Ejemplos de Representación de Gráficos 3D con OPENGL y C#

La creación de gráficos 3D la llevaremos con los Softwares de Unity, junto con Visual Studio, además de que también nos apoyaremos del Maya una vez que se tienen presentes los programas; nuestra creación será más personalizada, ya que con estos podremos diseñar mejores animaciones y comenzaremos a darles un movimiento de una mejor manera, además de incluirle un mejor procedimiento. 

Colocamos los Scripts

Cuando ya tengamos todo hecho corremos nuestro código y nos dará lo que hemos hecho.

 

Ejemplo de Creación de Matrices

La creación de matrices dentro de Visual será una creación personalizada ya que con esta podemos diseñarlos de una mejor manera, además de darle un mejor procedimiento mientras vamos ejecutando los códigos en estados de prueba y errores.

Se comienza con nuestro Visual Studio en el cual comenzara a ejecutar una vez que este comenzamos a crear nuestro formulario.

Ejemplos de Creación de Gráficos

La creación de gráficos es para la creación personalizada y diseñarlos de una mejor manera además de darle un mejor procedimiento mientras vamos ejecutando los códigos en prueba y error. Este se trabaja desde el programa de Visual Studio. 

Ejemplos de Geometría Fractal

La Geometría Fractal es aquella encargada de estudiar los fractales. 

 Ejemplos de otras Técnicas de Animación

Shadow Animation 

Cut and Shadow Antimation

 

 Otras Técnicas de Animación 

Animación Digital con Recortes.

Animación Con Arena 

Animación Comprensión y Extensión  

Técnicas de Animación 

 Información Extra acerca de las técnicas para animar y los 12 principios de animación. 

Créditos: TikTok @elfreakinchamo

Créditos: TikTok @feztsu

 Ejemplos de Técnicas de Animación 

Clay Animation 

Pixilación 

Ejemplos de Stop Motion 

Star Wars 

 

Baile de Invierno 

 FÍSICA EN LA ANIMACIÓN

La física y su dinámica como ciencia exacta que estudia diversos fenómenos puede ayudar al campo de la comunicación audiovisual, en particular al campo de la animación. Con la aplicación de la física del movimiento la animación es más real. 

¿Quién Pensaría Que La Física Puede Utilizarse En Distintos Campos? 

La física es una ciencia natural que estudia las propiedades del espacio, el tiempo, la materia y la energía, así como sus interacciones. ¿Conocías que la física y su dinámica como ciencia exacta que entre sus diferentes ramas y aplicaciones estudia diversas situaciones como el sonido, los fluidos, el movimiento, los campos magnéticos y demás fenómenos, puede ayudar al campo de la comunicación audiovisual directamente en el desarrollo de todos los proyectos audiovisuales?

La Animación Dentro De La Producción Audiovisual 

En la animación, una de las ramas de la producción audiovisual, el realismo en la recreación de los movimientos o acciones es muy importante, ya que su fin es que el espectador lo vea como real a pesar de ser algo ficticio, su trabajo es dar movimiento a objetos inanimados y otros, que posiblemente sean estáticos.

Más Elementos Físicos A Nuestra Animación

Con la aplicación de la física del movimiento, la animación es más real ya que el movimiento es un fenómeno que precisa cambios en algunos ámbitos como la posición, el espacio, el tiempo, los puntos iniciales y finales del desplazamiento, la distancia, la gravedad, la trayectoria, los ejes y más elementos.

 PSICOLOGIA EN LA ANIMACIÓN

Animar es dar ánimo, es movilizar. Aunque, en realidad, se trate más de talante, de estilo y de objetivos que de estricta definición de funciones. Es una pedagogía del desarrollo y del cambio desde los necesarios referentes psicosociales que la harán posible.

La psicología detrás de los GIFs

Las animaciones están por todos lados. ¿Cuál es la psicología de los GIFs? ¿Por qué se popularizaron de nuevo estos recursos de comunicación visual?

