Dimensión 3: aplicación del 3D en el cine digital, la televisión y los videojuegos

El cine digital (esto es, tal como sucedió con la fotografía, ya no requiere de la utilización de película para ser filmado) que es proyectado en 3D, recurre a la creación de una imagen que es captada simultáneamente por os cámaras, que perciben las escenas desde distintos ángulos: mientras una de ella se encuentra enfocado hacia el objetivo, en el modo tradicional en el que se registra una película, la otra cámara esta ubicada en el piso, a 90 grados con respecto de la primera. En el punto imaginario en el que ambas cámaras se cruzan, se instala un espejo semitransparente en un angulo de 45 grados, que funciona como un divisor del haz lumínico, creando así la ilusión de tres dimensiones. Finalmente, mientras la primera cámara se encuentra en posición vertical y fija, la segunda se desliza horizontalmente de una dirección hacia otra. De este modo, la intensidad del efecto tridimensional varia según la posición relativa entre ambas cámaras, y el tipo de escena que se quiere registrar. Es así como, y en interacción con los dispositivos dispuestos para la visualización en las salas de cine especializadas, se logra un efecto mas realista y envolvente, esto promueve la creación de productos audiovisuales que se benefician de esta tecnología, como películas en DVD, videojuegos y software en general.

Es así como existen diversos sistemas de proyección para el cine digital y tridimensional, entre los que se pueden mencionar:

• Sistema Real D 3D: este sistema crea la ilusión de tridimensionalidad a partir de la emisión de imágenes intercalada para el ojo izquierdo y derecho, a 144 cuadros por segundo (2 ojos x 24 cuadros x 4 veces cada cuadro). En este caso, se trata de una proyección digital esteroscopica, en la que un solo proyector transmite dos alternadamente.
• Sistema Dolby 3D: tal como sucede con el sistema real D 3D, la sensación de la profundidad se produce a partir de la emisión de imágenes intercaladas del ojo izquierdo y derecho, a 144 cuadros por segundo. Crea la tridimensionalidad mediante una tecnología diseñada por infitec, conocida como división espectral.
• Sistema XPanD 3D: ocupa un proyector digital a 48 fotogramas por segundo, 24 para cada ojo. Utiliza lentes activos, los cuales se coordinan con el proyector mediante un emisor infrarrojo colocado en la sala de exhibición, alternando las imágenes disponible para cada ojo. Se especula que, pese a su alto costo, actualmente es uno de los mejores sistemas de proyección en tres dimensiones.

Han llevado a medios insertos en el entorno cotidiano, como la televisión, a incursionar en proyectos que desarrollan una nueva forma de ver: este es el caso de la Televisión en 3D, que se refiere a "un televisor permite visualizas imágenes en 3 dimensiones, utilizando diversas técnicas para lograr la ilusión de profundidad. Todo proceso que permite crear imágenes en 3D se conoce con el nombre de estereoscopia, y fundamentalmente se basa en el principio natural de la visión humana" de este modo, los contenidos que se generan y transmiten en televisión tridimensional se desarrollan del mismo modo que en el cine, compartiendo también los elementos auxiliares que permiten su visualización (utilización de lentes, por ejemplo).

Entre los tipos de televisión capaces de transmitir en 3D, encontramos el caso de los monitores autoestereoscopicos, que mencionaremos como un referente de este nuevo sistema y su proyección: ademas de representar la información de profundidad, este modelo permite la seleccion arbitraria del punto de vista y dirección dentro de la escena; este fenómeno se conoce como Free Viewpoint (punto de vista libre) y están limitados a 8 actualmente, repartidos por la pantalla. Cada Free Viewpoint constituye dos imágenes (una por cada ojo) y no requiere de lentes especiales para visualizar los contenidos, pues estos están incorporados en el monitor, permitiendo que varios espectadores puedan observar la pantalla a la vez. Los televisores Phillips WOW vx y Sony Raymodeler 360 utilizan esta modalidad, en un mercado que sigue explorando las posibilidades de la TV en 3D y que simultáneamente, busca condensar estándares para la producción de estos sistemas.

Aun así, las novedades no terminan aquí: Nvidia anuncio "Nvidia 3DTV Play", un software que permite a los consumidores conectar el PC o Notebook a los televisores 3D, para revisar fotografías, vídeos y sobretodo, potenciar videojuegos 3D como "World of Warcraft", "Wrath of the Linch King", esta incentivando el desarrollo de productos afines, como sucede con los videosjuegos. Si bien la incorporación de gráficos 3D en estos soportes vienen desde la década de los noventa, con la utilización de procesos como el pre-renderizado, hasta la realización de propuestas totalmente tridimensionales, actualmente los desarrolladores están buscando el modo de generar videojuegos que "despeguen" de la pantalla, tal como lo han conseguido con otros productos multimediales. Entre estos, se esta trabajando en las versiones de prueba de "Super Stardust HD", "Gran turismo 5 prolongue", "Wipeout HD" entre otros.

De este modo, hemos explorado la evolución de los gráficos 3D y el digital 3D: desde la simulación de volumen, pasando por la modelacion de objetos que hoy en día no solo apelan a la recreación de un mundo tridimensional, sino que han sido puestos al servicio de la visualzacion de contenidos envolventes, que apoyados en la tecnología, transportan al usuario a una extensión sensorial, entre la ficción y la realidad.

• Autores: Rafael Espinal, Franchesca Rivas, Alba Cedano. 

