Istram Ispol Virtual 3d

ISTRAM ISPOL v10.13

| VIRTUAL 3D

MANUAL DEL USUARIO Revisión 26/01/2011

Enero 2011 © BUHODRA INGENIERÍA, S.A. La información contenida en este documento es propiedad exclusiva de Buhodra Ingeniería S.A. y está protegida por las leyes nacionales e internacionales de propiedad intelectual. Queda expresamente prohibida la reproducción y modificación de cualquier texto o gráfico. Se permite exclusivamente la impresión para uso personal o corporativo, quedando prohibida su duplicación para actividades formativas que no sean autorizadas por escrito. Este material formativo-divulgativo puede ser modificado sin previo aviso. Aunque esta documentación se revisa continuamente, no se garantiza que en el momento de la utilización del programa exista una correspondencia exacta entre los cuadros de entrada de datos, formatos de ficheros y otras especificaciones que se visualicen en la pantalla y las que aparecen reproducidas en este documento. Es responsabilidad del usuario cualquier consecuencia que se derive de la utilización de este material y, por extensión, de los programas asociados que lo acompañan.

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ÍNDICE GENERAL 1

ISPOL VIRTUAL 3D, PRESENTACIÓN Y CONCEPTOS BÁSICOS

1.1

ISTRAM®/ISPOL® VIRTUAL 3D®. Introducción.......................... ............. .......................... .......................... ................... ...... 1.1.1 La necesidad de generar resultados 3D para proyectos de ingeniería ingeniería ................... ............. ...... 1.1.2 ISPOL VIRTUAL 3D como entorno de visualización visualización y simulación .......................... .............. ............ Contenido del manual de usuario y del material disponible......................... ............ .......................... ................. .... Requisitos, módulos y librerías indispensables indispensables ......................... ............ .......................... .......................... ................... ...... 1.3.1 Módulos y software necesarios necesarios para utilizar la aplicación ......................... ............ ..................... ........ 1.3.2 Requisitos computacionales mínimos y deseables ......................... ............ .......................... ................. .... 1.3.3 Librerías necesarias para ISPOL VIRTUAL 3D .......................... ............ ........................... ....................... .......... 1.3.4 La librería LIBSOL de ISPOL VIRTUAL 3D.......................... ............. .......................... ........................... ................ Características de ISTRAM ISPOL VIRTUAL 3D .......................... ............. .......................... .......................... ................... ...... 1.4.1 Listado de funciones soportadas de ISTRAM ISPOL VIRTUAL 3D .......................... ............ ................ 1.4.2 Comunicación Comunicación entre entorno 2D y 3D ......................... ............ .......................... .......................... ................... ...... Descripción del entorno y sistema de trabajo .......................... ............. .......................... .......................... ................... ...... 1.5.1 Metodología de trabajo, cuestiones cuestiones generales ......................... ............ ......................... ..................... ......... 1.5.2 Cómo se almacena la información de un proyecto de realidad virtual .................. ............ ......

1.2 1.3

1.4 1.5

2 3 4 5 6 6 6 7 7 8 9 11 12 13 13

2

ENTORNO DE TRABAJO Y GESTIÓN DEL ESCENARIO

2.1

ISTRAM ISPOL VIRTUAL 3D. Entorno, herramientas herramientas y funciones.......................... ............ .......................... ............ 1 2.1.1 Acceso al modulo ISTRAM ISPOL VIRTUAL 3D ........................... .............. ......................... ..................... ......... 2 2.1.2 Funcionamiento Funcionamiento básico del espacio de trabajo......................... ............ ......................... ..................... ......... 3 Organizador jerárquico del escenario .......................... ............. .......................... .......................... .......................... ............... .. 4 2.2.1 Selección del nodo actual: acciones posibles........................... .............. ......................... ..................... ......... 5 2.2.2 Menú contextual del árbol jerárquico .......................... ............. .......................... .......................... ................. .... 6 2.2.3 Organización Organización jerárquica de los elementos, vínculos y dependencias dependencias .................... ............ ........ 7 2.2.3.1 Elementos compuestos con dependencias jerárquicas .............. ........................... ....................... .......... 8 2.2.4 Carga y almacenamiento almacenamiento de datos .......................... ............. .......................... .......................... ..................... ........ 9 2.2.4.1 Almacenamie Almacenamiento nto de escenari escenarios os ............ ......................... .......................... ........................... .......................... ............ 10 2.2.4.2 Carga simple y selectiva de escenari escenarios os ............ ......................... .......................... .......................... ................. .... 11 Espacio de visualización visualización 3D ......................... ............ .......................... .......................... .......................... .......................... ............... .. 12 2.3.1 Exploración visual del escenario, manejo del ratón y del teclado ....................... ............. .......... 13 2.3.2 Definición de modos de dibujo: alámbrico, sólido y texturado .......................... ............ ................ 14 2.3.3 El menú contextual del espacio 3D ......................... ............ .......................... .......................... ..................... ........ 15 Configuración Configuración y preferencias ......................... ............ .......................... .......................... .......................... .......................... ............. 18 2.4.1 Definición de ventanas múltiples y modo de vista ......................... ............ .......................... ................. .... 18 2.4.2 Aspectos relacionados con la forma y calidad de visualización visualización .......................... ............ ................ 19 Menú de opciones y herramientas herramientas ........................... .............. .......................... .......................... .......................... ................... ...... 23 2.5.1 Menú principal de ISTRAM ISPOL VIRTUAL 3D ........................... .............. ......................... ..................... ......... 24 Creación de elementos 3D .......................... ............. .......................... .......................... .......................... .......................... ............... .. 25 2.6.1 Propiedades y métodos comunes de los objetos 3D simples......................... ............ ................... ...... 26 2.6.1.1 Modificar las dimensiones dimensiones de un objeto, escala escala y simetría. ............ ......................... ................... ...... 27 2.6.1.2 Control sobre la orientación ............. .......................... .......................... .......................... .......................... ............... .. 27 2.6.1.3 Posición del plano base de los elementos............. .......................... ........................... .......................... ............ 27 2.6.1.4 Número de divisiones divisiones de un objeto, efecto sobre sobre el suavizado............ .......................... ................ 28 2.6.1.5 Punto de pivote o referencia ............ ......................... .......................... .......................... .......................... ............... .. 28 2.6.1.6 Cargar y almacenar elementos de forma individual ............ ......................... .......................... ............... .. 28 2.6.2 Duplicar y clonar objetos .......................... ............. .......................... .......................... .......................... ................... ...... 29 2.6.3 Sólidos 3D soportados por ISPOL VIRTUAL 3D ........................... .............. ......................... ..................... ......... 30 2.6.3.1 Sólidos básicos .............. ........................... .......................... .......................... .......................... .......................... ................. .... 30 2.6.3.2 Objetos generados por extrusión ............ .......................... ........................... .......................... ....................... .......... 32 2.6.3.3 Objetos agrupados..................... agrupados.................................. .......................... .......................... .......................... ................... ...... 33 2.6.4 Objetos 3D de librería LIBSOL y de usuario ........................... ............. ........................... ....................... .......... 34 2.6.5 Imágenes 3D. Billboards ........................... .............. .......................... .......................... .......................... ................... ...... 36 36 Cámaras y luces............................. luces............... .......................... ......................... .......................... ........................... .......................... ............ 37 2.7.1 Cámaras........................... ............. .......................... ......................... .......................... ........................... .......................... ............ 37 2.7.2 Luces ......................... ............ .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... ................. .... 38 Edición y modificación de objetos 3D .......................... ............. .......................... .......................... .......................... ............... .. 39 2.8.1 Edición y modificación de propiedades básicas .......................... ............. .......................... ................... ...... 40 2.8.2 Mover, girar y situar objetos con ayuda del ratón ......................... ............ .......................... ................. .... 41

