Modelado 3D VR con Tilt Brush

Por Alfonso Sánchez Calvo
19-05-2021

Modelando en el espacio 3D mediante gestos naturales

En VÓRTICE llevamos más de 20 años creando contenidos 3D. Es en parte por ello que, llegados a este punto, nos ha parecido un buen momento para hablar, sin entrar en grandes profundidades, sobre diversos conceptos y terminologías ligados a estas técnicas creativas.

Con esta iniciativa, buscamos que nuestros clientes se hagan una rápida composición de lugar de la terminología que, en ciertos momentos de la realización de un proyecto, puedan aparecer en las conversaciones.

¿Qué es un modelo 3D?

Un modelo 3D es una figura geométrica definida por una serie de puntos en el espacio.

Estos puntos (adimensionales) pueden a su vez agruparse para su tratamiento, en diversos tipos de entidades geométricas, como son: líneas (una dimensión), planos (dos dimensiones) y entidades volumétricas (tres dimensiones).

Diferentes modos de visualización en herramienta de autoría 3D

Mental Troopers (© VÓRTICE)
Diferentes modos de visualización en herramienta de autoría 3D

¿Qué es eso del número de polígonos?

Centrándonos en las entidades volumétricas, que son las que nos interesan en términos prácticos, vendrán definidas por sus caras o facetas. Estas caras, denominadas genéricamente como polígonos, no son sino semiplanos limitados por una serie de aristas.

Detalle de un polígono en un modelo 3D, con sus vértices y aristas

Mental Troopers (© VÓRTICE)
Detalle de un "polígono" en un modelo 3D, con sus vértices y aristas.

Un modelo 3D, al igual que un dibujo, puede representarse con formas elementales y poco detalle, lo que se denomina baja poligonización (low poly); o por el contrario contar con tanto detalle como se necesite para representar de forma realista cualquier objeto por complicado que sea.

Por ejemplo un modelo puede definirse con apenas unos cientos de polígonos, en baja poligonización, o requerir de millones de ellos para una representación realista.

Entendido, pero ¿cómo se modela un objeto?

El modelado de contenidos 3D se puede llevar a cabo por medio de distintas metodologías:

  • manualmente, usando una herramienta informática de autoría 3D, por medio de la interfaz tradicional (ratón y teclado) o utilizando dispositivos VR, como veremos más adelante;
  • escaneando el objeto real a través de un dispositivo óptico, que nos proporcionará una nube de puntos la cual posteriormente habrá que someter a un exhaustivo proceso de limpieza (retopología);
  • generando las geometrías de forma matemática mediante algoritmos (modelado procedural) a partir de primitivas, funciones de control o líneas de contorno (extrusión, revolución y operaciones booleanas).

Y yendo a lo práctico ¿cómo acaba visualizándose todo esto?

Para visualizar cualquier contenido 3D, es preciso que el ordenador compute su geometría y la represente en una imagen o "render", desde un determinado punto de vista (el de una cámara). Es lo que se conoce como proceso de "renderizado".

En el caso de que el modelo 3D esté animado, el ordenador mostrará en una sucesión imágenes fijas el cambio de perspectiva en las formas, creando así en nuestro cerebro la ilusión de movimiento.

Render "offline" vs "online"

En proyectos de alta calidad que requieren animar modelos complejos con acabados hiperrealistas, las escenas 3D poseen texturas de alta resolución, soluciones de iluminación volumétricas con sombras difusas y reflejos, además de simulaciones dinámicas (humo, chispas, ...).

En estos casos el cómputo e inmediata visualización de cada imagen no puede realizarse en tiempo real, por lo que las secuencias de imágenes han de calcularse de forma previa u "offline", para después ser reproducibles a través de un formato cualquiera de difusión de vídeo.

Por otro lado, si no precisamos tantísimo realismo, la escena 3D es suficientemente sencilla o disponemos de una gran capacidad de cómputo en nuestra tarjeta gráfica (o procesador), se podrán visualizar animaciones de modelos con mayor o menor número de polígonos en tiempo real (RT) u "online", con la menor latencia.

Este segundo tipo de contendidos 3D son los que encontraremos en aplicaciones informáticas de Realidad Aumentada (AR), Realidad Virtual (VR), herramientas 3D de todo tipo, videojuegos, ...

Render online vs offline

Mental Troopers (© VÓRTICE)
Render online (a la izquierda) vs offline.

En VÓRTICE, creamos cualquier tipo de contenidos 3D, a través de la técnica y formato que más se adecúan a los requisitos de cada proyecto.

Tilt Brush

Tras la exposición anterior pasamos ya a hablar de Tilt Bush, una increíble aplicación de Google que permite el modelado 3D a través de dispositivos inmersivos de Realidad Virtual (VR), compuestos por gafas VR (HMD) y controles manuales.

Modelando un caballo con Tilt Brush

Así, gracias a su reconociendo en tiempo real de los movimientos de las manos y el cuerpo, este software permite replicar de manera virtual e inmersiva las acciones naturales que un artista realiza a la hora de pintar, con la importante salvedad de que en este caso el lienzo donde quedará plasmada su obra, es tridimensional y se encuentra dispuesto a todo su alrededor.

La paleta virtual ofrece distintos pinceles, texturas y efectos que facilitan la libertad creativa para pintar y esculpir cualquier motivo.

La experiencia resulta excitante y satisfactoria, y aunque la interacción es totalmente intuitiva, como con cualquier herramienta de cierta sofisticación, conseguir buenos resultados precisa de habilidad y práctica.

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