3.2 Anatomía de un modelo

Los objetos digitales pueden dividirse en tres tipos:

• los modelos poligonales están compuestos de una colección de puntos, aristas y polígonos.
• Las superficies NURBS, que son una red de curvas con superficies suaves entre ellas.
• Las superficies de subdivisión, que son similares a los modelos poligonales, porque están compuestas de puntos, aristas y polígonos, pero también comparten algunas ventajas de las superficies NURBS, lo cual las coloca en su propia categoría.

PUNTOS

un punto, es el componente más básico de un modelo tridimensional. Cada punto existe en el espacio 3D según unas coordenadas X, Y y Z. Debido a que los puntos no tienen ningún tipo de altura, anchura o profundidad por sí mismos, no pueden procesarse.

Al conectarse dos puntos se dibuja una línea. Cuando se conectan tres puntos, estos pueden convertirse en esquinas o superficies de un modelo denominado polígono. Sin los puntos, los polígonos no podrían existir.

Los polígonos múltiples pueden compartir los mismos puntos al utilizarse en una malla continua. 

MAPA DE VERTICES

Cada uno de estos puntos de un objeto almacena información acerca de su posición y su rotación, aunque por lo general no tendrás que acceder a los valores de rotación de un punto individual. También pueden almacenar información adicional utilizando mapas de vértices. En términos sencillos, un mapa de vértices es la información que se almacena en un punto. Los tipos más comunes de mapas de vértices incluyen:

• Textura (UV)
• Peso
• Morph
• Color
• Selección

Textura (UV)

Los mapas de textura, UV, almacenan la información de colocación de la misma dentro del objeto y los mapas de vértices más comunes. También añaden dos coordenadas extras a los puntos del objeto, aquellos en los ejes U (horizontal) y V (vertical) que se extienden horizontal y verticalmente a lo largo del plano del mapa sobre el que, sencillamente, puede pintarse una textura. Las coordenadas UV son una representación 2D de un espacio 3D. Establecen una relación entre dos imágenes bidimensionales y la superficie bidimensional  que se aplicará a la imagen. Puedes asignar tantos mapas UV a un punto como desees.

Peso

Los mapas de peso almacenan un único valor, por lo general entre -100 y 100, aunque en algunos casos pueden utilizarse valores fuera de este rango. El uso más común de un mapa de peso es definir la influencia de un hueso sobre un punto determinado al realizar rigging, es decir, al colocar los huesos y los controles que permiten que un modelo pueda deformarse en una animación. De esta forma se pueden animar mallas orgánicas en áreas localizadas.

Los mapas de peso tienen también otros muchos usos. Por ejemplo, puedes utilizarlos para enmascarar una superficie al añadir textura, influenciar simulaciones dinámicas sobre un objeto, ayudar al proceso de modelado y mucho más.

Morph

Los mapas morph almacenan información offset (valores alternos XYZ) de la posición de un punto, por lo general se utilizan para crear destinos morph para animación. De forma similar a los mapas morph tienen una gran variedad de usos durante los procesos de modelado y textura.

Color

Los mapas de color almacenan valores de rojo, verde, azul y alfa (RGBA).

Selección

Un mapa de selección, almacena el estado único de un punto, independientemente de que esté seleccionado o deseleccionado. Los mapas de selección permiten que el modelador recurra a un grupo seleccionado de puntos con rapidez y puede resultar muy útil para definir qué puntos se verán afectados por las simulaciones dinámicas.

ARISTAS

Una arista es una línea unidimensional que conecta dos puntos de un polígono. También podría describirse como segmentos de línea que definen el borde de un polígono. un triángulo tiene tres aristas, tres puntos y un polígono.

Al igual que con los puntos, los polígonos múltiples pueden compartir las mismas aristas cuando utilizan una malla continua.

Peso de la arista

El peso de la arista aumenta o disminuye la nitidez del mismo entre dos polígonos de superficie de subdivisión (SubDs), permitiendo endurecer o suavizar las esquinas sin tener que añadir geometría adicional. El principal problema con el peso de las aristas es que no hay un formato universal y totalmente compatible que te permita transferir de una aplicación 3D a otra. El el proceso de producción actual, esto podría representar un grave obstáculo. La mayoría de los modeladores evitan este tipo de método y optan por utilizar geometría adicional para obtener el mismo resultado.

MODELOS POLIGONALES

Los polígonos, a veces también denominados polis o caras, son formas geométricas que consisten en un determinado número de puntos que definen la superficie de un objeto tridimensional. Un polígono es lo que finalmente verás una vez se procesa el objeto y un típico modelo 3D consistirá en cientos de miles de polígonos.

Los polígonos que están compuestos por tres puntos se denominan triángulos o tris. Los de cuatro puntos se denominan quads y aquellos de más de cuatro, n-gons. Este término denota un polígono con n caras, donde n es el número de lados del polígono.

NURBS

Una superficie NURBS (Non-Uniform Rational B-Splines, B-Splines racionales no uniformes) es una suave malla definida por una serie de splines conectadas, que representan curvas poligonales. Esta superficie suave se convierte a polígonos en el momento de realizar el render, por lo que las superficies NURBS pueden contener un número arbitrario de polígonos. Los NURBS pueden convertirse en polígonos y superficies de subdivisión y son muy útiles a la hora de construir muchos tipos de formas orgánicas 3D, debido a la naturaleza mínima de sus curvas. La geometría NURBS es suave de forma predeterminada y no necesita subdividirse para convertirse en una superficie suave, como lo hacen los polígonos geométricos.

El término "no uniforme" se refiere a la parametrización (a la definición de los parámetros) de la curva. Este tipo de curvas permiten que, entre otras cosas, se añadan multinódulos, una secuencia de valores que determinan dónde y cuánto influirán los puntos de control sobre la forma y que se necesitan para representar curvas Bézier.

El término "racional" se refiere a la representación matemática subyacente. Esta propiedad permite que los NURBS representen formas exactas (como curvas parabólicas, círculos y elipses), además curvas de forma libre. Las B-Splines son curvas polinómicas cambiantes (splines) que tienen una representación paramétrica. En términos sencillos, una B-Spline se basa en cuatro funciones locales o puntos de control que caen fuera de la curva en sí misma.

Splines

una spline es una curva es un espacio tridimensional, definida por, al menos dos puntos. La spline más común que se utiliza en modelado digital es la curva Bézier. Estas se usan para modelar curvas suaves utilizando muchos menos puntos que un modelo poligonal. Los puntos de control definen la curva y pueden utilizarse para alterarla profundamente con muy poco esfuerzo. Además, las curvas no tienen nada que ver con la resolución, a diferencia de lo que sucede con la malla poligonal, que pudiera verse afectada al hacer zoom sobre una superficie curvada.

SUBDIVISIÓN DE SUPERFICIES

Una superficie de subdivisión (SubD) es un algoritmo de refinamiento que crea una curva suave a partir de una malla poligonal, también denominada malla base. Este proceso toma esta malla de base y crea una superficie suave utilizando los vértices originales y los puntos de control, también denominados "caja de control".

El número de polígonos o subdivisiones que se generan a partir de SubD pueden ajustarse a un nivel de densidad variable, y los objetos suaves más complejos pueden crearse de forma rápida y predecible a partir de mallas sencillas.

Estudiaremos todos estos elementos con detenimiento durante los ejercicios de modelado.