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domingo, 27 de enero de 2013

VISUALIZACIÓN 3D DEL PATRIMONIO

Los dos problemas principales que presentaban los proyectos de visualización del patrimonio eran: Que suponían un gran coste y que cualquier cambio implicaba casi siempre rehacer los dibujos | Mariano Flores

OBJETIVOS: 
Introducción a los conceptos básicos para hacer modelos 3D y a las herramientas más comunes que podemos encontrar en los programas informáticos de creación de modelos virtuales, tales como Blender, 3DStudio Max, Rhino, Maya, SketchUp, AutoCAD...

REFLEXIÓN: 
Aunque estos programas informáticos están en constante evolución y mejora. Sin embargo, en los últimos 10 años, las herramientas básicas siguen siendo las mismas, basadas en las reglas de geometría descriptiva y algoritmos matemáticos. Las diferencias más notables se encuentran en la posibilidad de poder crear modelos cada vez más complejos, con más detalle y pesados, ya que los ordenadores cada vez son más potentes.

DOCUMENTOS:
La prueba de esta semana ha sido un test sencillo de verdadero y falso para repasar los conceptos básicos del tema. En cuanto a la práctica, había que hacer un modelo 3D sencillo partiendo de una imágen del plano 2D o de un dibujo en CAD 2D. 

En la tabla a continuación muestro ejemplos de algunas práctica que realicé en la clase de geometría descriptiva de primero de arquitectura en el 2004. Todos ellos están creados a partir de la información proporcionada que muestran en las láminas, fotos o imágenes de planos 2D. Se han construídos en AutoCAD y posteriormente se han exportado a 3dStudio Max para insertar la iluminación, textura y cámaras y obtener los renderizados. Para la práctica he elegido el último ejemplo de la tabla, la escalera de caracol:

(haz clic sobre las imágenes para verlas en grande)
 

A continuación muestro otros ejemplos de modelado y renderizado que realicé durante la carrera:

Maqueta virtual y física mesita de noche (2005)




Axonometría explotada 
Bloque de viviendas

 Proceso constructivo Vivienda unifamiliar (2006)


Centro Investigación del Arroz
(2007)
  Centro Investigación, tapete 
(2008)


 Centro Investigación Cerámica
(2009)
Centro Investigación Cerámica 
(2009)


Maqueta física PFC - Centro de Investigación de la Cerámica II

MATERIA APRENDIDA:
          • Conocer los fundamentos de la Realidad Virtual, definición, objetivos y tipos. 
          • Conocimiento del lenguaje de modelado.
          • Conocer los fundamentos del modelado 3D.
          • Conocer herramientas de difusión de los elementos modelados.

REPRODUCCIÓN:
En este apartado me gustaría mostrar algunas comparativas que he encontrado entre los distintos programs de modelado 3D más conocidos y usados, libres y de pago:

Comparativa de programas 3D 



Tesis: “Estudio Comparativo de herramientas de software libre y propietario para modelado 3D. Caso práctico Modelado de Rostros Humanos” KARINA VANESSA JARAMILLO VALDEZ, 2011.
 Cuadro gráfico porcentajes uso de software propietario y libre

 Cuadro gráfico porcentajes uso de software propietario con licencia


Blender 3D
3DStudio Max

Ocupa 9 Mb del disco rígido.

Ocupa 270 Mb del disco rígido.

Se distribuye como software libre desde el sitio oficial.

Se vende por más de 3000 $ americanos.


Toda una comunidad de desarrolladores lo modifica permanentemente, permitiendo que haya cambios cada semana, y cuando estos cambios son estables, se lanza una versión oficial.

Sólo la empresa propietaria puede modificar el código del programa y los lanzamientos de nuevas versiones, son decisiones de mercado, muchas veces dejan al soft inestable, o sólo se le agregan plug-ins a la versión vieja con pocos cambios.


El sistema de Scripts es Python, al igual que muchas aplicaciones de LINUX, muchos desarrolladores ya conocen esta herramienta.

El sistema de MAXSRIPT, es bastante simple, sin embargo, se debe dedicar tiempo para aprenderlo, y no sirve para otras aplicaciones.


Está disponible para casi todos los sistemas operativos: LINUX, MS-WINDOWS, MACOS X, UNIX, FreeBSD, etc.

A pesar de que la empresa, posee productos para SGI (silicon graphics) basadas en UNIX, ya han manifestado que 3DStudio Max será un producto para PC y que correrá sobre plataformas de MICROSOFT.

Tabla Comparativa Blender vs 3DStudio Max (informática)


Conclusiones tesis:
          • Es posible obtener óptimos y similares resultados en el trabajo terminado utilizando software libre o software propietario para modelado en 3D. 
          • Para el diseñador o una pequeña empresa que inicia, blender aparece como alternativa de software libre, que cumple los requerimientos de desempeño encontrados en software propietario como en este caso 3d Max, sin tener que incurrir en altos costos.
          • Autodesk 3d Max limita su uso a plataforma Windows de 32 o 64 bits; Blender está disponible para Windows , OSX , Linux , FreeBSD ,Irix , Solaris.
          • El uso de 3d Max está ampliamente difundido a pesar de su costo, especialmente por su compatibilidad con otros productos usados a nivel industrial y de grandes empresas como son el resto de productos Autodesk y Adobe.
          • Tanto Blender como 3d max son incompatibles entre sí (ninguno de los dos programas la extensión nativa del otro), sin embargo se puede exportar entre sí usando la extensión .3ds.
          • Para un diseñador principiante o con poco conocimiento de los conceptos del modelado, la interfaz gráfica de usuario de ambos programas no es amigable, para que su uso se facilite se requiere el manejo de conceptos de modelado.
          • Debido a que es un tema nuevo hay gran dificultad en encontrar bibliografía, porque se ha encontrado información básicamente en internet.

