¿Qué es el modelado 3D y cómo funciona?

Con el desarrollo constante de la tecnología, el diseño 3D se ha convertido en una herramienta vital que ofrece nuevas posibilidades para enfrentar los desafíos actuales en la arquitectura, la ingeniería, la construcción, el diseño, la producción y el entretenimiento. El modelado 3D permite visualizar productos de manera precisa antes de fabricarlos. Es eficaz para simular procesos mecánicos, operaciones médicas, y es muy usado en el cine, la televisión, los videojuegos y la publicidad. La carrera de modelado 3D te da la oportunidad de promover avances tecnológicos y ser parte del progreso global.

¿Qué es el modelado 3D?

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El modelado 3D consiste en crear la imagen digital tridimensional de un objeto mediante un software CAD (Computer Aided Design). Gracias a los algoritmos del programa se genera una representación matemática en tres dimensiones basada en vértices o puntos con coordenadas espaciales de un elemento, conectados por líneas llamadas aristas, sean rectas o curvas, que forman superficies de caras o polígonos. El conjunto de polígonos conforma una malla de un objeto 3D que nos permite visualizar el modelo. Esta técnica es capaz de dibujar cualquier forma con precisión, desde líneas simples hasta figuras más complejas.

¿Cómo funciona el modelado 3D?

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Para desarrollar un modelo 3D, primero, se genera un objeto geométrico base llamado primitiva, por ejemplo, un plano, una esfera, un cubo o un cilindro compuesto de numerosos polígonos. Aplicando diversas herramientas de modelado, puedes procesar este objeto según tus preferencias: cambiar su forma, agregar nuevos elementos y detalles. Para esto, se agregan vértices para subdividir los polígonos, y ajustar su colocación, manipulando la malla para crear un nuevo objeto 3D. Una vez terminado, puedes visualizar el modelo como una imagen 2D mediante un proceso llamado renderización 3D, que te permite transformar el modelado en una fotografía de alta definición y excelente calidad.

Ventajas del modelado 3D

El modelado 3D te permite reducir significativamente el tiempo de desarrollo de tu proyecto. Puedes generar un modelo a partir de un simple boceto 2D y manipularlo sin tener que volver a dibujar diferentes perspectivas. Los softwares especializados te permiten automatizar las tareas y elaborar proyectos con gran velocidad y precisión. También puedes cambiar los modelos rápidamente para incorporar nuevas ideas y sugerencias.

Con el modelado 3D no necesitas crear prototipos físicos y te permite ejecutar pruebas con un prototipo digital bajo diferentes condiciones. Por ejemplo, puedes verificar la resistencia de piezas mecánicas y esfuerzos como compresión, tracción, torsión, flexión, entre otros. Esto aporta más seguridad a tu proyecto, y lograrás disminuir los costos de producción evitando ajustes y modificaciones innecesarios.

Aprovechando los recursos disponibles, un solo especialista puede realizar muchas actividades de desarrollo, lo que ayuda a reducir los gastos en recursos humanos.

Además, al generar un prototipo tridimensional, se elabora documentación detallada que aclara todos los aspectos del proyecto, lo que te permite reproducir el objeto con precisión si es necesario.

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Tipos de modelado 3D

Dependiendo de las necesidades de la industria y del software usado, existen diferentes tipos de modelado 3D. Veamos algunos de los más usados:

• Modelado de cajas. Es una forma de modelado bastante común que trabaja con las partes fundamentales (caras, aristas y vértices) de un objeto elaborado a partir de la primitiva. Este tipo de modelado funciona mejor para el diseño arquitectónico o el modelado de objetos de superficies duras.
• Modelado de polígonos. En este caso el desarrollo empieza con un solo vértice o una figura geométrica plana, y el modelo va construyéndose pieza por pieza. El resultado queda mucho más detallado, pero este tipo de modelado 3D exige más trabajo con bordes y vértices. Así como en el tipo anterior, se crean superficies duras pero los modelos resultan mucho más orgánicos en este caso.
• Modelado de curvas. En este tipo de modelado 3D se crea una superficie tridimensional llamada NURBS. Manipulando los puntos de control, se logran generar superficies curvas suaves y formas complejas. Es un tipo de modelado muy versátil y se aplica en el diseño de productos en varias industrias.
• Modelado orgánico. Parece la creación de una escultura digital. El trabajo empieza con un elemento base, y para darle forma, se usa una serie de pinceles que modelan un objeto de forma libre y le agregan detalles específicos. Este tipo de modelado es ideal para diseñar personajes.

Estilos de modelado 3D

• Low Poly. Son modelos de formas simples de muy pocos polígonos; pueden ser de colores sólidos y tener detalles dibujados directamente en la textura.
• Stylized Cartoon. El estilo de caricatura es un poco más realista y detallado por una mayor cantidad de polígonos.
• Realistic. El modelado tiene una calidad gráfica elevada, con mucha atención a las texturas, la iluminación y la forma de los objetos.
• HyperRealism. Es un estilo altamente detallado que refleja un objeto real.

Software para modelar en 3D

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Existe una gran variedad de programas tanto gratuitos como de pago que sirven como herramientas profesionales de diseño para cada tipo de modelado 3D. Los programas más populares de modelado 3D son los siguientes:

• 3ds Max es el software profesional de modelado, renderización y animación 3D que ofrece una paleta de herramientas para el modelado orgánico. Ayuda a crear diseños de acabado realista para cualquier propósito.
• Inventor es ampliamente usado en la ingeniería y ofrece herramientas profesionales para crear el diseño mecánico, elaborar documentación y hacer simulaciones.
• Maya sirve para crear personajes y efectos visuales realistas gracias a sus herramientas avanzadas de modelado y animación.
• 3D Builder es una aplicación gratuita que permite crear y personalizar objetos 3D simples. Este software es ideal para principiantes sin experiencia en modelado 3D.

¿Dónde se aplica el modelado 3D?

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Los modelos 3D se utilizan en diferentes ámbitos para visualizar, simular y renderizar diseños gráficos:

• Los estudios de animación y efectos visuales usan los programas de modelado 3D para crear elementos, efectos y personajes para películas y programas de televisión.
• El modelado 3D permite a los desarrolladores de videojuegos crear entornos, personajes y hacer cinemáticas.
• También se aplica en la industria de manufactura para diseñar productos, elaborar ingeniería y renderizar conceptos.
• En la arquitectura el modelado 3D sirve para visualizar interiores y exteriores de edificios, y entornos realistas.