2.2

2.3

2.4 2.5 2.6

2.7 2.8

2.10

2.8.3 Edición y borrado de triángulos ................................................................ 42 2.8.4 Elegir y utilizar un material. Principios básicos de los materiales ........................ 43 Herramientas y utilidades.................................................................................. 45 2.9.1 Operaciones con modelos triangulados ....................................................... 45 Definición de entornos, render y animaciones .......................................................... 47

3

R EPRESENTACIÓN 3D DE CARTOGRAFÍA Y PROYECTOS DE INGENIERÍA

3.1

Escenarios 3D con cartografía y proyectos. Generalidades ........................................... 1 3.1.1 Descripción del sistema de comunicación entre entornos.................................. 2 3.1.2 Representación 3D de elementos ISPOL ....................................................... 3 3.1.3 Ficheros de configuración y librerías que deben estar presentes ......................... 4 3.1.3.1 Contenido de la librería grafica ispol\lib ..................................................... 5 Sistema de trabajo, carga y almacenamiento de escenarios ......................................... 8 3.2.1 Organización de los elementos en el árbol jerárquico ...................................... 8 3.2.2 Almacenamiento de la información ........................................................... 9 3.2.3 Actualización de la información geométrica ................................................. 10 Representación 3D de elementos cartográficos......................................................... 11 3.3.1 Representación de entidades lineales......................................................... 12 3.3.2 Representación de símbolos y células con imágenes 3D (billboards) ..................... 14 3.3.2.1 Parámetros de definición de imágenes 3D (billboards), configuración ................... 15 3.3.2.2 Funciones del editor de símbolos y células a tener en cuenta............................. 17 3.3.2.3 Parámetros del panel de creación y modificación de imágenes 3D ....................... 18 3.3.2.4 Almacenamiento de la configuración de billboards, advertencias ........................ 19 Representación de modelos digitales del terreno ...................................................... 20 3.4.1 Modelos digitales de tipo GRID o rejilla MDT ................................................. 22 3.4.2 Aplicar texturas a modelos digitales. Ortofotos georreferenciadas ....................... 24 Representación de proyectos de obra lineal ............................................................ 25 3.5.1 Cálculo y representación 3D de un eje de obra lineal ...................................... 26 3.5.2 Configuración del conversor obra lineal–geometría 3D (ispol3dOLC.cfg) ................. 28 3.5.2.1 Ispol3dOLC.cfg, estilo ‘Carretera / autovía nueva’ ......................................... 31 3.5.3 Métodos de cálculo de los ejes de un proyecto .............................................. 32 3.5.3.1 Cálculos rápidos en RAM ........................................................................ 33 3.5.3.2 Cálculo y carga de ejes con definición de cruces (acuerdos) .............................. 34 3.5.4 Otros elementos 3D asociados a un proyecto ................................................ 35 3.5.4.1 Elementos constructivos asociados a estructuras y túneles ................................ 35 3.5.4.2 Recorte y actualización de modelos digitales triangulados ................................ 37 3.5.4.3 Representación de marcas viales .............................................................. 38 3.5.4.4 Calcular y actualizar la información relativa a marcas viales ............................. 41 3.5.5 Almacenamiento de proyectos de obra lineal en escenarios 3D ........................... 42 3.5.6 Elementos necesarios para obtener buenos resultados ..................................... 43

2.9

3.2

3.3

3.4 3.5

4

MODELIZACIÓN AVANZADA DE ESCENARIOS 3D

4.1 4.2

Modelización avanzada de escenarios 3D. Introducción. .............................................. 1 Herramientas y utilidades.................................................................................. 2 4.2.1 Importar material 3D procedente de ISPOL y otras aplicaciones .......................... 2 4.2.2 Modificadores especiales de geometría ....................................................... 3 4.2.2.1 Incremento del número de triángulos de un objeto ......................................... 3 4.2.2.2 Adaptar la superficie de un objeto a la de otro ............................................. 4 4.2.3 Crear una copia local de elementos de librería usados ..................................... 4 Propiedades ambientales y físicas del entorno ......................................................... 5 4.3.1 Fondo del escenario, configuración. .......................................................... 6 4.3.2 Iluminación general y caracterización de la emisión de sombras ......................... 7 4.3.3 Simulación de niebla............................................................................. 8 4.3.4 Mapa de entorno ................................................................................. 9 4.3.5 Propiedades OpenGL aplicables al entorno................................................... 9 Cámaras, control sobre la visualización ................................................................. 10 4.4.1 Control sobre la posición de la cámara y referencia, orientación......................... 10 Campo visual, ajuste del ‘objetivo’ de la cámara ........................................... 11 4.4.2 4.4.3 Definición de rango de visualización, recorte frontal ....................................... 11 Iluminación, caracterización y propiedades avanzadas................................................ 12 4.5.1 Tipos de iluminación ............................................................................. 13 4.5.1.1 El concepto de atenuación...................................................................... 14 4.5.2 Acciones aplicables a las fuentes de Iluminación............................................ 15 4.5.2.1 Luces clonadas.................................................................................... 15

4.3

4.4

4.5

4.6

4.7

4.5.2.2 Luces vinculadas a un objeto .................................................................. 15 4.5.2.3 La generación de sombras ...................................................................... 15 Edición, gestión y asignación de materiales ............................................................ 16 4.6.1 Conceptos relacionados con el aspecto de los materiales ................................. 16 4.6.2 Definición y almacenamiento materiales .................................................... 17 4.6.2.1 Funcionamiento del sistema de lectura de la biblioteca de materiales ................. 18 4.6.2.2 Pasos a seguir para definir o modificar un material y evaluarlo .......................... 18 4.6.2.3 Parámetros que definen un material ......................................................... 20 4.6.2.4 Algunos aspectos decisivos en el aspecto de las texturas.................................. 26 4.6.3 Utilización de texturas georreferenciadas ................................................... 27 4.6.3.1 Carga dinámica de texturas georreferenciadas ............................................. 28 4.6.3.2 Grado de detalle de las texturas georreferenciadas ....................................... 29 Configuración de la librería LIBSOL ...................................................................... 30 4.7.1 El sistema de almacenamiento en subcarpetas ............................................. 30 4.7.2 Los ficheros material.xml, objetos.xml y billboards.xml .................................. 30 4.7.3 Alimentación de la librería de objetos 3D ................................................... 31 4.7.4 Actualizaciones .................................................................................. 31

