Modelado 3D

En gráficos por computadora en 3D, el modelado 3D (o modelado tridimensional) es el proceso de desarrollar una representación matemática de cualquier superficie de un objeto (inanimado o vivo) en tres dimensiones a través de un software especializado. El producto se llama modelo 3D. Alguien que trabaja con modelos 3D puede ser referido como un artista 3D. Puede mostrarse como una imagen bidimensional a través de un proceso llamado renderización 3D o usarse en una simulación por computadora de fenómenos físicos. El modelo también se puede crear físicamente utilizando dispositivos de impresión 3D.

Los modelos pueden ser creados automáticamente o manualmente. El proceso de modelado manual de preparación de datos geométricos para gráficos 3D por computadora es similar a las artes plásticas, como la escultura.

## Modelos

Los modelos tridimensionales (3D) representan un cuerpo físico utilizando una colección de puntos en el espacio 3D, conectados por varias entidades geométricas, como triángulos, líneas, superficies curvas, etc. Como una colección de datos (puntos y otra información), modelos 3D se puede crear a mano, algorítmicamente (modelado de procedimiento) o escaneado. Sus superficies pueden definirse más a fondo con el mapeo de texturas.

Los modelos 3D son ampliamente utilizados en cualquier lugar en gráficos 3D y CAD. Su uso es anterior al uso generalizado de gráficos 3D en computadoras personales. Muchos juegos de computadora utilizaron imágenes pre-renderizadas de modelos 3D como sprites antes de que las computadoras pudieran renderizarlas en tiempo real. Luego, el diseñador puede ver el modelo en varias direcciones y vistas, lo que puede ayudar al diseñador a ver si el objeto se ha creado como está previsto en comparación con su visión original. Ver el diseño de esta manera puede ayudar al diseñador / empresa a descubrir los cambios o mejoras necesarios para el producto. [2]

Hoy en día, los modelos 3D se utilizan en una amplia variedad de campos. La industria médica utiliza modelos detallados de órganos; estos pueden crearse con múltiples cortes de imágenes en 2-D desde una resonancia magnética o una tomografía computarizada. La industria del cine los utiliza como personajes y objetos para películas animadas y de la vida real. La industria de los videojuegos los utiliza como activos para la computadora y los videojuegos. El sector de la ciencia los utiliza como modelos altamente detallados de compuestos químicos. La industria de la arquitectura los utiliza para demostrar los edificios y paisajes propuestos en lugar de los modelos arquitectónicos físicos tradicionales. La comunidad de ingenieros los utiliza como diseños de nuevos dispositivos, vehículos y estructuras, así como una gran cantidad de otros usos. En las últimas décadas, la comunidad científica de la Tierra ha comenzado a construir modelos geológicos en 3D como práctica estándar. Los modelos 3D también pueden ser la base para dispositivos físicos construidos con impresoras 3D o máquinas CNC.

## Proceso de modelado

Aquí hay tres formas populares para representar un modelo:

* Modelado poligonal: los puntos en el espacio 3D, llamados vértices, están conectados por segmentos de línea para formar una malla poligonal. La gran mayoría de los modelos 3D de hoy en día se construyen como modelos poligonales texturizados, porque son flexibles y porque las computadoras pueden renderizarlos tan rápidamente. Sin embargo, los polígonos son planos y solo pueden aproximarse a superficies curvas utilizando muchos polígonos.

* Modelado de curvas: las superficies se definen mediante curvas, que están influenciadas por puntos de control ponderados. La curva sigue (pero no necesariamente interpola) los puntos. Aumentar el peso de un punto acercará la curva a ese punto. Los tipos de curva incluyen spline B racional no uniforme (NURBS), splines, parches y primitivas geométricas

* Escultura digital: todavía es un método de modelado bastante nuevo, la escultura en 3D se ha vuelto muy popular en los pocos años que existen. [Cita requerida] Actualmente hay tres tipos de escultura digital: Desplazamiento, que es la más utilizada entre las aplicaciones en en este momento, utiliza un modelo denso (a menudo generado por las superficies de subdivisión de una malla de control de polígonos) y almacena nuevas ubicaciones para las posiciones de vértice mediante el uso de un mapa de imagen que almacena las ubicaciones ajustadas. Volumétrico, basado libremente en voxels, tiene capacidades similares a las del desplazamiento, pero no sufre de estiramiento de polígonos cuando no hay suficientes polígonos en una región para lograr una deformación. La teselación dinámica es similar al voxel pero divide la superficie usando triangulación para mantener una superficie lisa y permitir detalles más finos. Estos métodos permiten una exploración muy artística, ya que el modelo tendrá una nueva topología creada una vez que se formen los modelos y posiblemente se hayan esculpido los detalles. La nueva malla generalmente tendrá la información original de la malla de alta resolución transferida a datos de desplazamiento o datos de mapas normales si es para un motor de juego.

La etapa de modelado consiste en dar forma a objetos individuales que luego se usan en la escena. Hay una serie de técnicas de modelado, incluyendo:

* Geometría sólida constructiva
* Superficies implícitas
* Subdivision Superficies

El modelado se puede realizar por medio de un programa dedicado (por ejemplo, Cinema 4D, Maya, 3ds Max, Blender, LightWave, Modo) o un componente de la aplicación (Shaper, Lofter en 3ds Max) o algún lenguaje de descripción de la escena (como en POV-Ray ). En algunos casos, no hay una distinción estricta entre estas fases; en tales casos, el modelado es solo parte del proceso de creación de la escena (este es el caso, por ejemplo, con Caligari trueSpace y Realsoft 3D).

Los materiales complejos como la arena, las nubes y los aerosoles líquidos se modelan con sistemas de partículas, y son una masa de coordenadas 3D que tienen puntos, polígonos, símbolos de textura o sprites asignados a ellos.

## Usos

El modelado 3D se utiliza en diversas industrias como películas, animación y juegos, diseño de interiores y arquitectura. También se utilizan en la industria médica para las representaciones interactivas de la anatomía. También se utiliza una gran cantidad de software 3D para construir una representación digital de modelos mecánicos o piezas antes de que realmente se fabriquen. El software relacionado con CAD / CAM se utiliza en dichos campos, y con este software, no solo puede construir las piezas, sino también ensamblarlas y observar su funcionalidad.

El modelado 3D también se utiliza en el campo del diseño industrial, en el que los productos se modelan en 3D antes de representarlos ante los clientes. En las industrias de medios y eventos, el modelado 3D se utiliza en el diseño de escenarios / escenarios.