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📌 Principios básicos del Box Modeling. (Primitivas y figuras 3D)

Un repaso a conceptos básicos y la diferencia principal al hablar de figuras 3d y primitivas 3d y sus tipos.

En este blog hemos tratado en numerosas ocasiones cuestiones relacionadas con el modelado en box modeling. En esta ocasión quiero hablaros acerca de lo que conocemos como primitivas 3D. En ocasiones mis alumnos se refieren a ellas como figuras 3D y a pesar de no estar equivocados, no es un término del todo correcto. Con el objeto de ver cuál es la diferencia entre estos conceptos he decidido elaborar este artículo y con ello mostrar ejemplo de diferentes usos para las primitivas 3D. Veremos cuáles suelen ser las más habituales y cómo podríamos usarlas para el modelado de diversos tipos de objetos.

Primitivas vs figuras 3D en Box modeling

Primero de todo, debemos entender que cuando nos dedicamos al modelado 3d hay ciertos términos que debemos manejar para poder comprender a qué nos referimos exactamente. Por ello empezaremos explicando la diferencia entre primitivas y figuras 3d.

Figuras 3D

Empezaré con la definición de figuras 3d para que podamos centrarnos después en las primitivas 3d. Cuando hablamos de figuras 3d abarcamos un concepto de lo más amplio ya que incluiríamos todos los modelos que hayan sido realizados en un software 3d. Independientemente de si hablamos de escultura digital, box modeling u otros tipos de modelado. Al hablar de figuras 3d podríamos referirnos tanto a las primitivas 3d como a modelos realmente complejos y finalizados. También podemos referirnos a modelos realizados a través de impresoras 3d y miniaturas.

Por tanto, una figura 3d es cualquier tipo de modelo realizado en un software de modelado 3d. Da igual si hablamos de formas geométricas, edificios, vehículos, props de cualquier índole o personajes. Podríamos excluir de este grupo elementos como sistemas de partículas, todo lo referente a cámaras, iluminación y todo aquello que no tenga mesh u objetos geométricos.

Profesor_3D_Primitivas_y_Figuras_3D_01 — Ejemplos de figuras 3D. Cubo creado en Blender (izq) // Modelado 3D de un vehículo / Artista: Celia Romero (der)

Primitivas 3D

En la imagen anterior hemos visto que aparecen representados dos modelos. A pesar de que ambos son figuras 3d, una de ellos es una primitiva (el cubo) y la otra no (el vehículo).

Las primitivas 3d, serían todos aquellos objetos geométricos que en esencia resulten sencillos y puedan servir de base para la creación de elementos más complejos. Dicho de otro modo modelos básicos y elementales a partir de los cuales podamos desarrollar un modelo más complejo.

A continuación podremos ver algunas primitivas 3d creadas en Blender.

Profesor_3D_Primitivas_y_Figuras_3D_02 — Primitivas 3D creadas en Blender

Como podemos observar en la imagen, la mayor parte de las primitivas en el modelado 3D hace alusión a aquellos objetos que tienen su homónimo en el ámbito de las 2D. Ejemplos de esto lo vemos en el caso de la esfera o el cubo, las cuales son representaciones tridimensionales de un cuadrado o un círculo respectivamente.

Entre las primitivas más habituales podemos encontrar, esferas, cubos, conos, planos, cilindros y los torus. Aunque también dodecaedros, geoesferas y cápsulas entre otros.

Otros tipos de primitivas en el modelado 3D

A pesar de que los ejemplos vistos anteriormente son una muestra perfecta de lo que serían primitivas 3D, sobretodo teniendo en cuenta que estas formas geométricas las podemos encontrar en prácticamente todos los programas de modelado 3d, podemos encontrar una gran variedad de estos objetos.

Muchos de los programas de 3D suelen añadir otras formas geométricas además de las mostradas anteriormente. En la mayoría de los casos estas primitivas suelen ser versiones algo más complejas de las primitivas originales. Un ejemplo de ello puede ser la primitiva Torus Knot que podemos encontrarla en muchos programas, normalmente en un apartado distinto al de las primitivas básicas.