 

Tu cerebro procesa un video, o una animación 60,000 veces más rápido de lo que procesa el texto.

Es más probable que un GIF exprese la emoción que quieres comunicar con tu contraparte en la comunicación, aunque también debes entender la cultura de la comunicación online: a veces un GIF puede interpretarse como un signo sarcástico que expresa lo opuesto.

Psicología del color

La psicología del color estudia el efecto de los colores sobre la conducta humana. Como parte de la psicología, entendida como ciencia médica, se considera una disciplina poco madura. Pese a ello, en otros ámbitos como el diseño, la moda, la publicidad o la arquitectura, su estudio se tiene muy en cuenta.

Significado de los colores

A continuación, enumeraremos los principales conceptos con los que se asocian los colores más extendidos:

Amarillo: El color del sol. Se asocia con optimismo, felicidad, intelecto y energía.

Rojo: El color de la sangre y el fuego. Va ligado a la fuerza, el peligro, el amor y la fuerza.

Azul: El color del cielo. Simboliza lealtad, sabiduría, confianza y verdad.

Naranja: Combina las sensaciones del rojo y el amarillo evocando felicidad, creatividad, éxito, fascinación o entusiasmo.

Verde: El color de la naturaleza y, por tanto, del crecimiento, la harmonía, la frescura y la fertilidad.

Violeta: Aúna el rojo y el azul indicando poder, nobleza, lujo, creatividad e independencia.

Blanco: Se asocia con la luz y, por extensión, con el bien, la pureza y la inocencia.

Negro: Va ligado a la muerte, el mal o el misterio, pero también a la elegancia y el poder.

 Tipos de renderización

Existen 2 principales tipos de renderización. La diferencia está en la velocidad con la cual las imágenes son calculadas y finalizadas.

•  Renderizado 3D Real Time

•  Renderización offline

Renderizado 3D: las técnicas de visualización

Z-Buffer

 

Es uno de los algoritmos más simples para la determinación de las superficies visibles. Utiliza dos estructuras de datos, el z-buffer y el frame-buffer 

Scan line

 

Es uno de los métodos más antiguos. Los algoritmos que trabajan sobre la línea de escaneo son image-precision y se llaman así debido a que por cada scan-line determinan los span (intervalos) de pixeles visibles. 

Ray casting

 

Es un mecanismo image-precision que permite la detección de superficies visibles. Todo el proceso hace referencia a un centro de proyección y a una pantalla en posición arbitraria pensada como una grilla regular.

Ray tracing

 

Desciende directamente del ray casting pero se le aplica un modelo particular de iluminación que tiene en cuenta los fenómenos físicos de la luz, como reflexiones y refracciones, que permite alcanzar resultados fotorrealistas sorprendentes. Está basado en la observación que, de todos los rayos de luz que dejan un manantial, solo contribuyen a la imagen aquellos que luego de haber tocado el objeto alcanzan al observador.

Radiosity

 

Es otro método image-precision que aporta mayores ventajas a la cualidad foto realística de la imagen ya que tiene en cuenta también el fenómeno físico de la inter reflexión entre objetos.

Programas de modelado

Son los utilizados para modelar y dar forma a los objetos, tal y como su nombre indica. Por medio de polígonos se crea toda la geometría y formas principales del proyecto.

Algunos de los programas más utilizados para modelado 3D son:

• Autodesk 3ds Max

• Maya

• Blender

• SketchUp

• Modo

• Cinema 4D

Motores de renderizado

Una vez tenemos los objetos creados, los motores de renderizado nos calculan los rebotes o incidencia de luz sobre los objetos. Así, se consiguen apreciar características diferenciales en color, textura, rugosidad, etc.

