Definición
de 3D
(tres
dimensiones). En computación, las tres dimensiones son el largo, el
ancho y la profundidad de una imagen. Técnicamente hablando el único
mundo en 3D es el real, la computadora sólo simula gráficos en 3D,
pues, en definitiva toda imagen de computadora sólo tiene dos
dimensiones, alto y ancho (resolución).
En la computación
se utilizan los gráficos en 3D para crear animaciones, gráficos,
películas, juegos, realidad virtual, diseño, etc.
Creación
de gráficos en 3D
El proceso de la creación de gráficos
tridimensionales comienza con un grupo de fórmulas matemáticas y se
convierte en un gráfico en 3D. Las fórmulas matemáticas (junto con
el uso de objetos externos, como imágenes para las texturas)
describen objetos poligonales, tonalidades, texturas, sombras,
reflejos, transparencias, translucidez, refraxiones, iluminación
(directa, indirecta y global), profundidad de campo, desenfoques por
movimiento, ambiente, punto de vista, etc. Toda esa información
constituye un modelo en 3D.
El proceso de transformación de
un modelo en 3D hacia una imagen 3d es llamado renderización
(rendering).
Por lo general, la computadora debe contar con
una placa aceleradora de 3D para la renderización de gráficos en
3D. La placa aceleradora es un dispositivo que ayuda al
microprocesador a la realización de la renderización, pues suele
ser un proceso pesado.
El resultado de una renderización
puede ser una imagen 3d estática o una animación 3d.
Aplicaciones
Algunas aplicaciones para la creación y diseño de gráficos
en 3D son Maya, 3D Studio Max, Lightwave 3D, Softimage XSI, Bryce,
POV-Ray, Blender, etc. Estas aplicaciones entran dentro de la
categoría de CAD.
En tanto, los juegos en 3D son
innumerables. Para facilitar el desarrollo y visualización de juegos
en 3D (y otras aplicaciones), existen APIs que facilitan estos
procesos:
• OpenGL
• Direct3D (subconjunto de DirectX)
•
RenderMan
Definición
de Imagen en 3D
Resultado
final del proceso de renderizado de un modelo en 3D. Una imagen en
3D, en definitiva, es una imagen en dos dimensiones que simula las
tres dimensiones, pero proviene de un "mundo conceptual en 3D".
Ese "mundo en 3d" (ver modelo 3D) permite que puedan
generarse múltiples imágenes en 3D desde diferentes perspectivas.
Una imagen en 3D puede almacenarse en cualquier formato
gráfico ráster. Múltiples imágenes en 3D constituyen una
animación 3d.
En computación,
una animación 3d hace referencia a un tipo de animación que simula
las tres dimensiones. Se trata de la descripción de los objetos de
un modelo 3d a lo largo del tiempo. Para que exista animación, esa
descripción debe variar en algo con respecto al tiempo: movimiento
de objetos y cámaras, cambio de luces y formas, etc.
Puede
tratarse de una animación que se renderiza en tiempo real cuando se
está ejecutando, o una animación que utiliza tres dimensiones pero
ya ha sido renderizada previamente, por lo tanto sólo se trata de un
video.
La principal diferencia entre ambas radica en el
momento de renderizado de la animación, es decir, el proceso de
convertir las fórmulas matemáticas en imágenes digitales.
En
la primera, la animación se renderiza en tiempo real, consumiendo
gran cantidad de memoria y procesamiento. Para que este tipo de
animación sea posible, muchas veces es necesaria una placa
aceleradora de gráficos que ayude al microprocesador. Este tipo de
animación se utiliza especialmente en juegos en 3d, donde el
dinamismo, la velocidad y la necesidad de diferentes ángulos y
movimientos, es fundamental.
En la segunda, la animación del
modelo en 3d se renderiza primero, y luego se puede visualizar como
un video digital. El trabajo pesado se realiza una sola vez y luego
se puede ejecutar como video, lo cual no consume mucho procesamiento.
Ejemplos de este tipo de animaciones son las películas y dibujos
animados en tres dimensiones.
En computación,
un modelo en 3D es un "mundo conceptual en tres dimensiones".
Un modelo 3D puede "verse" de dos formas distintas.
Desde un punto de vista técnico, es un grupo de fórmulas
matemáticas que describen un "mundo" en tres dimensiones.
Desde un punto de vista visual, valga la redundancia, un
modelo en 3D es un representación esquemática visible a través de
un conjunto de objetos, elementos y propiedades que, una vez
procesados (renderización), se convertirán en una imagen en 3D o
una animación 3d.
Por lo general, el modelo visual suele ser
el modelo 3d que las diseñadores manejan, dejando las fórmulas a
procesos computacionales. Esto es así, porque lo que el modelo en 3d
visual representa se acerca más a la imagen en 3D final que se
mostrará al renderizarse.