5

R ENDER , ANIMACIONES Y SECUENCIAS DE VÍDEO

5.1

La presentación de imágenes y secuencias de video .................................................. 1 5.1.1 Elementos a tener en cuenta en el momento de generar resultados .................... 2 5.1.2 Metodología de trabajo, consejos y estrategias............................................. 3 Render, obtener una fotografía del escenario ......................................................... 5 5.2.1 Opciones del sistema de render y video...................................................... 6 5.2.1.1 La generación de vídeo ......................................................................... 8 5.2.1.2 Codecs de vídeo utilizables por ISTRAM®/ISPOL® .......................................... 9 5.2.1.3 Postproducción videográfica ................................................................... 9 Definición de animaciones ................................................................................ 10 5.3.1 Menú de animación.............................................................................. 11 5.3.2 Definición de la secuencia temporal, navegador de video ................................ 11 5.3.3 Definición de líneas guía de movimiento ..................................................... 12 5.3.3.1 Añadir líneas guía al escenario ................................................................ 12 5.3.3.2 Tipos de suavizado aplicables a las líneas guía.............................................. 13 5.3.4 El guión de la animación: crear papeles, asignar actores y líneas guía .................. 14 5.3.4.1 Intervalos de desplazamiento .................................................................. 15 5.3.4.2 Intervalos de rotación .......................................................................... 18 5.3.4.3 Intervalos de aparición ......................................................................... 19 5.3.4.4 Ventana de gestión de la animación .......................................................... 21

5.2

5.3

ISTRAM ISPOL v10.13 VIRTUAL 3D

1

ISPOL VIRTUAL 3D, presentación y conceptos básicos

La necesidad de presentar ‘fotografías’ y secuencias de video de

escenas virtuales de un proyecto de ingeniería o de un entorno cartográfico es hoy en día una necesidad básica en el ámbito de la ingenieria de proyectos. La forma habitual de realizar este tipo de trabajos obliga a utilizar programas de modelado 3D de terceros, muy poco preparados para trabajar con geometría topográfica o cualquier tipo de proyecto de obra lineal. La alimentación de los mismos se realiza mediante procesos pesados de importación de geometría 3D, quedando ésta desconectada del entorno donde fue creada. ISTRAM ISPOL VIRTUAL 3D ha sido desarrollado para poder realizar todo este trabajo sin necesidad de realizar procesos de exportación, y lo más importante de todo, toda la información reside en el mismo sistema, permitiendo cómodas actualizaciones que son llevadas a cabo en pocos segundos. En este capítulo se realiza una descripción general de la aplicación y de su alcance, permitiendo así conocer la estructura y funciones del programa. También se describe el contenido del manual, que ha sido diseñado para permitir una asimilación progresiva.

Contenido del la unidad

INDICE

>

Funcionamiento general de la aplicación

>

Requisitos y módulos necesarios

>

Características de ISTRAM ISPOL VIRTUAL 3D

>

Interfaz de la aplicación, introducción

>

Metodología de trabajo y fundamentos generales

ISTRAM ISPOL v10.13 | VIRTUAL 3D | ISPOL VIRTUAL 3D, presentación y c onceptos básicos

01

02

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1.1

1.2 1.3

1.4

1.5

ISTRAM ® /ISPOL ® VIRTUAL 3D ® . Introducci ón .............................................................................................. 2 1.1.1 La necesidad de generar resultados 3D para proyectos de ingeniería ...................................................... 3 1.1.2 ISPOL VIRTU AL 3D como entorno de visualizac ión y si mulación .............................................................. 4 Contenido del manual de usuario y del material disponible ........................................................................... 5 Requisitos, módulos y librerías indispensab les........................................................................................... 6 1.3.1 Módulos y software ne cesarios para u tilizar la aplic ación .................................................................... 6 1.3.2 Requisitos computaci onales mí nimos y dese ables .............................................................................. 6 1.3.3 Librerías necesari as para ISPOL V IRTUAL 3D .................................................................................... 7 1.3.4 La librer ía LIB SOL de ISPOL VIRTUAL 3D ......................................................................................... 7 Caracterís ticas de I STRAM ISPOL VIRTUAL 3D ............................................................................................ 8 1.4.1 Listado de funciones soportadas de ISTRAM ISPOL VIRTUAL 3D .............................................................. 9 1.4.2 Comunicaci ón entr e ent orno 2D y 3D ........................................................................................... 11 Descripción del ent orno y sistema de tra bajo........................................................................................... 12 1.5.1 Metodología de trabaj o, cuesti ones gener ales ................................................................................ 13 1.5.2 Cómo se al macena l a inform ación de un proye cto de realidad virtual ..................................................... 13

ISTRAM ISPOL v10.13 | VIRTUAL 3D | CAP 1


1 14

1.1

ISTRAM ®/ISPOL ® VIRTUAL 3D ®. Introducción

La presentación de un terreno, un proyecto de obra lineal o cualquier tipo de infraestructura civil que modifique el paisaje es mucho más comprensible si se puede contemplar en tres dimensiones, tal y como se vería a ‘vista de pájaro’.

El módulo ISTRAM ISPOL VIRTUAL 3D es el responsable de permitir la representación virtual de cualquier geometría generada en cualquiera de sus módulos. De manera particular, las funcionalidades más potentes están hechas para trabajar con proyectos de obra lineal (carreteras, autovías, ferrocarriles, y tuberías). En este aspecto, se han desarrollado funciones que automatizan la generación de geometría 3D, ofreciendo al usuario, casi al instante, un escenario con su proyecto ya preparado para obtener resultados.

En este punto, la novedad más importante que aporta el programa, es la posibilidad de actualizar continuamente el escenario con nuevos cálculos, ofreciendo así al usuario la posibilidad de valorar en 3D el diseño efectuado. Un entorno de trabajo sencillo, potente e intuitivo

La aplicación ha sido diseñada buscando la máxima sencillez e intuitividad del entorno de trabajo, donde todo está ‘a mano’, siendo fácilmente identificable y manipulable. De hecho, con el objetivo siempre en mente de reproducir

obras de ingeniería, se ha dotado al programa de instrumentos similares a los que se ofrecen en aplicaciones como 3DStudio, Maya, Blender 3D o similares.

El sistema propuesto por ISPOL VIRTUAL 3D representa una novedad con respecto a otros programas de modelado ya que estos siempre necesitan importar la información a su entorno, perdiendo así la conexión con los datos de definición, cosa que con nuestra aplicación no sucede. El usuario puede calcular una carretera, visualizar su aspecto en el entorno 3D, modificar el radio de un curva comprometida e inmediatamente ver el resultado. Una vez organizado el escenario, el usuario posiciona una cámara con la que tomar una instantánea del mundo virtual representado. También es posible realizar animaciones y por último generar una secuencia de vídeo que reproduciría diferentes escenas en las que participan los posibles actores (vehículos, maquinaria, etc.) desempeñando diferentes ‘papeles’.

La posibilidad de trabajar con dos pantallas, dedicando la primera a tareas de definición y la segunda como visor del escenario, permite beneficiarse de un espacio de trabajo extenso y cómodo. También es especialmente destacable la opción ‘estéreo’ que

permite visualizar los anaglifos con las típicas gafas 3D, proporcionando una profundidad espacial de valiosa ayuda y espectacularidad.