    Personalmente prefiero 3DStudio Max, ya que suelo trabajar con otros programas de Autodesk como AutoCAD y Revit. Pero si estás interesado en software libre, Blender es sin duda la mejor opción. Os dejo el link a una guía del programa: 




    SÍNTESIS:

    Conocía la mayoría de conceptos gracias al aprendizaje para construir modelos 3D que obtuve mientras me formaba como arquitecta con programas como AutoCAD y 3DStudio Max. Sin embargo, suelo trabajar de forma intuitiva desde que aprendí los comandos y herramientas de estos programas, lo cual hace que se acabe perdiendo el concepto inicial y geométrico en el que se basan. Por este motivo, desconocía la definición formal e incluso el nombre  de algunos algunos de los conceptos explicados en el tema como:

    Icoesfera: Con este objeto, si lo llevamos al límite de la subdivisión, también llegamos a tener una esfera. La única diferencia con respecto a la EsferaUV es que las caras están compuestas por polígonos de tres lados. Esto permite un mejor control en sus deformaciones. Los parámetros que se pueden controlar en su creación son las subdivisiones y el radio.

    Array (comando Matriz de AutoCAD): Este modificador permite crear copias de un objeto, organizándolos en filas y columnas. Suele tener parámetros que permiten manipular algo la forma en la que se muestra el resultado, generalmente la distancia entre objeto en función del eje y el tipo de copia.

    Punto de interés: Es el punto del espacio al que apuntamos la cámara. A veces es conocido como objetivo.

    Planos de recorte: Planos perpendiculares a la línea de vista que delimitan la zona donde comienza y termina el espacio que contiene los objetos a visualizar. Hay dos planos de recorte: el plano de recorte cercano y lejano.

    Plano americano: Muestra a los personajes hasta las rodillas.

    Dolly: Traslación a lo largo del eje horizontal.

    Truck: Traslación en el eje de profundidad.

    Boom: Traslación en el eje vertica.
     
    Pan: Rotación respecto al eje vertical.

    Tin: Rotación respecto del eje horizontal.

    Roll: Rotación en el eje Z.

    Suavizado - Gouraud: El modelo suavizado o de Gouraud asigna un valor de sombreado continuo que se mezcla a través de los polígonos de la superficie. Se calcula la media de las normales de los polígonos adyacentes, creando una transición suave entre ellas. Se le reconoce también como el sombreado por interpolación de intensidad. Aunque muestra las superficies suaves el acabado es sin brillo.

    Método de Pong: El modelo especular asigna un valor de sombreado continuo mediante técnicas de interpolación de normales. Calcula el sombreado en cada punto de la superficie. También se le conoce como sombreado por interpolación del vector normal. Es mucho más preciso que el sombreado tipo Gouraud aunque también es más costoso.

    Surface Shader (texturas): Colección de características de la superficie y técnicas de sombreado que se aplican a un objeto en la etapa de sombreado. Esta colección define el acabado de una superficie lo que aumenta el realismo de las escenas. Cuando la técnica se centra en el material y no en la técnica de sombreado recibe el nombre de librería de material.
     
    Map Blending: Determina la forma en las que se combinan las capas de textura y el sombrado. Se expresa en porcentaje de visibilidad. El canal alfa es una escala de grises que se asocia al mapa de imagen (añadido al RGB como un cuarto canal). En mapas de imagen, determina el nivel de mezclado de la imagen con la superficie. También se puede utilizar máscara para proteger zonas donde no queremos aplicar un mapa. Pueden ser máscaras de alto contraste o máscaras continuas, también llamadas canales.

    Virtual Reality Modeling Languge, VRML: Lenguaje de modelado de mundos virtuales en tres dimensiones.

    Curva Bézier: Sistema que se desarrolló hacia los años 1960 para el trazado de dibujos técnicos, en el diseño aeronáutico y en el de automóviles. Su denominación es en honor a Pierre Bézier, quien ideó un método de descripción matemática de las curvas que se comenzó a utilizar con éxito en los programas de CAD. Si en lugar de unir dos puntos con una recta se unen con una curva, surgen los elementos esenciales de una curva Bézier; los puntos se denominan «puntos de anclaje» o «nodos». La forma de la curva se define por unos puntos invisibles en el dibujo, denominados «puntos de control», «manejadores» o «manecillas».

     Profesor: Dr. Mariano Flores Gutiérrez
    Centro de Estudios de Arqueología Virtual. DigitalMED.
    Universidad de Murcia. UMU. 
     

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