Algunos de los principales motores de renderizado en arquitectura son:

• Vray

• Octane

• Corona

• Renderman

• Fstorm

• Redshift

• Arnold

MÉTODOS DE RENDER

La renderización es considerada la mejor amiga de los técnicos y las empresas ya que se ha vuelto una herramienta fundamental de comunicación. Ayuda a los clientes a comprender las elecciones de diseño, pero también es un instrumento de análisis y control del trabajo producido.

¿Qué es renderizado 3D?

El término renderizado 3D se define al proceso que permite obtener imágenes digitales tomadas del modelo tridimensional, a través de software dedicados. Estas imágenes tienen como finalidad simular de manera fotorrealísta ambientes, materiales, luces, objetos de un proyecto y de un modelo 3D.

¿Qué es un render en arquitectura?

Es una representación gráfica de un proyecto arquitectónico. Se trata de una imagen 2D o 3D, que ofrece una aproximación realista de cuál será el resultado final de un proyecto una vez ejecutado.

El render permite visualizar un proyecto dentro del entorno, una estancia, detalles sobre la iluminación.

 PROGRAMACIÓN DE GRÁFICOS 2D Y 3D

A la hora de trabajar con gráficos, lo hacemos siempre sobre un determinado Espacio. 

Dichos espacios vienen definidos por las dimensiones de las cuales se componen: 

Bi-dimensional (2D)

Tridimensional (3D)

Espacios y Dimensiones

Un ejemplo de espacio 2D es, como sabéis, una hoja de papel, donde existe longitud y anchura, pero no altura o profundidad. Un ejemplo de espacio 3D es el propio mundo o universo en el que nos movemos, que es precisamente el que queremos simular mediante la programación gráfica 3D.

Mediante las matemáticas, se pueden describir fácilmente espacios de más dimensiones, aunque de cara a la programación gráfica no nos serán de utilidad. 

Sistemas de Coordenadas

A la hora de crear, posicionar y transformar objetos en un espacio (2D o 3D), necesitamos siempre una referencia sobre la cual podamos trabajar. Para describir y manipular entidades en nuestro espacio, usamos los sistemas de coordenadas, los cuales definen un origen desde el cual se referencian todos los elementos existentes en ese espacio.

Dependiendo del entorno en el que estemos trabajando, el convenio puede ser distinto.

Materiales de construcción

En programación gráfica, los “materiales de construcción” que vamos a utilizar habitualmente serán los puntos y, especialmente, los triángulos.

 

Es obvio que un triángulo puede construirse fácilmente con tres puntos, que corresponderían a sus vértices. El término “vértice” vamos a utilizarlo hasta la saciedad en programación gráfica. De hecho, a los puntos se les llama comúnmente “vértices”, aun cuando no formen parte de ningún polígono.

Vectores

Un vector se utiliza, entre otras cosas, para representar una magnitud física, como una velocidad o una fuerza. Viene definido por su módulo (longitud) y su dirección y sentido (u orientación).

 

En programación gráfica tan sólo necesitamos conocer la posición de la cabeza para tener un vector perfectamente definido.

El Espacio 3D

En realidad, no es más que un Espacio 2D con una dimensión añadida, o lo que es lo mismo, un eje de coordenadas más. En este caso, el eje Z.

 

Lo interesante aquí es que todas las matemáticas que usemos para un espacio 2D, funcionarán (al menos conceptualmente) en un espacio 3D, con tan sólo tener en cuenta la coordenada extra.

 

Formatos Gráficos de Almacenamiento

Los formatos gráficos son archivos en los cuales se guarda información que conforma una imagen. Cada formato es independiente. Las posibilidades que ofrece cada formato con respecto a la gama de colores, a la compatibilidad, a la rapidez de carga, etc.

Dos son las características fundamentales que varían entre los diferentes formatos: 

Profundidad de color: se trata del número máximo de colores diferentes que puede contener una imagen en un formato.

Compresión: si el almacenamiento de la información binaria es tal cual, o previo paso por una etapa de compactación de la información.

