Luz virtual (1)

Los gráficos 3D por ordenador es una disciplina en constante crecimiento, y que actualmente goza de una complejidad inimaginable. La investigación y el avance del hardware ha permitido que efectos que requerían técnicas muy costosas en cálculo y tiempo puedan pasar a realizarse en "tiempo real", lo que permite su utilización en videojuegos.

Para que os hagáis una idea, para el renderizado (el paso de los datos sobre formas, texturas, iluminación y movimiento a un fotograma 2d) de la película "Shrek Tercero" se necesitaron unas 20 millones de horas de cálculo a unos 2000 millones de operaciones con decimales por segundo, lo que resulta en más de 2200 años de cómputo y 144.000.000.000.000.000.000 (1,44e+20) operaciones matemáticas, aunque esto es sólo una aproximación. Por supuesto, se realizaron repartiendo los cálculos entre unos 4000 ordenadores, lo que redujo el tiempo real a unos 7 meses de renderizado ininterrumpido.

Veamos una introducción muy ligera a algunos efectos salteados de iluminación y texturización, la clave del renderizado:

Iluminación Suavizada: Las figuras tridimensionales están fomadas por varias caras poligonales, habitualmente triángulos o cuadriláteros. Si no se aplica ningún truco, la iluminación pondrá de manifiesto su naturaleza poligonal y para evitarlo tendríamos que formar la superficie con caras tan pequeñas que las aristas fueran inapreciables, pero esto requiere gran cantidad de cómputo y memoria para mantener tal cantidad de vértices. Los modelos de Gouraud y Phong permiten una iluminación suavizada que da la ilusión de superficies continuas y lisas sin aumentar el número de polígonos, aunque en la silueta aún podemos intuir la construcción poligonal,

UV mapping: Basada en la técnica de cortar y pegar papel, la textura se dibuja sobre un plano (como un papel) y después se envuelve el objeto 3D con dicho "papel". Queda muy curioso el efecto sobre las caras :) Nótese la aplicación del modelo de Gouraud en la ilumniación en la figura de abajo.

Bump mapping: Consiste en la aplicación de una imagen que perturba la superficie en forma de pequeños bultos/hoyos. Así, aparecen luces y sombras acorde con la perturbación. Sin embargo, si observamos la superficie a ras, podemos observar que dichas perturbaciones no existen como vértices, sino como un simple truco de iluminación. Se pueden obtener resultados impresionantes sin gastar ni un solo vértice extra, siempre que no mires la superficie a ras. De esta técnica han evolucionado otras más avanzadas pero que tienen la misma base. Fijaos en la silueta de la siguiente figura: es una esfera redondita, la rugosidad es solo una ilusión de iluminación.

Otro día seguiremos con más efectos ingeniosos, pues hay a patadas y no es plan de aburriros demasiado.

¡Espero que os haya picado el gusanillo de la curiosidad por este mundillo!