Además de este tipo de primitivas más avanzadas también podemos encontrar figuras más complejas añadidas como primitivas tales como engranajes, peonzas o . Ejemplos muy famosos de esto serían la famosa tetera de Utah (la cual aparece en varios programas) y Suzane (Blender).

Profesor_3D_Primitivas_y_Figuras_3D_04 — De izquierda a derecha, Suzane, Torus Knot y la tetera de Utah.

De hecho, en la imagen anterior, a pesar de que los tres objetos son primitivas en Blender, sería más correcto decir que se tratan de figuras. Aunque debo decir que esto último es más una opinión personal, pues considero que cómo ya he mencionado anteriormente las primitivas 3d deberían ser representaciones geométricas básicas.

Uso de las primitivas 3D en box modeling

Una vez que ya nos queda claro la diferencia entre figuras 3d y primitivas 3d, vamos a ver cuáles son los usos más habituales para algunos de estos objetos 3d.

Base para box modeling

Por supuesto, uno de los principales usos es utilizar las primitivas como base para la creación de objetos más complejos. Esto podemos verlo también en escultura digital. Y es que evidentemente necesitamos partir de algo para poder llevar a cabo nuestros modelos.

Algunos artistas parten de planos, otros de cajas o cubos y otros como los escultores digitales de esferas. Pero también se pueden usar cilindros, tubos o conos dependiendo de la forma principal del objeto a modelar.

Profesor_3D_Primitivas_y_Figuras_3D_05 — Creación de un modelo partiendo de un cilindro.

En la imagen anterior, perteneciente a uno de mis proyectos personales, podemos ver que la base principal de la estructura está creada a partir de un cilindro en Zbrush.

Crear blockings

Otro de los usos más habituales es la creación de blockings con primitivas. Esto es recomendable hacerlo en la creación de modelos con multitud de partes complejas. Con ello conseguiremos establecer una base que nos permita estimar volúmenes y disposición de los objetos que serán modelados más adelante.

Profesor_3D_Primitivas_y_Figuras_3D_06 — Blocking realizado en 3ds Max para el modelado de una habitación de estilo japonés.

Pruebas de iluminación y renderizado

Aunque pueda resultar extraño hay ciertas primitivas que nos permiten hacer pruebas de iluminación y materiales para proyectos más complejos. Un claro ejemplo de ello es la tetera de Utah, en este otro artículo explico algunos de los motivos de por qué se usa en pruebas de iluminación. Otros ejemplos muy buenos sería Suzane o el Torus Knot que ya he mencionado con anterioridad en este mismo artículo.

La tetera de Utah — Renderizado y prueba de iluminación con la tetera de Utah

Conclusión

Como hemos podido ver las figuras 3d pueden abarcar una gran variedad de modelos (por no decir todos o casi todos) dentro del modelado 3d. Pero a pesar de ello, es importante entender lo que son las primitivas 3d, pues en la mayoría de los casos serán la base de nuestros proyectos.

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📌 La importancia de ser resolutivo

En este artículo vamos a hablar de la importancia de ser resolutivo para poder afrontar los problemas que puedan surgirnos como modeladores.

Un compañero les dijo a sus alumnos en una ocasión que «ser modelador 3d no tiene tanto que ver con el hecho de ser creativo, sino más con el hecho de saber solucionar problemas técnicos». No puedo hacer otra cosa que no sea darle la razón. Y es que ser resolutivo es una de las cualidades más importantes que todo modelador 3d debería tener sí o sí.

Ser resolutivo, sí o sí

Durante todos mis años como docente he tratado de inculcar a mis alumnos la importancia de saber resolver los problemas técnicos que surgirán en sus proyectos profesionales en el futuro. Y es que como ya sabemos, el trabajo del artista 3d conlleva muchas veces realizar proyectos de diferente índole, más aún si somos generalistas. Por ello, es fácil que en muchas ocasiones nos enfrentemos a dificultades técnicas diferentes aunque sigamos una metodología eficiente.