2 14



1.1.1

La necesidad de generar resultados 3D para proyectos de ingeniería

Desde hace ya muchos años existe la demanda de crear visualizaciones virtuales de proyectos de ingeniería. Instantáneas 3D y secuencias de vídeo demostrativas son preparadas para formar parte de las memorias técnicas, formar parte de publicaciones técnicas y aparecer en prensa y televisión.

Otro destino común es que presentar resultados al cliente que ha contratado el proyecto. La administración valora últimamente en gran medida la posibilidad de recibir material 3D, con el fin de valorar de mejor forma una alternativa de trazado, una planificación constructiva o entender una propuesta técnica. Por otro lado la posibilidad de presentar este tipo de material al cliente representa una ventaja competitiva con respecto a empresas competidoras. Aumentan las posibilidades de ganar una adjudicación y mejora la comunicación con el cliente, con el que se establece un medio de comunicación idóneo, aumentando la comprensión del proyecto, tanto en su fase de diseño como a la hora de presentar resultados. Tipo de resultados que pueden ser generados con ISTRAM ISPOL 3D

Cada anejo o informe técnico de un proyecto de ingeniería cuenta con colección de planos de todo tipo que en ocasiones no muestran de forma directa el mensaje para el que han sido concebidos. La posibilidad de usar nuestra aplicación para otorgar una tercera dimensión a toda esa información abre todo un mundo de posibilidades. La utilización de vehículos, mobiliario urbano, sistemas de iluminación, señales de tráfico marcas viales, vegetación, etc. añaden el grado de vistosidad exigido en este tipo de proyectos. La librería entregada con la aplicación ofrece todo tipo de elementos 3D para decorar el escenario, evitando que el usuario tenga que localizar e importar objetos escritos en otras aplicaciones (aunque es posible importar elementos). En una evaluación de impacto ambiental, la valoración de la integración del proyecto en el paisaje mediante vistas tridimensionales no tiene equivalente en el mundo 2D. Incluso con las técnicas GIS actuales, que permiten generar completos mapas informativos, es difícil explicar algunos conceptos que solo son comprensibles en 3D. Más o menos podemos decir algo parecido cuando se trata de valorar un alternativa de trazado o incluso de detectar una situación hidrológica de riesgo que en 2D queda enmascarada.



3 14

1.1.2

ISPOL VIRTUAL 3D como entorno de visualización y simulación

La aplicación no genera, en principio, nueva geometría, no calcula nuevos elementos en función de una serie de instrucciones y parámetros con propósitos constructivos. Para esa misión ya están los otros módulos de ISTRAM®/ISPOL®. Dicho de otra forma, esta aplicación es un entorno de realidad virtual 3D en el que se representa cualquier elemento de ISTRAM®/ISPOL®. A diferencia del modo de visualización en el entorno de cartografía digital, aquí se aplican texturas, sombras, luces y elementos de simulación. La visualización de este entorno puede ser realizada desde una posición fija o en movimiento, combinándose con la posibilidad de que los integrantes del escenario (actores) puedan ser estáticos o móviles. En resumen, podemos sacar una fotografía o realizar una secuencia cinematográfica.

Algunos elementos tienen una representación inmediata, otros sin embargo tienen que conocer si van a ser representados en el escenario 3D y de qué manera. Virtual 3D resuelve este problema mediante un sencillo sistema de configuración que permite definir los conceptos ‘qué ‘y ’cómo’ asociados a esta situación. El funcionamiento del motor 3D

Para poder representar un mundo virtual es necesario procesar las entidades de ISTRAM ®/ISPOL®, generar los objetos tridimensionales, aplicarles texturas, iluminación y estudiar las sombras que arrojan sobre otros elementos del escenario. Todo este proceso debe ser realizado en un tiempo razonable, de lo contrario no puede ser usado con fines dinámicos. Nuestra aplicación genera en unos pocos segundos (dependiendo de la potencia de su ordenador) la geometría 3D basada en triángulos 3D con los que formar las diferentes superficies a representar, ya sea esta una carretera, un terreno o un automóvil. Evidentemente una escena compleja compuesta por un proyecto formado por varios ejes, una extensión de terreno procesada de varios kilómetros y todo tipo de v ehículos, señales de trafico y marcas viales es ‘pesada’ de mover incluso en un equipo de gama alta. Este problema también es padecido por otras aplicaciones 3D y se soluciona sólo y únicamente a base de recursos hardware. Un espacio de simulación

Además de disponer de un mundo 3D en el que se puede posicionar la cámara y buscar con el ratón la mejor ‘fotografía’, El escenario puede contar con elementos que cambian de aspecto o posición espacial durante el tiempo. En cualquier momento de la escala tem poral aplicada podemos generar una ‘instantánea’ de la simulación así como generar un vídeo. El concepto simulación no tiene porque estar vinculado exclusivamente con la generación de vídeo, sino que puede servir simplemente para enriquecer el mundo virtual. Si nuestros objetos están en movimiento, al posicionarnos en un cuadro clave nos encontramos con una ‘instantánea’ de un mundo dinámico cuya definición

a sido generada después de aplicar movimientos, rotaciones, transparencias, etc.

4 14



1.2

Contenido del manual de usuario y del material disponible

El manual se ha estructurado de forma que permita una asimilación progresiva de conceptos y herramientas. Tras la lectura del presente capítulo introductoria, entramos en una segunda unidad en la que se describen a fondo el ‘entorno y manejo básico de la aplicación‘.

En el tercer capítulo nos ocupamos de lleno de explicar los métodos disponibles para ‘cargar’ cartografía, modelos digitales del terreno y proyectos de obra lineal . En este momento, el usuario ya conoce el entorno de trabajo y puede explorar y crear los elementos adicionales que considere necesarios para enriquecer la presentación o vídeo que quiere obtener. La modelización avanzada y la utilización de herramientas especiales es objeto del cuarto capítulo, en el que se describen a fondo funciones y utilidades pensadas para modificar, analizar o transformar elementos 3D. La utilización de objetos complejos (con la posibilidad de añadir animaciones) , fuentes de iluminación, generación de sombras, definición y aplicación de materiales, etc. componen este capítulo. Con ayuda de estas herramientas, el usuario podrá efectuar todo tipo de operaciones 3D con las que enriquecer el escenario. Tras dominar la creación de escenarios que representen de la mejor forma un proyecto de ingeniera, es necesario poder obtener imágenes y secuencias de video . En el quinto capítulo, se describen a fondo las técnicas a emplear para crear animaciones con elementos en movimiento y que cambian sus propiedades, permitiendo que la presentación de resultados sea verdaderamente impactante. Material facilitado

La librería grafica ispol\lib de entidades lineales, símbolos, células y textos está preparada para resolver con éxito el reto de enlazar el mundo 2D y 3D- En concreto se proporcionan elementos que permiten representar entidades genéricas de una cartografía, la señalización horizontal y vertical según lo especificado en las normativas 8.1 IC y 8.2 IC. Los recursos destinados a tareas de representación 3D están almacenados en la librería LIBSOL, entregada de forma habitual en el CD de instalación. Esta librería cuenta con texturas de calidad para ser aplicadas a la mayoría de los objetos que normalmente formarán parte de un escenario que reproduzca una obra de ingenieria integrada en el paisaje. Su descarga a través de nuestra página web no está disponible, debido a su gran tamaño, debiendo solicitar una cuenta de acceso a nuestro servidor FTP de duración limitada. Es recomendable que esté al tanto de las novedades desarrolladas e incorporadas al programa, así como de recursos adicionales que pongamos a su disposición a través de nuestra página web. Recuerde que es necesario actualizarse para beneficiarse de las mejoras introducidas tanto en la aplicación como en la librería que le acompaña. Tenga en cuenta que nuestro departamento de soporte y asistencia técnica está a su disposición para solventar todas las dudas que puedan aparecer y que no estén contempladas en este manual. También le recordamos que existen cursos presenciales que permiten reducir la curva de aprendizaje.



