📌 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).

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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.

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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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📌 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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