Y es por eso que muchas veces no puedo evitar «dar la chapa» a mis estudiantes con esta cuestión de ser resolutivo. El motivo no es otro que alentarles a que adquieran esta cualidad haciéndoles saber que cuando terminen sus estudios y accedan al mercado laboral deberán encontrar respuestas por sí mismos a dichos problemas técnicos. Más aún porque no tendrán el amparo del profesional que les instruye en esta profesión (en este caso yo).

De hecho, esta es una cualidad que difícilmente se pueda enseñar a un alumno, ya que nace del carácter de la persona. Aquella persona que sea proactiva y busque la excelencia profesional será capaz de interiorizar este aspecto. Y porque, no nos engañemos, uno nunca tiene la solución a todos y cada uno de los problemas que les surgen a sus alumnos.

Ser consciente de que todo puede fallar

Empezando por conocer nuestras propias limitaciones y acabando por los errores o «crasheos» del software utilizado durante la elaboración de un proyecto. Cualquier cosa, desde la metodología empleada, una simple actualización de nuestro programa habitual o incluso un factor externo como un corte de luz puede hacer que algo a priori fácil de llevar a cabo nos pueda demorar mucho tiempo. De nosotros dependerá poder resolver dicho problema a la mayor brevedad.

A pesar de que en este blog hablamos principalmente de modelado 3D y escultura digital, debemos entender que este tipo de situaciones es fácilmente extrapolable a otros sectores. Un buen ejemplo sería aquellos trabajos relacionados con la programación o el sector de la informática en general.

A continuación veremos un resumen de algunas situaciones a las que nos podemos enfrentar y en las que deberemos ser resolutivos y encontrar una solución.

El software falla

Primeramente abordaremos el más común de los problemas y el que más quebraderos de cabeza nos puede traer, y es el de que simple y llanamente el software falla. «¿Por qué?» os preguntaréis, nadie lo sabe, puede que se haya hartado de nosotros o quizá ha tomado conciencia de sí mismo y busque vengarse de los humanos y más concretamente de ti.

Además, lo suele hacer de todas las formas habidas y por haber, desde cerrarse sin previo aviso a directamente «colgarse» durante el momento de guardado y corromper el archivo sin posibilidad de salvarlo (¡nunca trabajéis sin autoguardado niños!). Una de mis preferidas es cuando desaparecen opciones o botones del menú (no diré de que programa se trata para no herir sensibilidades).

La metodología falla

En otras ocasiones, suele suceder que la metodología que siempre usamos y que nos funciona perfectamente no se adapta al tipo de trabajo al que nos enfrentamos. Esto nos obligará a tener un as en la manga (o dos) tratando de salir al paso de la mejor de las maneras.

Por poner un ejemplo reciente, recibí el encargo de tener que realizar un arma en Zbrush. Hasta el momento, siempre que había trabajado hard surface lo había hecho desde programas de modelado con box modeling. Y a pesar, de que había realizado algún proyecto en Zbrush para este tipo de trabajos, no tenía una metodología que fuera lo suficientemente rápida.

Así que tuve que idear un sistema que implicaba ciertas herramientas dentro del programa que me permitieron resolver este problema de manera eficiente. A continuación podéis ver el modelo realizado.

Ser resolutivo — Arma realizada en Zbrush / Concept: Eldar Safin

Tus propias limitaciones técnicas

En ocasiones puede darse el caso de que recibamos encargos cuyo método de trabajo extralimita nuestras propias capacidades. Bien porque no conocemos el software requerido por el cliente, bien porque nunca nos hemos enfrentado a un proyecto similar.

Lo sensato en estos casos es no aceptar dichos encargos y si lo hacemos y después caemos en la cuenta de que no somos capaces de llevarlos a cabo avisar lo antes posible al cliente para no hacerle perder el tiempo.

Aunque hay otra posibilidad en la que incluso en estos casos se puede llegar a ser resolutivo. Para ello, es importante tener una buena relación con otros artistas o modeladores con habilidades que nos complementen a la hora de aceptar encargos que nos pongan en un apuro. En estos casos lo mejor es buscar a un profesional que nos ayude y pactar con él sacar el proyecto de forma conjunta.