Las 3 Dimensiones del Diseño en 3D: Definición, Características y programas

En cuanto a la animación en 3D, tenemos que considerar algunas variaciones relacionadas con la utilización de estas y las demandas que exigen. Las animaciones tridimensionales, usadas extensamente en aplicaciones como series y largometrajes animados, simulaciones recreativas y educacionales, vídeo juegos, entre otros soportes, utilizan los siguientes recursos en su proceso de diseño y desarrollo:

-Transformaciones básicas
En los tres ejes (XYZ) que componen un cuerpo volumetrico, como Rotación, Escala o Traslación.
-Animación a través de forma (Shaper); Entre estas podemos mencionar:

a) Mediante Esqueletos: a los objetos se les puede asignar una estructura central con la capacidad de afectar la forma y movimientos de ese cuerpo. Este ayuda al proceso de animación, en el cual el movimiento del esqueleto automáticamente afectara las porciones correspondientes del modelo.

-Animación por Cinemática Directa (Forward Kinematic Animation): a partir del grado de rotación de las articulaciones, se calcula la posición de la estructura articulada.

b) Mediante Deformadora: sea a través de lattices (cajas de deformación) o cualquier herramienta que produzca, por ejemplo, deformaciones sinusoidales.

c)Mediante Dinámica: utilizada, generalmente, para simulaciones de ropa, pelo, partículas, entre otros elementos que contribuyen a la animación de objetos y personajes complejos en tres dimensiones. La Dinámica estudia el movimiento, considerado las fuerzas que lo producen. Entre los tipos de dinámicas se encuentran:

-Dinámica directa: se calculan las aceleraciones, a partir de las masas y fuerzas aplicadas.
-Dinámica inversa: se calculan las fuerzas que hay que aplicar a partir de las masas y aceleraciones.

 De esta forma, podemos decir de un modelo en 3D se diseña a partir de la organización y complementación de objetos geométricos que cuentan con volumen, como son los polígonos y la adhesión de elementos que colaboran con el realismo de un modelo y la calidad de este.
Hoy en día, existen numerosas aplicaciones que facilitan la modelacion de diversos objetos en tres dimensiones; entre estas, podemos distinguir software con gran cantidad de recursos y programas de distribución gratuita, o freeware, que se asimilan bastante a las aplicaciones "oficiales". Entre las características que describen a los programas de modelacion en tres dimensiones, podemos mencionar:

-Entregan posibilidades de crear y esculpir objetos orgánicos y no orgánicos desde el principio, mediante herramientas de dibujo y transformación.
-Poseen características de tornado y extracción, que ayudan a la modelacion de secciones convocada y convexas.
-Permiten la asignación de colores, texturas y materiales que ayudan a acentuar el realismo de un modelo.
-Posibilitan el añadir focos de luces locales y globales tanto internas como externas.
-poseen un numero ilimitado de cámaras, con control de la longitud focal.
-Permiten dibujar trayectos basados en Splines (curvas o formas bidimencionales constituidas por vértices y aristas que podemos modificas, a través de aplicación como torno, extruir y biselar también para la realización de animaciones.

Entre los programas y freeware que se utilizan extendida-mente, debido a su popularidad y calidad, avalada por miles de profesionales y usuarios podemos mencionar las siguientes:

1. 3D Studio Max, o Autodesk 3ds Max: este programa es considerado el líder en el desarrollo 3D de la industria del vídeo-juego y es muy utilizado, tanto a nivel profesional como aficionado.
2. Lihgwave: evoluciono como un avanzado paquete de modelado, animación, VFX (visual effects) y render para diversas plataformas. Actualmente, es utilizado por una gran cantidad de estudios para la realizacion de efectos visuales y animación para cine y telivision, como Digital domain, Rhythm & Hues entre otros.
3. Autodesk Maye: este software se caracteriza por su potencia y las posibilidades de expansión y personalización de su interfaz y herramientas: MEL (Maya Embedded Language) es el código de forma el núcleo de Maya.
4. XSI Softimage: en general, este programa posee las características fundamentales de un buen paquete de diseño en 3D; no obstante, su mayor cualidad se encuentra en la realizacion de animaciones y efectos visuales de alta complejidad.

Como podemos apreciar, estas son solo algunas alternativas de 

programas vigentes en la actualidad, para realizar modelos y animaciones tridimensionales. La elección del software "adecuado" dependerá del tipo de proyecto que se pretende abarcar, la experiencia y habilidad con la que el diseñados o usuario cuenta, y los recursos físicos y técnicos que se tienen a disposición, entre otros factores.

Animación 3D

La animación 3D es un proceso complejo, porque conlleva la realización de varios procesos como el diseño y modelado de la imagen a animar, consiste en la deformación o movimiento de los objetos de un modelo 3D a lo largo del tiempo.

Para esto se utilizan unos gráficos hechos a computadora que utilizan una representación tridimensional de datos geométricos (a menudo cartesianos) que se almacenan en el ordenador con el propósito de realizar cálculos y representar imágenes 2D, que se pueden almacenar para verlas mas tarde o mostrarlas en tiempo real. Además, el término se puede referir al proceso de creación de dichos gráficos, o al campo de estudio de técnicas y tecnología relacionadas con los gráficos 3D.

Un gráfico 3D difiere de uno bidimensional principalmente por la forma en la que ha sido generado. este tipo de gráficos se originan mediante un proceso de cálculos matemáticos sobre entidades geométricas tridimensionales producidas en un ordenador. La etapa de modelado consiste en dar forma a objetos individuales

La etapa de modelado consiste en dar forma a objetos individuales que luego serán usados en la escena creada. Existen diversos tipos de geometría para modelar con NURBS y modelado poligonal o subdivision (en ingles: subdivision surfaces). ademas, existe otro tipo llamado "modelado basado en imágenes" o en ingles image based modeling (IBM), que consiste en convertir una fotografía a 3D mediante el uso de diversas técnicas, por ejemplo la fotogrametria cuyo principal impulsor es Paúl Debevec.