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1.3

Requisitos, módulos y librerías indispensables

En esta sección se describen los elementos necesarios para que la aplicación funcione correctamente y en condiciones óptimas de rendimiento y calidad de resultados. Es muy importante indicar que ISTRAM ISPOL VIRTUAL 3D no es una aplicación independiente y necesita, como cualquier otro programa CAD-3D, de un entorno responsable de la creación de entidades geométricas. Para nosotros este entorno es el módulo de cartografía digital, con el que podemos cargar cartografía, importar archivos de otras aplicaciones, generar modelos digitales del terreno, etc. Por un lado es necesario un ordenador con medias-altas prestaciones medias. Los mejores rendimientos se consiguen con mayores capacidades de memoria RAM y con una tarjeta gráfica potente.

1.3.1

Módulos y software necesarios para utilizar la aplicación

ISPOL VIRTUAL 3D es un entorno de trabajo que se conecta con el resto de los módulos del programa de manera transparente y, como veremos a continuación, esta situación es determinante para entender las necesidades del programa. La aplicación se ha desarrollado para ser un módulo opcional del programa, sin embargo no puede funcionar sin el módulo de cartografía digital, ya que éste es el motor gráfico sin el que la mayoría de las operaciones no serían posibles. Este es el caso de la generación de modelos digitales del terreno o la inserción de símbolos y células que posteriormente pueden ser visualizados en 3D. ISPOL VIRTUAL 3D no depende de la tecnología DirectX de Microsoft, así que no debe de preocuparse por tener actualizado este sistema.

1.3.2

Requisitos computacionales mínimos y deseables

En el proceso de visualización virtual intervienen diversos algoritmos que generan miles de triángulos 3D a los que se aplican texturas, brillos, que se estudian en relación con el entorno para determinar que sombras producen sobre otros elementos, etc. Como es lógico, toda esta información consume recursos a nivel de memoria Algunas tareas, como la generación de secuencias de video, la aplicación de modificadores o la simulación de procesos dinámicos, consumen una gran cantidad de recursos computacionales que al final son traducidos en unidades de tiempo necesarias para realizarlos. Para poder trabajar con comodidad recomendamos, al menos, equipos con 2 GB de RAM, una tarjeta gráfica con un mínimo de 256 Mb, con tecnología 3D y disponibilidad para aceleración hardware (si la tarjeta no está preparada, ésta emite un mensaje de aviso y nuestra aplicación no puede continuar) Recomendamos resoluciones de 1280 x 1024 o 1366 x 768 (en el caso de pantallas panorámicas). Relación directa entre el grado de detalle alcanzado y el consumo de recursos

En los capítulos dedicados a la creación de objetos, importación de material 3D y aplicación de texturas se describen algunos trucos y consejos cuyo objetivo es dotar de rapidez y versatilidad a la aplicación, evitando al usuario la pérdida de tiempo. Se recomienda usar las estrategias de trabajo propuestas y descritas en este manual. Existen varios parámetros de configuración que son decisivos a la hora de trabajar, la calidad de las imágenes 3D utilizadas y las texturas definidas para los materiales consumen muchos más recursos que la geometría vectorial que define cada elemento. No dude en ponerse en contacto con nuestro departamento de desarrollo a la hora de realizar una consulta sobre algún equipo o dispositivo multimedia particular.

6 14



1.3.3

Librerías necesarias para ISPOL VIRTUAL 3D

La aplicación se ha diseñado para que pueda funcionar en condiciones extremas en cuanto a la falta de recursos. Como es lógico, los resultados serán pobres y el usuario no podrá beneficiarse de multitud de ayudas que vienen definidas en varios ficheros de configuración. Librería gráfica general

En este ubicación se encuentran definidas todas las entidades geométricas usadas por ISTRAM®/ISPOL®, líneas, símbolos células y estilos de texto. La última versión de la librería del programa incluye señales de tráfico, marcas viales, símbolos y células de enumeración e indicación. En la ilustración adjunta vemos un ejemplo con barrera, marcas viales horizontales y la señal vertical que han sido generadas de forma automática. Como veremos en el capítulo 3, es necesario definir el aspecto 3D que van a tener algunas de estas entidades en nuestro escenario virtual. Esta definición se realiza una única vez y queda almacenada en un fichero ( ispol3Dbb.cfg) ubicado en la librería gráfica.

Configuración del extractor de geometrías de obra lineal, el fichero ispol3dOLC.cfg

La definición del modo en que se representa cada elemento de un proyecto de obra lineal está basada en un fichero en el que se especifican las superficies y códigos que forman cada elemento. Como es lógico, si no disponemos de este fichero ispol3dOLC.cfg, el acceso al entorno virtual desde el área de proyectos de obra lineal no será posible.

1.3.4

La librería LIBSOL de ISPOL VIRTUAL 3D

La librería de objetos, materiales, entornos, etc. almacenada en la carpeta \ISPOL\LIBSOL es exclusiva de este módulo y no es necesaria para el resto de los módulos de ISTRAM ®/ISPOL®. Su tamaño es importante y por ello va comprimida en formato .rar. ISPOL VIRTUAL 3D puede trabajar sin esta librería, ocurriendo como es lógico que visualizara multitud de mensajes informándole de que no han sido localizados determinados materiales y algún objeto más. Podrá trabajar con el programa pero sólo podrá utilizar en principio el modo sólido de visualización. Esta opción, aunque posible, no es recomendable ya que a la larga genera problemas. A la hora de instalarla en su equipo debe de ser ubicada y descomprimida en la misma carpeta donde se encuentre localizado el programa, habitualmente \ISPOL\LIBSOL, aunque puede declarar otra ubicación usando la configuración de librerías. La librería va provista de objetos 3D, materiales con texturas definidas mediante imágenes digitales, fondos para presentaciones, mundos básicos decorativos, etc. En los siguientes capítulos, en el que explicamos el entorno de trabajo y el manejo de la aplicación, se describen las funciones y cuadros de diálogo que hacen uso de la información almacenada en la librería LIBSOL. De todas formas, si faltase algún elemento, el programa le informaría con un mensaje de aviso.