Mapas de Bits

También conocido como “mapa de bits” (traducción literal) o imagen rasterizada (del inglés raster) es uno de los tipos de imágenes más comunes.

•  BMP

•  GIF

•  JPEG

•  EXIF

•  PNG

•  TIFF

•  PSD

Vectores

Son imágenes que se basan en polígonos formados por puntos. Estos puntos son interpretados por el computador teniendo en cuenta sus distancias.

•  AI

•  SVG

•  EPS

•  PDF

•  CDR

•  XAR

•  DXF

Aplicaciones Graficas por Computadora 

El uso adecuado de la tecnología ha hecho de la computadora un dispositivo poderoso para producir

imágenes en forma rápida y económica. 

Actualmente en todas las áreas es posible aplicar gráficas por computadora con algún objetivo particular o genérico, por ello se ha generalizado la utilización de gráficas por computadora. 

 

De igual modo las gráficas por computadora se utilizan de manera rutinaria en diversas áreas facilitando la expresión de alguna concepto, idea o problema, así como plantear la solución, tales como en la ciencia, ingeniería, empresas, industria, gobierno, arte, entretenimiento, publicidad, educación, capacitación y presentaciones gráficas.

•  GRÁFICOS Y DIAGRAMAS
•  DISEÑO ASISTIDO POR COMPUTADORA
•  ENTORNOS DE REALIDAD VIRTUAL
•  VISUALIZACIÓN DE DATOS
•  EDUCACIÓN Y FORMACIÓN
•  ARTE POR COMPUTADORA
•  ENTRETENIMIENTO
•  PROCESAMIENTO DE IMÁGENES
•  INTERFACES GRÁFICAS DE USUARIO

En la actualidad casi todo lo que es para uso de gráficos es una computadora. El CAD se utiliza casi siempre en el diseño de automóviles, aeronaves, embarcaciones, naves espaciales, computadoras, telas, construcciones, software y muchos otros productos.

 

El diseño asistido por computadora en siglas DAO o mejor conocido como CAD (Computer Aided Desing) se trata básicamente de una base de datos de entidades geométricas como puntos, líneas o arcos, etc. 

 

Con el CAD se puede operar una interfaz gráfica para diseñar lo que se pida.

 El Render (renderizado)

Una vez que todas las secuencias fueron animadas e iluminadas es tiempo de sacarlas del programa 3D. A esto se le conoce como render. La finalidad es tener un video de nuestra obra maestra animada. El método por excelencia es renderizar a secuencia de imágenes: cada cuadro (frame) de animación es una imagen y, una vez que se tiene toda la secuencia renderizada se crea el video. 

Formatos de imágenes abundan y cada uno tiene sus ventajas y desventajas. ¿Porque no renderizar directo a video? El principal problema del renderizado es que tiende a ser muy tardado, trabajar en secuencias permiten que varias computadoras trabajen al mismo tiempo y si alguna computadora falla el video no se corromperá.

La Postproducción

La Postproducción en general se considera a todos los procesos posteriores a la ejecución del 3D. Esta empieza comúnmente con la composición.

Composición y Edición

La composición se trabaja directamente sobre las secuencias de imágenes renderizadas. Composición usualmente es el proceso donde se juntan los diferentes pases de renderizado (beauty, speculars, shadows, motion blur, etc), se dan los toques visuales finales y se da la corrección de color. 

 

La edición, de ser necesario, se usa para hacer los últimos ajustes cinematográficos de tiempo o de orden secuencial para reforzar la historia. Sin embargo, es aquí principalmente donde se da la salida final en video a la pieza animada. Cada broadcaster requiere formatos y codificaciones específicas de video, es por lo que muchas veces se tienen que exportar varias versiones para diferentes finalidades. 

