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Los polígonos son fundamentales para el modelado en 3D

Cada polígono está formado por, al menos, tres vértices y aristas que encajan para crear una forma cerrada. Tres vértices, o puntos, forman un triángulo, mientras que cuatro forman un cuadrilátero. Según los estándares del sector, en una malla solo deben usarse triángulos y cuadriláteros siempre que sea posible. Los polígonos con más aristas que los cuadriláteros se denominan N-Gon y deben evitarse porque son más propensos a provocar defectos en los materiales y texturas.

Partes de un polígono

Debes saber de qué se compone un polígono para manipularlo y editarlo mejor a la hora de modelarlo. Analicemos más de cerca las partes de un polígono y dónde encajan en una malla de un modelo en 3D.

Vértice

Un vértice es el punto de intersección de dos aristas, es decir, donde se unen. Si mueves la posición de un vértice, ello también afectará a la posición de las dos aristas al mismo tiempo.

Arista

Una arista aparece en forma de línea en los programas de modelado. Esta tiene dos vértices, uno en cada extremo. Cuando tres aristas como mínimo se unen por los vértices, se forma un polígono, en concreto, un triángulo.

Cara

Una cara es la forma plana en 2D que se crea cuando se forma un polígono. Muchos softwares de modelado poligonal te permitirán seleccionar una cara concreta y modificar su posición editando la malla. Por supuesto, al mover una cara también se moverán las aristas y los vértices que la forman.

Crea cualquier forma que puedas imaginar con polígonos

Para ilustrar un sencillo ejemplo de los polígonos y modelos completos en 3D, piensa en la construcción de un cubo básico. Un cubo tiene 6 caras, 12 aristas y 8 vértices que se unen para crear un objeto. Con estos principios básicos, cualquier artista de gráficos por computadora puede usar polígonos para crear la forma que quiera.

Si echas un vistazo a tu malla o al diagrama funcional de cualquier objeto en 3D, verás que se han entrelazado muchos polígonos para crear esa forma, desde un rostro humano hasta algo sacado de su imaginación.

Diferencia entre alto polinaje, bajo polinaje y retopología

A la hora de hacer modelado poligonal, debes familiarizarte con una serie de términos del sector.

Alto polinaje

Un modelo de alto polinaje se refiere a una malla creada con un enorme nivel de detalle y, por lo general, sin tener en cuenta el recuento final de polígonos. A menudo, los modelos de alto polinaje no están diseñados con polígonos, sino que suelen esculpirse con métodos de 3D basados en vóxeles.

Un vóxel es como un píxel en las imágenes en 2D. Cada píxel almacena información sobre el color, y lo mismo ocurre con un vóxel: se trata de un único punto que almacena información relevante sobre 3D, y cada uno de ellos ocupa un lugar en una cuadrícula tridimensional.

Estos métodos permiten esculpir objetos en 3D en tiempo real. Una vez terminados, se puede exportar el modelo en 3D en forma de malla, en cuyo caso, los algoritmos informáticos se encargarán del modelado poligonal. Los resultados suelen ser impresionantes, pero también voluminosos cuando se usan polígonos. De ahí su nombre: alto polinaje.

Bajo polinaje

En muchos sectores son preferibles los modelos en 3D con pocos polígonos. El término bajo polinaje suele usarse para describir un modelo que no solo tiene pocos polígonos, sino que también cuenta con una malla recreada u optimizada para tener menos polígonos.

Retopología

Esto nos lleva a la retopología: el proceso de transformar un modelo de alto polinaje en uno de bajo polinaje. Existen varios métodos, y cada software puede tener incluso herramientas concretas para llevar a cabo el proceso de retopología. Para muchas personas se trata de un paso necesario del flujo de trabajo.

Lo más común es que cada artista simplifique la topología, pero incorpore la versión de alto polinaje más compleja a las texturas de la superficie de los objetos. De esta forma, se pierden muy pocos detalles a pesar de optimizar en gran medida el rendimiento de un modelo.

Hyper-realistic 3D rendering of bird using 3D polygon modeling
Imagen de Olivier Beaugrand

Técnicas sencillas de modelado poligonal que pueden usarse

A continuación, presentamos técnicas básicas que cualquier artista puede usar para crear polígonos para el modelado en 3D.

Extrusión

La extrusión es una herramienta básica de modelado que permite seleccionar parte de una malla, normalmente una cara o una arista, y extruirla hacia dentro o hacia fuera. Esto crea una ampliación de la forma original o puede hacer literalmente un túnel en la forma.

Subdivisión

La subdivisión es una herramienta útil y una técnica para crear modelos en 3D lisos a partir de polígonos. Recuerda el ejemplo anterior de un cubo simple de seis caras. Se puede subdividir cada cara del cubo para que formen cuadrantes más pequeños. Por ejemplo, se puede subdividir el cubo una vez en vertical y otra en horizontal y dividir así cada cara en cuatro más pequeñas.