Factores externos o ajenos

Otro motivo que puede afectarnos y ponernos en situaciones difíciles son los factores externos que nada tienen que ver con los mencionados anteriormente. Un simple corte de luz, que se funda la placa de nuestro ordenador o que caigamos enfermos son ejemplos de factores externos que nos pueden poner en un brete a la hora de realizar un proyecto.

En estos casos también deberemos actuar tratando de buscar soluciones que nos permitan salir airosos. Bien consiguiendo un nuevo ordenador en el caso de que este falle, bien buscando a alguien que acabe el trabajo que nosotros hemos empezado.

Ser_resolutivo_02_Un-Profesor-de-3D — Este ordenador a conocido días mejores

Para finalizar

Como hemos podido ver, ser resolutivo en nuestro trabajo como artistas 3d es importante de cara a los proyectos o encargos en los que participemos. Es posible que pueda haber otros factores que no haya mencionado anteriormente y que deban ser tenidos en cuenta pero en todos ellos el mensaje debe ser el mismo.

Nuestra profesión requiere una parte creativa, eso es evidente, pero nunca debemos olvidar que tiene mucho de técnica y de comprender el funcionamiento de nuestras herramientas así como de nuestra capacidad de reacción para afrontar los problemas que puedan surgir.

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📌 Modelador generalista o especializado

📌 Principios básicos del Box Modeling. (Uso de Tris y Ngons)

📌 Estar actualizados y su importancia en el 3D.

📌 Principios básicos del Box Modeling. (Polígonos Cóncavos y Convexos y Coplanares)

En este artículo trataremos las diferencias que existen entre los polígonos cóncavos y los convexos y cómo pueden afectar al box modeling. Haremos mención también a los coplanares.

Ya hemos tratado en otras ocasiones el funcionamiento de los polígonos en 3D. Pero aun así nos quedan cosas en el tintero y por ello hoy hablaremos de polígonos cóncavos y convexos y a qué nos referimos cuando hablamos de polígonos coplanares.

Polígonos cóncavos y convexos

Empezaremos por los polígonos cóncavos y convexos. Cuando usamos polígonos quads o ngons en nuestros modelos tenemos que tener en cuenta una serie de factores. Algunos de ellos ya han sido mencionados con anterioridad en nuestro blog en los siguientes posts:

No obstante, en esta ocasión vamos a hablar de la importancia de usar polígonos convexos en lugar de cóncavos. Como ya vimos en los artículos anteriormente mencionados, todos y cada uno de los polígonos están formados por triángulos (los tris). Es por ello, que al usar quads podemos encontrarnos con una sorpresa si hacemos uso de convexos.

En la imagen siguiente podemos ver dos polígonos quads. En ambos casos nos encontramos con un vértice que ha sido desplazado hacia el interior del quad pero podemos observar dos resultados distintos.

Polígonos cóncavos y convexos 01 — Dos formas de interpretar la misma distribución de un quad cóncavo en los triángulos que lo forman en 3ds Max 2020.

En el primer caso, el de la izquierda, vemos que la distribución de los triángulos que conforman el quad nos da como resultado la creación de un polígono cóncavo (el resultado que buscamos).

Por otro lado, en el polígono de la derecha, nos da como resultado lo que conocemos como un overlaping en el quad. Por lo tanto, en lugar de obtener un polígono cóncavo, obtenemos un polígono en el cual los triángulos que lo forman están solapados uno sobre otro dando lugar a un efecto conocido como Z Fighting.

Incluso a pesar de que logremos el resultado deseado en nuestro software habitual esto puede ocasionar errores en el futuro, al importar en otro software que no interprete correctamente la distribución de nuestros polígonos.

Si nos fijamos en la imagen anteriormente mencionada, veremos que, y como ya hemos dicho, a pesar de que los vértices de ambos quads ocupan las mismas posiciones, podemos interpretar los triángulos que lo forman de dos formas distintas. Por ello en el ejemplo de polígonos cóncavos y convexos vemos que la primera figura representa bien la distribución de los triángulos mientras que la segunda no.

