Artista 3D

Hace una semana vimos los distintos roles relacionados con el arte en 2D dentro de la Industria del Desarrollo de Videojuegos. Hoy llega el turno de conocer todos aquellos roles cuyo trabajo consiste en la creación de modelos en 3D y todas las modificaciones que los mismos sufren.

Arte en los Videojuegos (II)

El arte en 3D está basado en el uso de modelos 3D, los cuales están formados por una malla (imaginad una red de pescar) de polígonos o triángulos planos. Esto genera que los juegos en 3D requieran de un mayor poder de cálculo, ya que el motor debe de calcular continuamente la posición de cada uno de los polígonos que forman un modelo. Esto ocasiona que a modelos más complejos, más potencia necesita la máquina para moverlos.

Modelado de un elefante. ¿Veis los triángulos?

La generación de estos modelos es llevada a cabo por equipos de trabajo, que crecen en la misma proporción que los requerimientos del proyecto, y los miembros de los cuales han de poseer unas habilidades considerables, tras un largo proceso de aprendizaje y práctica, que les permita generar modelos con la soltura necesaria.

Modelador

El modelador es la persona encargada de generar los modelos en 3D de los diversos elementos gráficos del juego. Para ello, hace uso de herramientas específicas como pueden ser 3D Studio MAX, Maya, o el Open Source Blender.

No existe una manera estándar de generar los modelos 3D. Disponemos de una gran variedad de técnicas de modelado que permiten obtener el mismo resultado a través de diversos pasos que no tienen prácticamente nada que ver entre si. Por ejemplo, existen programas de modelado a partir de la escultura 3D. En estos programas, se parte de una «base de arcilla», la cual se va esculpiendo hasta obtener el modelo deseado. Aun así, la mayoría de editores «tradicionales» siguen unos pasos mas o menos parecidos.

Modelando un humanoide.

Pasos del Modelado

  1. El modelado de un objeto comienza a partir del arte conceptual del mismo. Este suele importarse en el editor para tener siempre de fondo una referencia de lo que se quiere desarrollar.
  2. La base del modelo es, en la mayoría de los casos, lo que se conoce como una primitiva: un modelo pregenerado por el editor en si de un poliedro, como podrían ser un cubo o una esfera.
  3. Posteriormente, se van añadiendo y modificando los polígonos que forman la primitiva para ir adaptando la misma a la forma de lo que se pretende modelar. Un modelo puede estar formado a partir de más de una primitiva, pero lo recomendable es que todas las partes del modelo en si estén cosidas (que todos los polígonos que forman el objeto pertenezcan a la misma malla).
  4. Posteriormente, se definen los materiales de las distintas partes del modelo. Un material sirve para definir cómo se representará una superficie, como por ejemplo el color de la misma. Además, los materiales permiten utilizar los llamados mapas, que aportan información extra al modelo.

Texturas

Las texturas son unos de los mencionados mapas. Se tratan de archivos de imagen (jpeg, tga, png, etc.). Su tamaño viene determinado por la resolución en píxeles del modelo, siendo la forma de las mismas una potencia de 2 (1024×1024, 512×256, etc.).

Las texturas se pegan sobre el modelo, de forma que le añaden mucha información sobre la visualización del mismo sin tener que utilizar para ello mas polígonos. Estas pueden ser generadas de diversas formas: desde cero mediante un editor de imágenes, a partir de una fotografía del mundo real, mediante editores que permiten «pintar» sobre el modelo, etc.

Una textura de ejemplo sería una imagen que resulta en la «piel» de un modelo humanoide. En ella, se definirían diversos detalles como los ojos, elementos de la ropa como cinturones, etc., de forma que no sería necesario el modelarlos. Siendo más concisos, en lugar de modelar la cara del personaje, los elementos de la misma se representarían en una textura, que posteriormente se pegaría sobre el polígono de la misma en el modelo (la nariz suele modelarse por estética).

Textura plana y modelo resultante tras el mapeado.
Mapeado

El mapeado es el proceso de asignar qué partes de la textura corresponden a cada polígono del modelo. Sin un mapeado adecuado, la textura no se corresponderá de forma efectiva con el modelo y generará errores.

Otros Mapas

A parte de las texturas, existen otros mapas que permiten añadir información al modelo y, con ello, simplificar su modelado. Algunos de los más utilizados son:

  • Mapa de Normales: sirve para simular mediante el uso de sombras volúmenes más detallados que los del modelo sobre el que se aplica. Su uso optimiza los modelos, al reducir el número de polígonos necesarios para obtener el mismo volumen.
  • Mapa de Especular: sirve para definir cómo se comportará la luz al ser reflejada por el objeto.

Animador

El animador es la persona encargada de otorgarle movimiento a los modelos 3D. Esto se logra mediante el desplazamiento, la rotación y/o el escalado de los elementos que forman el modelo o las partes de los mismos. Una animación se divide en diversos frames, que son estados estáticos del modelo en el tiempo. Al combinar los diversos frames de una animación, se van sucediendo en el tiempo todos los desplazamientos, rotaciones y escalados programados, lo que genera el movimiento final del modelo.

Animación de caminar (en 2D).

A la hora de diseñar una animación hay que tener en cuenta los frames por segundo a los que se ejecutará el juego, y ajustar los diversos pasos para que, al reproducirse, quede natural.

Rigging

El rigging es una técnica que permite vincular la malla de un modelo a un esqueleto. Esto permite generar las animaciones del modelo animando el esqueleto en lugar del modelo en si, lo que simplifica mucho el proceso.

Esqueleto muy simple.

Iluminación y Efectos

Uno de los aspectos de mayor importancia en los videojuegos es la iluminación, ya que nos permite transmitir al jugador diferentes experiencias a partir de la ambientación y de la puesta en escena. Hoy en día, la importancia de la iluminación en los videojuegos está al mismo nivel que la del cine.

Una buena iluminación ha de tener en cuenta una gran cantidad de factores:

  • Características de la luz, como pueden ser si es visible o no, el color, el aumento o perdida de luminiscencia, etc.
  • Tipos de luz:
    • Directa, donde el rayo de luz impacta directamente desde la fuente al objeto
    • Indirecta, donde el rayo de luz rebota en un objeto intermedio desde la fuente al objeto final.
  • Generación:
    • Renderizado independiente, generando mapas de luz mediante el editor 3D, los cuales contienen la información del comportamiento de la luz sobre el objeto.
    • Mediante el motor, la cual se calcula en tiempo real, proyectando rayos desde una fuente hasta el objeto, lo cual aumenta el nivel computacional.

Partículas

Las partículas se utilizan para recrear elementos cuya complejidad es alta, como pueden ser líquidos, gases, explosiones o fuego. Se crean mediante un sistema de partículas, el cual se compone de el emisor y las partículas generadas. Diferentes configuraciones en el emisor crearan diferentes efectos. Algunos de los elementos que podemos definir son la forma, el color, el tiempo de vida, la velocidad de propagación, el comportamiento al colisionar entre ellas y/u otros elementos, etc.

Generación de humo mediante partículas.

Efectos de Posprocesado

Los efectos de posprocesado son diversos efectos visuales que se añaden a toda la escena, normalmente a través de la cámara. Su finalidad es dar un acabado visual más cinematográfico, simulando el comportamiento de una cámara real. Estos efectos son ejecutados por el motor.


Pues estos son, más o menos, todos los elementos que intervienen en la generación de arte en 3D. ¿Creéis que me he dejado algo?

Indice de la Serie

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