7 14

1.4

Características de ISTRAM ISPOL VIRTUAL 3D

El escenario virtual en tres dimensiones es el entorno de trabajo que permite representar geometrías 3D, explorarlas con cómodos movimientos de ratón, crear nuevos elementos y modificar sus características. Como en cualquier programa de su clase, se ofrecen medios para crear luces y cámaras, aplicar materiales que poseen texturas procedentes de imágenes digitales, definir animaciones basadas en movimientos, rotaciones, cambios de color y transparencia y unas cuantas opciones más. La siguiente ilustración explica el modelo de trabajo a seguir. Con la cartografía definimos un modelo digital triangulado, que será usado para calcular los ejes de un proyecto de obra lineal. Los símbolos y células, así como las marcas viales definidas, son representados en el escenario virtual con un aspecto 3D generado de forma automática. La inserción de vehículos, sistemas de iluminación, mobiliario urbano y todo tipo de accesorios indicativos, es realizada con la intención de ‘decorar’ el proyecto y otorgarle la veracidad perseguida.

Completando el sistema, se ofrece la posibilidad de obtener `instantáneas’ o fotografías del escenario, así como

realizar secuencias de video que pueden ser almacenadas en formatos

.avi.

El entorno de visualización puede ser definido en función del modo en que se representan las entidades (alámbrico, sólido, alámbrico-sólido, texturado y alámbrico-texturado), el tipo de vista (xy, xz, yz y libre) y el sistema de representación: isométrico o en perspectiva. De esta manera se abre todo un mundo de posibilidades de representación no disponibles en el entorno 2D. Funcionalidades 3D similares al resto de aplicaciones del mercado

En muchos sentidos, nuestra aplicación no tiene nada que envidiar a programas de modelado 3D específicos, sin embargo y como es lógico no encontrará herramientas de texturación, iluminación y animación avanzadas, cuyo destino es crear películas de muy alta calidad. Sin embargo comprobará que el manejo de las entidades vectoriales es tremendamente más rápido con nuestra aplicación. Este módulo combina la flexibilidad y sencillez de uso característica del entorno ISTRAM ® con la potencia y prestaciones de los más avanzados generadores de imágenes 3D disponibles en el mercado, siempre orientado al entorno que nos ocupa: representar cartografía y proyectos de ingeniería.

8 14



1.4.1 

Listado de funciones soportadas de ISTRAM ISPOL VIRTUAL 3D Espacio de trabajo: o o o o o o o



Sistema de almacenamiento: o o o



o o o

Árbol jerárquico con capacidades de creación, eliminación, traslado y exploración de nodos. Agrupación general según geometría, proyectos de obra lineal, cámaras, luces, entornos y animaciones. Activación de la visualización y bloqueo de elementos. Menú contextual adaptado al tipo de entidad.

Opciones de construcción y vinculación entre objetos: o o o



Cartografía vectorial representada en modo alámbrico. Modelos digitales del terreno almacenados en formato TTP. Sólidos básicos: cajas, cilindros, conos, esferas, etc. Sólidos compuestos: objetos de extrusión, superficies de revolución. Sólidos prealmacenados: cualquier tipo de objeto almacenado como mallas trianguladas. Generación de objetos paramétricos lineales (señalización horizontal, barreras, etc.). Utilización de billboards para representar símbolos en posición horizontal y vertical con autoorientación.

Organizador del escenario: o



Almacenamiento del escenario completo en un único archivo Funciones para salvar y cargar objetos 3D, entornos, sistemas de render, cámaras, luces y animaciones. Carga de elementos prealmacenados en modo vínculo

Objetos tridimensionales soportados: o o o o o o o



Entorno de visualización divisible en hasta cuatro pantallas configurables. Soporte para dos monitores, visualizando dos espacios de trabajo independientes. Soporte de vista en perspectiva y en plano isométrico Visualización en modo alámbrico, sólido, alámbrico – sólido, texturado y alámbrico – texturado. Posicionamiento interactivo del observador en la escena Visión estereoscópica con gafas de cristales rojo y azul. Control de cámara con movimientos de ratón, zoom y cambio de referencia instantáneo.

Soporte para ‘copiar-pegar’ objetos entre organizadores y objetos

Aplicación de jerarquías entre objetos con herencia de propiedades espaciales estáticas y animadas. Clonado de objetos (todos los elementos clonados se comportan exactamente igual que el origen)

Sistema de representación gráfico y aplicación de materiales: o o o o o

Soporte para aplicación de color sólido o texturación basada en imágenes digitales. Calculo automático de las coordenadas de textura basado en repeticiones numéricas o métricas. Utilización transparente de ortofotos georreferenciadas en modelos digitales del terreno. Aplicación de transparencia y brillo, control sobre mezcla de texturas. Definición de entornos visuales con imágenes de fondo y niebla.



9 14





Herramientas de modificación: o o

Modificación de geometría 3D de cualquier elemento del escenario. Desplazamiento en modo libre XYZ o en combinaciones X,Y,Z de planos limitadores de movimiento.

o o o

Contempla enganche o ‘snap’ 3D basado en triángulos, aristas o vértices.

Sistema de iluminación y sombreado: o o o o



Generación de render en formato jpg, tiff y bmp. Control sobre el tamaño de la imagen generada. Definición de filtros de optimización. Generación de secuencias de vídeo en formato .avi.

Herramientas de importación: o



Control sobre la intensidad y color de las fuentes de iluminación. Soporte de iluminación global y de tipo foco. Control sobre atenuación y difusión. Control de iluminación solar con posicionamiento exacto según día y hora. Cálculo en tiempo real de proyección de sombras entre objetos.

Generación de render y secuencias de vídeo: o o o o



Situar objetos en cualquier punto de la superficie de otro (enganche a superficie de objeto). Utilización de ‘snaps’ a objeto en modo estático y en modo simulación.

Importación de objetos 3D almacenados en formato dwg (mallas policaras, sólidos 3D y 3Dcaras).

Definición de animaciones: o o o o o o o

Sistema avanzado basado en definición de papeles y actores. Definición del espacio temporal en unidades de tiempo y frames por segundo. Simulación de movimiento basad en creación de guías ajustadas a la escala temporal. Vinculación automática de objetos. Calculo automático de tiempos basados en distancia – velocidad en km/h. Soporte de rotación, cambio de color y transparencia. Navegación sobre la escena definida, posicionamiento en cuadros clave.

El módulo ISTRAM ISPOL VIRTUAL 3D incorpora de manera continua nuevas funciones y utilidades, quedando convenientemente actualizadas en este manual de usuario. Recomendamos que revise a menudo las novedades programadas, consultables en la página web (en el apartado ‘ soporte, descargas y formación> ‘novedades’) y también en el fichero ‘novedades Istram Ispol.txt’ que queda almacenado en su equipo siempre que actualiza la versión ( este fichero se almacena en la carpeta \ispol\lib)

10 14



1.4.2

Comunicación entre entorno 2D y 3D

Como también se indicó en la introducción, existen mecanismos que automatizan el enlace entre los dos entornos de trabajo, el espacio 2D del contexto de cartografía digital y el 3D del escenario fotorrealista. Algo parecido ocurre con los proyectos de obra lineal diseñados con ISTRAM ®/ISPOL®. A continuación describimos de forma muy breve los métodos usados por el programa a la hora de preparar el escenario 3D, remitiendo al usuario al capítulo 3, dedicado completamente a la representación de cartografía y proyectos ISTRAM ISPOL. Representación de cartografía y modelos digitales del terreno

Básicamente ISTRAM ISPOL VIRTUAL 3D representa la cartografía de forma alámbrica en tanto que es capaz de crear un terreno 3D con la información almacenada en un modelo digital triangulado (archivos .TTP). Estas tareas son realizadas de forma automática e inmediata, ofreciéndose un escenario básico. Por otra parte existen varios elementos que pueden y deben tener modos de visualización diferentes. Por ejemplo una señal de trafico es situada en un plano XY (pegada sobre el suelo), sin embargo esta misma señal en el entorno 3D estaría de pie y tendrá un poste. Este tipo de visualización debe de ser definida en el fichero ispol3dBB.cfg . Los entornos se comunican continuamente y todo elemento creado en el entorno cartográfico es actualizado de inmediato en el mundo virtual y viceversa, permitiendo mantener la información al almacenar el fichero EDM/EBD.