Hay que tener en cuenta que cada motor puede interpretar la malla de distinta forma al triangular los quads (lo mismo ocurriría en un ngon). Lo que quiere decir, que lo que podemos haber hecho correctamente en un software no necesariamente tiene por qué ser interpretado correctamente en otro.

Polígonos cóncavos y convexos 02 — Polígono convexo (izquierda) Polígono cóncavo (derecha)

Resumiendo, siempre que podamos usaremos polígonos convexos. De ese modo nos aseguramos que se interpretarán de forma correcta independiente de las herramientas que usemos.

Polígonos coplanares y no coplanares

Pasamos ahora a hablar sobre los polígonos coplanares y no coplanares. Por una parte, hablamos de polígonos coplanares cuando nos referimos a todos aquellos polígonos que estando formados por varios triángulos, es decir polígonos quads o ngons, su superficie aparece completamente plana.

Por otro lado, nos referimos a polígonos no coplanares cuando la superficie de estos quads o ngons (y por ende los triángulos que lo conforman) no presentan una superficie plana sino que ésta es irregular. Esto es, los triángulos que lo conforman no están a la misma altura y crean deformaciones en la malla del polígono. En el ejemplo de abajo podemos verlo claramente.

Polígonos cóncavos y convexos 03 — Polígono coplanar (izquierda) Polígono no coplanar (derecha)

En caso de tener polígonos no coplanares en nuestros modelos, podríamos dar lugar a que el motor gráfico al que lo exportemos no sea capaz de averiguar la dirección en la que debe orientar las aristas que separan los triángulos del quad o ngon. Este tipo de situaciones puede dar lugar a errores en nuestros modelos y animaciones.

Polígono no coplanar — Otro ejemplo de polígono no coplanar

Conclusión

En conclusión, los polígonos cóncavos y convexos son importantes a la hora de trabajar en box modeling. Por lo que trataremos siempre de crear polígonos cuyas superficies ya no solo sean convexas sino que además sean coplanares para evitar problemas en nuestros modelos. Por supuesto, a esto hay que sumarle los consejos vistos con anterioridad acerca del uso y tratamiento de los polígonos, así como el uso de quads, tris y ngons. Para acceder a dichos artículos puedes hacerlo desde los siguientes enlaces:

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📌 Principios básicos del Box Modeling. (Quads, Tris y Ngons)

📌 Principios básicos del Box Modeling. (Uso de Tris y Ngons)

Artículo sobre box modeling en el que hablaremos del uso apropiado que debemos hacer en las 3D de nuestros amigos los triángulos y los ngons.

En la primera parte titulada Principios básicos del Box Modeling (Quads, Tris y Ngons), ya vimos la importancia que los Quads tienen en el mundo del 3D. Expusimos algunos de los motivos más importantes a la hora de usar estos polígonos en box modeling. Conocer su uso y manejo es lo que diferencia a un buen modelador de uno que no lo es. Por supuesto, esto no se aplica a otras formas de modelado como pueden ser la escultura digital (por ejemplo con Zbrush).

¿Podemos usar Ngons y Tris en Box Modeling?

No obstante, eso no significa que no podamos usar tris o ngons mediante el método de box modeling en determinadas situaciones. De hecho, puede haber ocasiones en las que la búsqueda de optimización nos obliguen a usarlos. Y es por ello que queremos exponer en esta segunda parte cuáles serían esas situaciones en líneas generales. No hay que olvidar que por muchos años de experiencia que tengamos cada modelo es de su madre y de su padre.

BoxModelling_Tris_Ngons_02 — Uso de triángulos en un arma en box modeling. Artista: Alberto Lozano

De hecho, si hablamos de low poly, si que podríamos levantar la mano en ciertos modelos. Pero normalmente estaremos hablando de objetos estáticos. Y eso sí, nunca para objetos o personajes que vayan a animarse y dependan de tener una topología bien hecha (o al menos evitar meter triángulos en lugares críticos).

Sobre los Ngons

A pesar de todo esto, sí que podemos usar ngons (casi única y exclusivamente) en modelos donde tengamos áreas que vayan a ser completamente planas y convexas y no vayamos a subdividir. Otra utilidad que suelo dar personalmente a los ngons es cuando construyo el blocking de un modelo nuevo. De ese modo obtengo de forma rápida los volúmenes del modelo para después trabajar cada parte por separado usando quads.