 Rigging – El Titiritero

Rigging es un proceso altamente técnico pero muy necesario ya que sin él no habría animación. Me gusta pensar en el rigging como el trabajo de un titiritero: se colocan huesos, se hacen controladores y todo se conecta para permitirle al animador controlar y mover al personaje de una manera convincente. El rigging tiene una larga curva de aprendizaje, por suerte para muchos, el mercado ofrece opciones que automatizan varias etapas de este proceso.

Layout y Animación

Layout es el hermano mayor de la animación y por desgracia muchas veces es ignorado. Este proceso es tomar cada una de las secuencias del storyboard (o animatic) y en una escena 3D juntar todos los elementos necesarios para reproducir dichas secuencias. El layout se asegura que: el escenario 3D está presente, la cámara enfoca hacia donde debe, la cámara se mueve como se indica y por último los personajes están en cuadro. Un buen layout eficientiza todos los procesos posteriores. 

 

Ya tenemos al personaje con su esqueleto y el layout listo: es hora de animar. Timing, peso, staging y actuación son algunos de los términos que los animadores constantemente evalúan durante su proceso. La animación conlleva mucha observación de la locomoción tanto humana como animal y de las sutilezas en las expresiones y gestos faciales.

Iluminación

La iluminación en 3D es igual que la de un set de grabación live-action. Su importancia radica en su impacto para generar moods especificos en las secuencias ¿es tenebroso? ¿es cómico? ¿es triste? Cada situación necesitará una iluminación específica lo que ayudará al espectador a envolverse más en la historia.

 ¿Qué es el modelado?

Es el proceso de “esculpir” en el programa 3D los personajes, objetos y/o escenarios que serán usados durante el proyecto. Hay diversas cuestiones importantes en este proceso como pose T, loops de deformación, unwrapping, poly count, etc pero el reto principal es que la escultura 3D sea similar al arte conceptual generado en la preproducción. Casi todos los programas 3D permiten modelar, pero algunos de ellos se caracterizan por estar especializados para ello.

¿Qué es el Look Development?

Una vez que el modelo está terminado hay que pintarlo. A esto se le conoce como Texturizado. Este proceso se caracteriza por ser también muy artístico. Pero ¿cómo una imagen 2D puede pintar un objeto 3D? El unwrap es el secreto. Es con el mismo principio que el artista genera ese “tapete” digital y posteriormente lo lleva a algún programa de edición de imágenes y pinta las texturas. Cuando el artista termina las texturas y las aplica en los modelos 3D inmediatamente notará algo raro: no se ven igual que en la vida real.

¿Cómo lograr que mi modelo 3D de piedra y su textura se vean como una piedra?

Shading es el proceso de asignar materiales a los objetos y sus texturas es decirle al programa de 3D que el objeto que es una piedra refleje la luz como una piedra, el objeto que es un dulce refleje la luz como un dulce, que la cera se vea como cera, plástico, metal, agua, etc. Incluso se puede hacer que todos los objetos 3D se vean como caricatura 2D.

El Audio en la Animación 

¿Sabes que el audio equivale al 50% de la experiencia para disfrutar tu pieza animada? ¿No lo crees? Intenta ver una pelicula de terror sin audio.

El audio es un proceso paralelo que corre a lo largo de todo el proceso de producción y de postproducción. 

Para el objetivo de esta guía aquí podemos englobar: 

• Los diálogos de los personajes (necesarios ANTES de empezar a animar).
• La banda sonora que incrementará el mood y dará cadencia a la edición. 
• Los efectos de audio (los pasos, la fogata, aves).

Nosotros como animadores tendemos a pensar y resolver todo de una manera muy visual, pero el audio es un aliado muy poderoso. Imagina esto: tu corto se sitúa en un bosque ¿tendrás de que crear assets 3D de animales y animarlos para que el bosque se vea vivo? Si usas efecto de sonido de aves, arbustos, vida salvaje, etc podrías dar la sensación de “vida” sin tener que específicamente mostrar ninguno de esos elementos.