Representación de proyectos de obra lineal

Para poder representar una carretera, autovía, ferrocarril o tuberías, es necesaria la intervención de un ‘interprete’ que, con los datos almacenados en el fichero ispol3dOLC.cfg, construya las diferentes superficies 3D. De esta forma la calzada, arcenes, mediana y taludes calculados y almacenados en perfiles transversales, son transformados en superficies continuas basadas en triángulos 3D. Cada una de estas superficies es ‘pintada’ de forma automática

usando materiales predefinidos (en el fichero

ispol3dOLC.cfg).

El modelo digital de terreno usado como ‘base’ del proyecto es convenientemente ‘agujereado’ para permitir la correcta intersección y visualización del proyecto. De otra manera, los desmontes no podrían ser visualizados ya que quedarían ’tapados’ por el terreno.

La generación automática de marcas viales (si están definidas en cada eje), evitando que el usuario tenga que calcularlas previamente, permite ‘decorar’ el proyecto de forma inmediata. Es el usuario el que definen el alcance de esta decoración, que en todo caso es ‘heredable’ por cualquier eje del proyecto . A la hora de enriquecer el escenario con elementos de señalización horizontal y vertical, podemos hacer uso de la librería grafica, insertar las líneas y símbolos necesarios en el entorno de cartografía digital. A continuación el motor 3D interpreta las órdenes de construcción definidas en el fichero ispol3dBB.cfg y genera los objetos tridimensionales asociados a cada símbolo o célula.



11 14

1.5

Descripción del entorno y sistema de trabajo

En el capítulo 2 se desarrolla este epígrafe en profundidad, resumiendo aquí algunas de sus funcionalidades a modo de introducción. El escenario es el modelo de trabajo donde se desarrolla el proyecto de representación virtual. Está basado en un interfaz de usuario específicamente diseñado para trabajar en un mundo 3D. Ofrece tres áreas de trabajo bien diferenciadas   

Árbol que organiza jerárquicamente toda la información manejada por el escenario. Espacio de trabajo donde interactuamos con el mundo 3D. Area de trabajo para definir y modificar todos y cada uno de los elementos y propiedades.

El organizador de elementos

Este árbol jerarquizado es una de las principales novedades aportadas por el programa. Su sencillez e intuitividad permiten al usuario manejar la información del proyecto fotorrealista de forma fácil. Todo está a la vista, el sistema de nodos y organizadores permite visualizar ramas de información abiertas y otras cerradas. Se trata de un sistema de ‘capas’ al que se ha añadido la funcionalidad propia de un sistema de carpetas.

El espacio 3D

Esta ventana gráfica muestra el espacio tridimensional tal y como se vería desde una cámara. Los objetos, cuyo modo de visualización puede ser configurado entre alámbrico, sólido o texturado, se disponen en el espacio reaccionando a las fuentes de luz. El ratón es el principal instrumento de trabajo, utilizando de forma combinada botones y movimientos podemos explorar rápidamente el escenario ‘moviendo’ la cámara y su referencia, aumentando o disminuyendo su nivel de ‘zoom’, tal y como haríamos en la realidad.

Area de despliegue de menús y funciones

La utilización de las funciones del programa, ya sea para crear, modificar o definir los elementos y sus propiedades se facilita a través de cuadros de dialogo dispuestos en un espacio vertical que puede ser deslizado hacia arriba y hacia abajo, permitiendo una claridad y un estilo de interfaz.

12 14



1.5.1

Metodología de trabajo, cuestiones generales

La pregunta que nos hacemos ahora es la siguiente: qué necesitamos para conseguir una buena imagen o vídeo de nuestro proyecto de ingenieria. La respuesta es muy sencilla, es algo que ya tiene: cartografía, un modelo digital del terreno y la ortofoto correspondiente. El trabajo asociado a la realización de un proyecto con ISPOL VIRTUAL 3D depende del grado de veracidad que queremos otorgar a nuestra presentación. Un mundo virtual no decorado puede ser utilizado para generar una simple ilustración técnica. La posibilidad de utilizar ventanas isométricas de visualización permite al usuario trabajar en 3D y obtener resultados en 2D. Además, podemos generar instantáneas o imágenes georreferenciadas de una vista XY isométrica e incluirla como imagen de fondo de un plano. Sin embargo, si pretendemos convencer al cliente de las bondades de una modificación de trazado o de la idoneidad de una solución propuesta, la escena virtual debe de estar enriquecida de la mejor forma posible. Para ello, la biblioteca LIBSOL facilitada proporciona un buen número de elementos preparados ya para ofrecer productividad al usuario.

1.5.2

Cómo se almacena la información de un proyecto de realidad virtual

Es muy importante dejar claro desde el principio los ficheros que son utilizados, evitando errores a la hora de hacer una copia de seguridad, transportar un proyecto de un ordenador a otro o trabajar en equipo. La mayor parte de los elementos presentes en un escenario residen en los ficheros EDM/EDB de cartografía digital. Todas las polilíneas son visualizadas en modo alámbrico de inmediato. Los símbolos, células y rótulos son visualizados siguiendo las especificaciones de configuración, como veremos más adelante. Los modelos digitales del terreno están almacenados, como ya sabemos, en ficheros TTP. Es lógico pensar que determinado tipo de elementos no pueden ser almacenados en un fichero EDM/EDB. Estos objetos son, entre otros, sólidos 3D, cámaras y luces, guiones de animación, materiales, etc. Para ellos está diseñado el fichero de ‘escenario’, de extensión .e3d que se encarga de almacenar todos esos datos. Por ultimo es necesario tener en cuenta las modificaciones que efectuemos en la librería gráfica de usuario, que deberá acompaña en todo momento a nuestro proyecto si queremos que sea representada correctamente. Otro tanto ocurrirá con la librería propia de ISPOL VIRTUAL 3D Así pues tenemos dos almacenes de información : por un lado los utilizados para almacenar el proyecto ISTRAM®/ISPOL® (cartografía, modelo digital del terreno, proyecto de obra lineal, etc.), por otro lado el fichero de escenario y los posibles elementos vinculados en el que se almacenan las geometrías 3D de los elementos participantes. Conclusiones

Con las nociones relatadas en este capítulo tenemos una idea general de la aplicación. Los siguientes 2 capítulos, están estructuradas para mostrar como manejar el entorno de trabajo, para en una segunda etapa enfrentarse al reto de la representación de elementos cartográficos y proyectos de obra lineal. Los capítulos 4 y 5, una vez que hemos dominado el ‘arte’ de definir escenarios, sirven para enfrentarse a

tareas de edición avanzada, definición de materiales, animaciones y secuencias de vídeo.