BoxModelling_Tris_Ngons_01 — Uso de ngon para la creación de la peana. Artista: Miriam Ocaña

Y ocurre tres cuartos de lo mismo con los triángulos. A veces, es inevitable debido a la topología del modelo hacer todo exclusivamente mediante Quads. En ese caso siempre será preferible usar un triángulo a un ngon.

Contraindicaciones de su uso

Ya vimos algunos problemas de los tris y ngons en la primera parte. Pero habiendo sacado a colación los posibles casos en los que si se pueden usar hay que tener en cuenta otro aspecto.

El motivo es si el modelo será trabajado por más artistas o si se exportará. Y es que, aunque si bien es cierto que hay motores que triangulan los modelos al importar nuestras mallas, en el caso de los ngons puede haber problemas.

El problema es obvio, el motor no sabe representar a ciencia cierta la distribución de los triángulos de un ngon. Esto puede dar lugar a deformaciones extrañas en el modelo. Incluso puede afectar de forma negativa al rendimiento y optimización del objeto.

¿Cómo puede afectar a los motores gráficos?

Tengamos en cuenta que los motores calculan los vértices de un objeto. En el caso de aquellos que usan triángulos hablamos de tres vértices por cada triángulo. Eso quiere decir que si usamos un ngon con un número determinado de triángulos que lo compongan, cada triángulo funciona como si se tratasen de forma individual.

Es decir, si nuestro ngon lo forman tres triángulos (un pentágono), el motor lo interpretará como tres triángulos independientes con un total de nueve vértices. Obviamente no ocurre en todos los motores aunque sí en una amplia mayoría debido a que muchos de ellos no los admiten.

No obstante, la mayoría de motores si aceptan quads, incluso aunque triangulen la malla. Y en este caso los dos triángulos que forman dicho Quad no tendrán un total de seis vértices sino que contarán como cuatro. Con esto optimizamos nuestras mallas y el cálculo de representación se reduce.

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📌 Principios básicos del Box Modeling. (Polígonos Cóncavos y Convexos y Coplanares)

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📌 Principios básicos del Box Modeling. (Quads, Tris y Ngons)

en este artículo hablaremos sobre box modeling y nos centraremos principalmente en las diferencias que podemos encontrar entre los diferentes tipos de polígonos.

En este artículo de hoy vamos a tratar una cuestión fundamental que todo modelador o artista 3d debe conocer. Sobretodo a la hora de llevar a cabo cualquier proyecto mediante el método de box modeling. Usar una topología adecuada según el tipo de modelo que estemos llevando a cabo no siempre es fácil. Además, es necesario conocer los problemas que pueden acarrear el uso de unos u otros y saber cual es el estándar usado por la industria.

Por ello, en este artículo examinaremos todo lo relacionado con el uso de triángulos, quads o ngons a la hora de realizar nuestros modelos.

Definiciones

Una de las primeras cosas que debemos saber en box modeling es en qué se diferencian cada uno de los tipos de polígonos. Y también cuáles son sus características particulares. Así que vamos a pasar a definirlos para entender bien todo lo que trataremos a continuación.

Empecemos

Tris (triángulos): Llamamos tris a todo polígono formado por tres vértices, tres aristas y una cara. Aunque es cierto que son la base en lo que a modelado se refiere (no olvidemos que todos los polígonos están formados por triángulos), es cierto que muchos modeladores reniegan de ellos, servidor incluido. Veremos el motivo de esto y también en qué casos se pueden o no usar. No obstante, no debemos olvidar que algunos engines gráficos y motores tienden a convertir todas las mallas de nuestros modelos como en el caso de Unreal Engine y Unity.

Box Modelling 02 — Tri (unidad mínima de polígono formado por tres aristas)

Quads: Un quad no es más que la representación de un polígono formado por cuatro aristas. Estas a su vez están conectadas por cuatro vértices y formando dos caras. Hay que tener en cuenta que cuando hablamos de un quad no es más que la representación de dos triángulos que conforman dicho polígono.

