Modelado de sólido

El modelado de sólidos es una rama del modelado geométrico que hace énfasis en la aplicabilidad general de modelos, e insiste únicamente en la creación de representaciones “completas” de objetos físicos sólidos, esto es, representaciones que son adecuadas para la respuesta de preguntas geométricas arbitrarias de manera algorítmica.

El objetivo de la aplicabilidad general, separa al modelado de sólidos de otros tipos de modelado geométrico, los cuales están enfocados hacia propósitos especiales. Los modelos gráficos (Graphical Models) intentan describir un  dibujo de un objeto mas que el objeto en si mismo.

El modelado de sólidos es el conjunto de teorías, técnicas y sistemas orientados a la representación “completa en cuanto a información” de sólidos. Dicha representación debe permitir (al menos en principio) calcular automáticamente cualquier propiedad bien conocida de cualquier solido almacenado

Modelado de superficie

Es la estimación de los valores de una superficie en cualquiera de sus puntos, partiendo de un conjunto de datos de muestreo (x, y, z), denominados puntos de control.

Aplicaciones:

* Geología.

* Geofísica.

* Meteorología.

* Ingeniería Ambiental.

* Economía.

* Medicina.

Existen dos enfoques para la presentación de la superficie externa del objeto: 

1) El objeto se representa con una lista de facetas, descritas por los lados y las aristas que la delimitan. La lista de caras puede incluir solamente informaciones geométricas propias de cada faceta (tamaño, posición respecto a un origen, etc. ), o puede estar estructurada en un conjunto más complejo, donde los nodos de tipo “cara” se ligan a los nodos arista a través de los nodos “lados”. Estas conexiones pueden presentarse en forma de gráficas o de una estructura de árbol. 
2). El objeto se representa empleando superficies de “forma libre”, que el usuario manipula interactivamente a través de puntos llamados de “control”. Se utiliza una superficie representada por ecuaciones paramétricas, que efectúa una aproximación de la envoltura exterior del objeto. Estas ecuaciones paramétricas dan como resultado una malla de elementos finitos de forma específica (generalmente cuadrados o triangulares) y utilizan puntos característicos para cambiar la forma final de la superficie. El modelo algebraico describe un sólido a partir de su frontera. (Conjunto de superficies que separa el sólido de la parte del espacio no ocupada por el).

La frontera se puede ver como la piel del sólido. Obviamente cualquier superficie no determina un sólido. Para que un conjunto de superficies describan un sólido deben satisfacer la siguiente propiedad. 

Procesos generativos

El término generativo se refiere a la imagen que se genera, compone o construye en una manera algorítmica (una serie de pasos) a través del uso de sistemas definidos por un proceso.

1a Etapa: Obtención del diseño 3D adecuado.

Es muy importante saber cómo dibujar e 3D para adecuar el diseño al sistema que se utiliza para el modelado. El Render elimina todas las caras que se vean por su parte posterior desde el punto de vista actual con el fi de aumentar la velocidad de modelado. El vector normal de las caras; situado en su centro se orienta perpendicularmente hacia el espacio exterior si la cara se dibuja en el sentido anti-horario, esto determina la parte delantera de una cara. Se puede determinar que el Render tome en cuenta las caras traseras para la correcta modelización de objetos que sean transparentes o que estén abiertos y por el punto de vista, se muestre su interior.

La complejidad de un dibujo y su modelado En función de la complejidad del dibujo 3D, número de caras y vértices, se tardarán más o menos en obtener una modelización. Es muy importante establecer u criterio adecuado que relacione la complejidad y el nivel de detalle de cada objeto con su importancia dentro de toda la escena. El estado del dibujo incide en los resultados del modelado Si se da una intersección entre dos caras es posible que se produzca errores según el sistema de modelado utilizado. Las caras coincidentes y coplanares pueden producir resultados ambiguos sobre todo si son de materiales diferentes. Las caras cruzadas o en forma de pajarita también son problemáticas ya que su entorno normal no está correctamente definido

2ª Etapa: Asignación de materiales.

Contando con el diseño 3D adecuado la segunda etapa debe ser la elección de los materiales para cada objeto. Para ello se dispone de una amplia variedad de los materiales organizados en bibliotecas que el usuario puede aplicar a sus objetos. Los materiales propuestos pueden ser modificados para crear nuevos materiales. En función del material asociado a u objeto puede ser necesario aplicar también unas coordenadas de mapeado.

3ª Etapa: Elaboración de Escenas mediante luces y vistas 3D.

El Render permite la adición de varios tipos de fuentes de luz en torno a los objetos para que estos puedan ser modelados con una mayor apariencia de realismo. Una Escena almacena una vista a elegir entre las que puedan estar previamente creadas junto con el conjunto de luces que sea seleccionado. Cada Escena puede servir para generar las vistas modeladas más representativas del diseño 3D con la iluminación más adecuada en cada etapa. Esta etapa y la anterior pueden intercambiarse.

4ª Etapa: Modelado.

El procedimiento de modelado permite obtener el resultado final directamente en pantalla. Debe seleccionarse la Escena deseada y elegir uno de los tres sistemas modeladores propuestos:

-Modelado Normal.

-Modelado Foto realístico.

-Modelado con Trazado de rayos fotográfico.

Cada modelador establece el grado de acabado, obteniéndose la mayor calidad y realismo con el Trazado de rayos fotográfico y la más rápida y sencilla con el modelado Normal. Además, se deben establecer otros muchos parámetros y condicionantes de modelado que inciden notablemente en el resultado final, tales como: fondo, entorno, niebla, suavizado, sombras, calidad de modelado, resolución, gama de colores, etc.

Exploracion de nuevas estrategias de diseño a partir del entendimiento y aplicación del fenómeno de la emergencia. El programa hace énfaisis en el desarrollo práctico de los concocimientos obtenidos utilizando Grasshopper como plataforma de generación digital y herramientas digitales de fabricación y prototipado como medios de materializacion del producto generado.
 

Modelos geométricos.

Los modelos gráficos también se les conoce como modelos geométricos, debido a que las partes componentes de un sistema se representan con entidades geométricas como líneas, polígonos o circunferencias de modo que el término modelo se refiere a una representación geométrica generada por la computadora.

Describen componentes con propiedades geométricas inherentes y por lo tanto se presentan en forma natural a la representación grafica. Formas entre los que se puede representar un modelo geométrico:

· Distribución espacial y forma de los componentes y otros componentes que afectan a la apariencia de los componentes.

· Conectividad de los componentes.

· Los valores de datos específicos para la aplicación.

JERARQUIA DE MODELOS GEOMETRICOS

los componentes se usan como bloques basicos para crear entidades de nivel superior, que sirven como bloques para entidades de nivel mas alto. una vez que se descompone una entidad en un conjunto de partes se crean a menudo una jerarquia de dos niveles.

Para simplificar la tarea de contruccion de objetos se usan componentes atomicos especificos: en dos dimencionescomponentes que generalmente se dibujan usando plantillas dibujadad por el computador; en tres dimenciones se usan como bloques basicos, son formas tridimencionales que pueden definirse en funcion de primitivas genericas de nivel mas bajo.

 

un objeto es una forma compuesta y todos sus datos

una jerarquia se crea para varios propositos:

• construir objetos complejos en forma modular empleando invocaciones repetidas a bloques basicos
• aumentar la econoomia de almacenamiento
• para permitir la propagacion de actualizaciones ya que un cambio en la definicion de un objeto se propaga automaticamente a los objetos de nivel superior.