La subdivisión es una forma fantástica de aumentar el número de polígonos y, al mismo tiempo, hacer que una forma básica se convierta en el punto de partida del modelado. Por lo general, hay dos tipos de subdivisión.

  • Subdivisión uniforme. Esta consiste en subdividir todo el objeto de manera uniforme, lo que afectará a toda la malla.
  • Subdivisión selectiva. En este método de subdivisión, solo se selecciona un cuadrante, por ejemplo, una cara, y se subdivide tantas veces como se quiera, de modo que la malla restante queda intacta.

Biseles

Cada arista de un modelo está perfectamente definida. Retomemos de nuevo el ejemplo del cubo, en el que dos caras comparten una arista. Puedes manipular el ángulo entre dos caras para hacerlo recto, obtuso o agudo, pero la propia arista seguirá estando definida.

Las herramientas de biselado permiten seleccionar una arista y añadir un número de biseles para suavizarla. Se trata de una herramienta útil, pero debe usarse con cuidado, ya que pueden añadirse fácilmente polígonos no deseados o producirse problemas con la topología si se añade demasiado detalle a un bisel.

Utiliza Adobe Substance 3D para crear ilustraciones inspiradoras sin complicarte con los polígonos

El modelado poligonal puede parecer inevitable para muchos flujos de trabajo en 3D. Gestionar la topología puede ser un suplicio, sobre todo en situaciones en las que no hace falta tener una malla perfectamente estilizada. Este es el caso concreto de los sectores donde lo más importante son los productos y se pretende utilizar la tecnología 3D.

En estas situaciones, contar con un software que no solo permita trazar formas de manera rápida y eficiente, sino también producir resultados de gran calidad tanto para el modelado de superficies duras como para el de superficies orgánicas, puede marcar la diferencia de cara a obtener buenos resultados de 3D.

Adobe Substance 3D Modeler es un software de esculpido basado en vóxeles cuyo objetivo es hacer que el modelado en 3D sea tan gestual y natural como el trabajo con arcilla de verdad. No tendrás que preocuparte en ningún momento por los polígonos, la topología ni el mapeado UV; el software se encargará de todos estos pasos en el momento de la exportación. Además, hay distintas opciones de exportación que te servirán de guía para el proceso.

Descubre Modeler y las demás aplicaciones de Substance 3D para obtener más información.

Gracias por explorar el mundo de Adobe. Estamos deseando ver lo que sois capaces de crear.

Preguntas frecuentes

¿POR QUÉ LOS modelos en 3D ESTÁN FORMADOS POR POLÍGONOS?

El punto de partida de los modelos en 3D suele ser la creación de una malla. La mayoría de los softwares 3D permite ver una malla en forma de diagrama funcional, lo que, a su vez, permite ver las líneas y los vértices que componen la forma en 3D. La malla contiene importantes datos que las computadoras utilizan para renderizar correctamente el modelo en 3D. Por ello, los polígonos se convierten en una necesidad natural debido a la forma en la que las mallas se crean y utilizan en tiempo real. Esto también constituye una ventaja que la tecnología 3D tiene sobre las formas de arte tradicionales, ya que una malla puede animarse y cambiarse en tiempo real sin destruirse.

¿QUÉ SON LOS POLÍGONOS EN EL RENDERIZADO?

Una malla 3D es una red de polígonos conectados por líneas y vértices. De manera independiente, un polígono es simplemente una forma en 2D compuesta por un mínimo de tres vértices y líneas, también denominadas aristas. Cuando estos puntos se unen, forman caras, también llamadas triángulo, cuadrilátero o N-Gon en función de su número de vértices y aristas. En el modelado en 3D, N-Gon se refiere a un polígono con más de cuatro vértices y aristas, cuyo uso debe evitarse. Las buenas prácticas de la topología recomiendan usar únicamente triángulos y cuadriláteros para obtener los resultados más depurados.

¿PARA QUÉ SE USA EL MODELADO POLIGONAL?

El modelado poligonal se considera el estándar del modelado en 3D, ya que se ha adoptado en casi todos los softwares 3D de uso comercial. Se emplea para crear mallas en 3D con una topología precisa y deliberada. El modelado poligonal se prefiere especialmente en los efectos visuales y el sector de los videojuegos. Puesto que estos últimos suelen requerir el renderizado simultáneo de muchos activos en tiempo real, los equipos de desarrollo deben tener en cuenta el recuento de polígonos en relación con las limitaciones del hardware. Cada consola y PC tendrán unas limitaciones concretas en cuanto a lo que puede manipular. Por ello, cualquier artista 3D que trabaje en estos espacios preferirá el modelado poligonal, ya que tendrá un mayor control sobre cada modelo.

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