Box Modelling 03 — Quad (polígono compuesto por cuatro aristas)

Ngons: Por supuesto, cuando hablamos de ngons, nos estamos refiriendo a todos aquellos polígonos que están formados por más de cuatro aristas o vértices. Por lo tanto, están formados por más de dos caras o triángulos.

Box Modelling 04 — NGon (polígono con más de cuatro aristas)

Una vez que ya hemos visto en qué consiste cada uno vamos a ver qué ocurre con ellos y en qué ocasiones se usan unos u otros.

Entonces, ¿no se pueden usar?

Seguramente has escuchado en alguna ocasión que el uso de quads es la opción más recomendada. Definitivamente, es un hecho que en box modeling es el tipo de polígono más utilizado por los modeladores. A pesar incluso de que seguramente habrás visto muchos modelos que están compuestos por triángulos o por ngons. Por otro lado, esto no quiere decir que no podamos usar tris o ngons en nuestros trabajos, pero sí es cierto que hay que saber en qué situaciones podemos usarlos. Aún así, veremos los motivos por los que se usan principalmente los quads. En este otro artículo podrás ver en qué circunstancias podríamos usar tris y ngons.

Motivos por los que usar quads en box modeling

Box Modelling 05 — Representación de un objeto realizado con quads en Blender

Motivo 1: Los loops

Este es uno de los principales motivos para el uso de quads en box modeling. En modelado 3D, la gran parte de las operaciones geométricas funcionan en base a los loops. Un loop no es más que una consecución de quads que forman un «recorrido». Pueden tener un principio y final o bien estar conectados en su totalidad formando un loop completo.
Uno de los apartados que más requiere el uso de quads y los loops sería el referente a la animación. Por consiguiente, debemos asegurarnos de que si el modelo que estamos realizando va a formar parte en una cinemática o si necesitará de una serie de animaciones que puedan ser llevadas a un motor para por ejemplo un videojuego.

Aún así, no es menos cierto que algunos modeladores (principalmente dentro de la industria del videojuego) llegan a utilizar tris en algunos puntos dentro del modelo, esto se debe a la optimización que muchas veces se requiere para optimizar la carga gráfica dependiendo de la plataforma utilizada. Principalmente esto podemos verlo en las generaciones tempranas de videoconsolas, pero siempre y cuando no se coloquen tris en lugares críticos del modelo como puedan ser las articulaciones. Sea cual sea el caso, será necesario prestar atención a nuestra malla para evitar tris o ngons que pudieran generar complicaciones a la hora de que el animador o el rigger tuvieran que trabajar con dicho modelo.

¿Cómo hacemos entonces?

Veamos a continuación un ejemplo gráfico de cómo construiríamos una topología para animación facial libre de tris y ngons y cómo se forman los loops.

BoxModelling_05B — Retopología facial mediante loops

En la imagen superior vemos perfectamente como se ha llevado a cabo una retopología facial para un personaje con el objetivo de poder animarlo posteriormente. Si observamos bien veremos que no se aprecian tris o ngons. Se prestará especial cuidado en la zona de las comisuras tanto de los labios como de los párpados. Esto hará que sea inevitable la concentración de poligonaje en esas áreas.

Motivo 2: Las herramientas

Es un hecho que a lo largo de los años muchos programas de box modeling se han orientado al manejo con quads. En gran parte debido al uso de los famosos loops que ya hemos comentado en el apartado anterior. Como ya hemos visto esto afecta a cuestiones como la animación pero también hay otras razones de peso para usarlos como los son las herramientas de los propios programas de modelado.

El incremento de subdivisiones, los edgeloops, connect, etcétera son un claro ejemplo de uso de quads. Resumiendo, la mayor parte de las herramientas y operaciones en los software de 3D están pensadas, simple y llanamente, para funcionar con quads.

Veamos nuevamente un ejemplo para ilustrar este punto concreto.

