágenes con canal alpha
No permite rugosidad
....
Texturizado avanzado
Permite usar imágenes planas
Permite transparencias
Permite imágenes con canal alpha
Permite rugosidad
Permite texturas procedurales (perfectos para arquitectura)
....
Texturizado avanzado
Permite usar imágenes planas
Permite transparencias
Permite imágenes con canal alpha
Permite rugosidad
Materiales procedurales
Permite trabajar con nodos
....
Texturas limitadas
Imágenes planas
Relieve limitado
Transparencia
Normalmente incorporan texturas para arquitectura.
Texturas limitadas
Imágenes planas
Relieve limitado ¿?
Transparencia
Conceptos de fotografía
Objetivos (28mm - 150mm)
Enfocar
Profundidad de campo
...
Conceptos de perspectiva:
Puntos de fuga verticales
Elección de un buen punto de vista
Conceptos de fotogrametría (Física)
Intensidad de luz
Flujo
Distribución
Tipos de fuentes de luz

Radiosity
Raytracing
Consiste en aplicar iluminación a la escena para dar realismo y proyectar sombras, lo cual también ayuda a entender volúmenes.

Los programas más avanzados permiten distintos de tipos de luces:

Estándares directas:
Puntual (Omnidireccional /Spot)
Foco
Direccional de rayos paralelos
Área
Cúpula
Estándares indirectas
Ambient occlusion
Fotométricas
1) Sin iluminación, 2) una sola luz sin sombras, 3) una sola luz, con sombras duras, 4) una luz, sombras suaves 5) ambient occlusion 6) combinación de luces, sombras y ambient occlusion
Iluminación básica:
Un tipo de luz
Luz por defecto solar
Sombras sencillas
Cámaras básicas
Facilidad de situar y configurar punto de vista
Iluminación avanzada
Muchos tipos de luces y sombras
Permite utilizar luces fotométricas
...
Cámaras con muchas propiedades
Modificación objetivo
Corrección de verticales
Profundidad de campo
...
Iluminación avanzada
Muchos tipos de luces y sombras
No Permite utilizar luces fotométricas
Cámaras con muchas propiedades
Modificación objetivo
Profundidad de campo
....
Iluminación básica:
Un tipo de luz
Sombras sencillas
Facilidad de utilización de cámaras para obtener puntos de vista realistas
Iluminación básica:
Un tipo de luz
Sombras sencillas
Consiste en aplicar movimiento a cualquier tipo de objetos de la escena (geometría y/o cámaras, luces...)
Distintas técnicas de animación:
fotograma a fotograma
jerarquías
caminos
propiedades físicas (gravedad, masa...)
...
Consiste en convertir una escena en 3D en una imagen 2D o una animación. Para ello el programa utiliza un motor de render para calcular el resultado final en función de la geometría, las texturas, la iluminación y las cámaras.

Los tiempos de render y la calidad dependerán de:
geometría (número de caras)
número y tipo de luces
motor de render
resolución final de la imagen
número de fotogramas y duración de la película (en animaciones)
hardware del equipo(s)
Motor de render esquemático muy particular e interesante
Permite incorporar otros motores de render como Vray
Incorpora un motor de render aceptable de serie.
Dispone de gran variedad de motores de render muy realistas. Destacan:
MentalRay
VRay
Buen motor de render de serie.
Dispone de gran variedad de motores de render abiertos muy realistas. Destacan:
Yafaray
Cycles
Conceptos aprendidos en otras unidades:
Nomenclatura: se generan muchos elementos y puede resultar difícil de gestionar
Herramientas de manipulación básicas
Conceptos espaciales
Representación:
Wireframe
Sólido
Texturizado
Motor de videojuegos
VRML
Panoramas
Proceso
Programa de "modelado" /
bocetado
, de Trimble. Uso sencillo, capacidades limitadas.

http://www.sketchup.com/
Permite importar/exportar a formatos comunes:
dwg/dxf (ciertas limitaciones)
3ds
Texturizado muy básico:
Permite usar imágenes planas
Permite transparencias
No permite reflexiones
No permite imágenes con canal alpha
No permite rugosidad
....
Familia de programas orientados a la arquitectura. Su método de trabajo implica que se está trabajando contínuamente en 3D, aunque estríctamente no son programas de 3D.
Lo veremos en el próximo temático
¿Preguntas?
Profesor: Carlos Cámara
Modelado limitado aunque sencillo y eficiente:
Su funcionamiento se basa en el modelado sencillo (únicamente permite trabajar con
planos generados a partir de aristas
) y la herramienta "empujar" que es una
extrusión
de caras.
Permite operaciones sencillas (Escalar,Girar)
Funcionalidades interesantes como acotar o seccionar
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