Existen aplicaciones de modelado
en 3D, que permiten una fácil creación y modificación de objetos
en tres dimensiones. Estas herramientas suelen tener objetos básicos
poligonales (esferas, triángulos, cuadrados, etc.) para ir armando
el modelo. Además suelen contar con herramientas para la generación
de efectos de iluminación, texturizado, animación, transparencias,
etc. Algunas aplicaciones de modelado son 3D Studio Max, Alias,
Blender, Cheetah3D, Cinema 4D, Generative Components, Houdini,
LightWave, Maya, MilkShape 3D, modo
Rhinoceros 3D, Softimage|XSI,
trueSpace, ZBrush, etc.
El modelo en 3D describe un conjunto
de características que, en conjunto, resultarán en una imagen en
3D. Este conjunto de características suele estar formado por objetos
poligonales, tonalidades, texturas, sombras, reflejos,
transparencias, translucidez, refraxiones, iluminación (directa,
indirecta y global), profundidad de campo, desenfoques por
movimiento, ambiente, punto de vista, etc.
Definicion de Renderizacion
1. (Del
inglés rendering, renderizar, renderizado, renderización o
interpretación en español). La renderización es el proceso de
generar una imagen (imagen en 3D o una animación en 3D) a partir de
un modelo, usando una aplicación de computadora.
El modelo
es una descripción en tres dimensiones de objetos en un lenguaje o
estructura de datos estrictamente definidos. El modelo debería
contener geometría, punto de vista, textura e información de
iluminación. La imagen resultado de la renderización es una imagen
digital (raster).
La renderización se utiliza en la
producción de imágenes en 3D para juegos, diseño computacional,
efectos especiales del cine y la TV, etc.
En el caso de los
gráficos en 3D, el renderizado puede hacerse lentamente
(pre-renderizado) o en tiempo real.
El pre-renderizado es un
proceso computacional intensivo que es utilizado generalmente para la
creación de películas y su resultado es de altísima calidad.
Además, en el prerenderizado, todos los movimientos y cambios en las
escenas en 3D ya fueron prefijados antes del inicio de la
renderización.
En cambio, el renderizado en tiempo real es
más usado en los juegos en 3D y suele procesarse a través de
tarjetas aceleradoras de 3D, por ser un proceso sumamente pesado. En
este caso, todos los movimientos y cambios en la escena son
calculados en tiempo real, pues los movimientos del jugador no son
predecibles.
Son millones
los cálculos matemáticos que deben realizarse para procesar un
modelo en 3D y resultar en una imagen renderizada. En general, en el
proceso de cálculo se pueden tener en cuenta tonalidades, texturas,
sombras, reflejos, transparencias, translucidez, refraxiones,
iluminación (directa, indirecta y global), profundidad de campo,
desenfoques por movimiento, ambiente, etc. Además a todo eso hay que
agregarle los distintos objetos poligonales en 3D de la escena.
Todos estos cálculos producen una simple imagen final. Por
esta razón el proceso de creación de películas en 3D, necesita
mucho tiempo y gran capacidad de procesamiento computacional. Un sólo
segundo de película suele estar constituido por 24 cuadros de
imagen.
2. El término rendering también es usado para
describir el proceso del cálculo de los efectos en la edición de
archivos de videos para producir una salida final de video.
3.
En web, la renderización (interpretación), es el proceso de
asignación y cálculo de todas los códigos y propiedades de un
documento para ser mostrado en pantalla. El software encargado de
esta renderización es llamado motor de renderizado.
Definición
de Motor de renderizado
1. En
general, el motor de renderizado o motor de interpretación, es
cualquier software que se encarga de interpretar y representar
contenido. Puede ser un Motor de renderizado web o un motor de
renderizado 3D, etc.
2. El motor de renderizado web o motor
de interpretación web, también llamado en inglés layout engine o
rendering engine, es un software que permite mostrar en pantalla
contenido con estilo, estructura y forma de acuerdo a contenido
marcado e información de formateo.
3. En renderizado o
interpretación de textos, el motor de renderizado permite presentar
textos multilingües en forma apropiada. Por ejemplo, el motor Pango
y el Uniscribe.
Definicion de OpenGL
Open
Graphics Library. Conjunto de especificaciones estándar que definen
una API multilenguaje y multiplataforma para escribir aplicaciones o
juegos que producen gráficos en 3D. Fue desarrollada originalmente
por Silicon Graphics Incorporated (SGI).
Ofrece al
programador un API sencilla y estable para que pueda generar gráficos
en 2D y 3D por hardware. Consiste en más de 250 funciones diferentes
que pueden ser usadas para graficar complejos escenarios
tridimensionales usando simples primitivas.
Es muy popular en
la industria de los videojuegos y es competencia directa (en
plataformas Windows) del Direct3D desarrollado por Microsoft.
OpenGL es compatible para múltiples plataformas como ser
Windows, Unix (Linux, MacOS), Playstation 3, etc.
Definición
de Direct3D
Un API,
parte de DirectX, para la programación de gráficos 3D, facilitando
el manejo y dibujo de elementos en tres dimensiones: líneas,
polígonos, texturas, transparencias, etc. y permite aprovechar
también una tarjeta aceleradora gráfica.
Direct3D es
utilizada por la mayoría de juegos 3D para el sistema operativo
Windows.
La alternativa a Direct3D es OpenGL.