Box Modelling 06 — Ejemplo de uso de Loop Cut en Blender

En la imagen superior podemos observar dos situaciones. Concretamente estamos usando la herramienta Loop Cut en el programa Blender. Dicha herramienta nos permite trazar un loop de aristas a lo largo de una consecución o loop formados por quads. Si nos fijamos en la imagen izquierda veremos que el loop de aristas viaja desde el quad situado en la parte superior izquierda del plano hasta el quad inferior izquierdo.

Por contra si observamos la imagen de la derecha podremos observar que la herramienta Loop Cut inicia su recorrido en el segundo quad de la primera columna pero no termina su recorrido hasta el otro extremo ya que encunetra un triángulo que rompe la consecución de la fila de quads.

¿A qué se debe esto?

Esto ocurre por lo siguiente; si analizamos paso a paso el proceso que lleva a cabo el Loop Cut nos encontramos que lo que está haciendo es comprobar (antes de trazar el loop de aristas) si la arista sobre la que nos posicionamos tiene dos aristas contiguas y acto seguido buscará la arista que se encuentre «en frente». Cuando llega al triángulo lo que ocurre es que es capaz de encontrar las dos aristas contiguas pero le faltaría esa tercera arista que se encontraría como hemos dicho «en frente» por lo que deja de realizar el trazado. Una forma de solucionar esto sería eliminar la arista que bloquea el paso o bien con la inserción de un vértice en una de las aristas y llevando a cabo la creación de un falso triángulo. Podemos ver un ejemplo a continuación.

Box Modelling 07 — Falso triángulo (en realidad es un quad)

Como podemos ver que el trazo ahora continúa pero vuelve a toparse con otro triángulo que vuelve a cortar el recorrido del loop de aristas. Una alternativa podría ser la de eliminar la nueva arista creada y de únicamente el vértice de modo que generemos dos falsos triángulos.

Motivo 3: Deformaciones

Es evidente que el uso de ngons y triángulos en box modeling generan complicaciones debido a las deformaciones que crean. Un claro ejemplo de esto es cuando realizamos modelos usando modificadores o deformadores que nos permitan subdividir las mallas con el objetivo de realizar modelos en alto poligonaje, como puede ser Turbosmooth en 3ds Max o Subdivision en Blender por poner un ejemplo. El uso de triángulos y ngons con esta clase de modificadores generarán artefactos como los que explicaremos a ver en las dos siguientes imágenes.

Cilindro con ngon de 18 lados (izquierda) y cilindo de quads (derecha)

En la imagen anterior podemos ver claramente cómo el cilindro rojo tiene en la parte superior un ngon de dieciocho lados mientras que en el cilindro verde toda la zona está compuesta por quads. A continuación aplicaremos el modificador Turbosmooth de 3ds Max para ver qué ocurre en ambos casos.

Ambos cilindros con modificador Turbosmooth en 3ds Max

¿Cómo influye el uso de tris y ngons?

Como se puede observar en ambos cilindros existe una diferencia notable a pesar de que hemos usado los mismos parámetros en el modificador Turbosmooth. Mientras que el cilindro verde presenta una superficie bien redondeada y pulida el cilindro rojo presenta artefactos que deforman el resultado final deseado.

Incluso, en ocasiones, podemos encontrarnos con que generan deformaciones extrañas al renderizar y no suavizan como deberían a pesar de que en el viewport se muestre correctamente.

Motivo 4: El quad es el estándar de la industria

No es de extrañar que visto lo anterior, la industria demande por parte de los profesionales el uso de quads. Por ello, cuando presentamos un reel para una oferta de trabajo debemos tener en cuenta esto. Una topología sucia, llena de tris y ngons hará que nos rechacen en la mayor parte de los casos. Lo único que damos a entender es que no nos tomamos el tiempo de hacer un trabajo serio y profesional.

Conclusión

En conclusión, ¿podemos usar tris y ngons en box modeling? La respuesta es un sí, pero… En otro post explicaremos en qué casos podríamos hacer uso de dichos polígonos sin que nos causen complicaciones. No obstante, y por regla general, siempre que podamos, y no se nos pida lo contrario, trabajaremos nuestros modelos mediante el uso de quads en nuestros proyectos.