13 14

14 14



ISTRAM ISPOL v10.13

VIRTUAL 3D

2

Entorno de trabajo y gestión del escenario

El ‘escenario’ de ISTRAM ISPOL VIRTUAL 3D es el espacio de trabajo

donde se define y desarrolla el proyecto de representación virtual.

Esta específicamente diseñado para aumentar la productividad del usuario, ofreciendo una distribución idónea que permite visualizar la escena 3D sin perder de vista la organización de los elementos que forman parte de la misma. Los menús, que permiten establecer la comunicación del usuario con la aplicación, se ofrecen de forma sencilla e inequívoca, usando un panel continuo en el que se agrupan los diferentes cuadros de diálogo. En este capítulo se pretende transmitir el conocimiento del entorno de trabajo y de los instrumentos 3D básicos, sin pretender crear ningún proyecto en particular y como paso previo necesario antes de abordar en profundidad la manera de modelizar cartografía y proyectos de obra lineal.

Contenido de la unidad >

Arranque de la aplicación

>

Organizador jerárquico del escenario

>

Espacio de visualización y trabajo 3D

>

Menú de funciones y herramientas

>

Creación y modificación de elementos

>

Presentación básica de resultados

>

Herramientas y utilidades

INDICE 01 1

2.1

2.2

2.3

2.4

2.5 2.6

2.7

2.8

2.9 2.10

02

ISTRAM ISPOL v10.13 | VIRTUAL 3D | Entorno de trabajo y gestión del escenario 03

04

05

06

07

08

09

10

11

12

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2

ISTRAM ISPO L VIRTU AL 3D. E ntorno, h erramient as y fun ciones ........................................................................ 1 2.1.1 Acceso al modu lo ISTRA M ISPO L VIRTU AL 3D .................................................................................... 2 2.1.2 Funcionami ento bási co del e spacio de trabajo ................................................................................. 3 Organizador jerárquic o del escenari o ..................................................................................................... 4 2.2.1 Selección del nodo ac tual: accione s posible s ................................................................................... 5 2.2.2 Menú contextu al del árbol jerárquic o ............................................................................................ 6 2.2.3 Organización jerárquica de los elementos, vínculos y dependencias ....................................................... 7 2.2.3.1 Elementos compuestos con dependencias jerárquicas ............................................................... 8 2.2.4 Carga y almacenami ento de datos ................................................................................................ 9 2.2.4.1 Almacenam iento de escenarios ......................................................................................... 10 2.2.4.2 Carga si mple y selectiva de escen arios ............................................................................... 11 Espacio de visualiz ación 3D ................................................................................................................ 12 2.3.1 Exploración vi sual del escen ario, manejo del r atón y del tec lado ......................................................... 13 2.3.2 Definición de modos de dibujo: al ámbrico, sóli do y textur ado ............................................................. 14 2.3.3 El menú contextu al del espacio 3D .............................................................................................. 15 Configuraci ón y preferenci as .............................................................................................................. 18 2.4.1 Definición de vent anas múlti ples y modo de vista ............................................................................ 18 2.4.2 Aspectos rel acionados c on la forma y calida d de visua lización ............................................................. 19 Menú de opciones y herramien tas ......................................................................................................... 23 2.5.1 Menú pri ncipal de ISTRAM ISPOL V IRTUAL 3D .................................................................................. 24 Creación de elemento s 3D .................................................................................................................. 25 2.6.1 Propiedades y métodos c omunes de los objetos 3D simples ................................................................. 26 2.6.1.1 Modificar las di mensiones de un objeto, escal a y simetría . ....................................................... 27 2.6.1.2 Control sobre la orientac ión ............................................................................................ 27 2.6.1.3 Posición del plan o base de los elementos ............................................................................. 27 2.6.1.4 Número de divi siones de un obje to, efecto sobre el suaviz ado ................................................... 28 2.6.1.5 Punto de pi vote o re ferencia ........................................................................................... 28 2.6.1.6 Cargar y almacenar elemento s de form a indivi dual ................................................................. 28 2.6.2 Duplicar y clonar objetos ......................................................................................................... 29 2.6.3 Sólidos 3D soportados por ISPOL VIRTUAL 3D .................................................................................. 30 2.6.3.1 Sólidos básicos ............................................................................................................ 30 2.6.3.2 Objetos generados por extrusión ....................................................................................... 32 2.6.3.3 Objetos agrupados ........................................................................................................ 33 2.6.4 Objetos 3D de librería LIBSOL y de usuari o .................................................................................... 34 2.6.5 Imágenes 3D. Billboards ........................................................................................................... 36 Cámaras y luces .............................................................................................................................. 37 2.7.1 Cámaras .............................................................................................................................37 2.7.2 Luces ................................................................................................................................. 38 Edición y m odificaci ón de objetos 3D .................................................................................................... 39 2.8.1 Edición y modificac ión de propiedades básicas ................................................................................ 40 2.8.2 Mover, girar y situ ar objet os con ayuda de l ratón ............................................................................ 41 2.8.3 Edición y borrado de triángulo s .................................................................................................. 42 2.8.4 Elegir y u tilizar u n materi al. Princi pios básicos de los mater iales ......................................................... 43 Herramient as y utilidade s .................................................................................................................. 45 2.9.1 Operaciones con modelos triangul ados ......................................................................................... 45 Definición de ent ornos, re nder y animacione s .......................................................................................... 47

2.11 2.

ISTRAM ISPOL VIRTUAL 3D. Entorno, herramientas y funciones

El objetivo de este capítulo es describir el manejo general de la aplicación, quedando algunas cuestiones avanzadas asignadas a capítulos posteriores, en las que veremos algunas cuestiones específicas relativas a la modelización avanzada, la definición de texturas y la creación de animaciones. En este momento, conocemos algunas características generales del programa y de su funcionamiento, así como del sistema de comunicación que establece para generar escenarios con cartografía y proyectos de obra lineal. Ahora nos ocupamos de forma directa en describir los instrumentos básicos ofrecidos al usuario para explorar y modificar el escenario. El objetivo principal de esta unidad es únicamente explicar el entorno de trabajo, no vamos a crear ningún proyecto fotorrealista, aunque como es lógico es necesario que cree algunos elementos con la intención de que pueda asimilar los conceptos que se explican. Veremos la forma de organizar el escenario y de interactuar con él, activando y desactivando nodos, creando ‘carpetas’ organizadoras, moviendo objetos de un contenedor a otro, clonando objetos (entendiendo su significado) significado) y creando jerarquías entre objetos. También aprenderemos a crear objetos sólidos simples, así como aplicarles un material que seleccionaremos usando uno predefinido y almacenado en la librería LIBSOL. Elementos del interfaz de ISTRAM ISPOL VIRTUAL 3D

El entorno de trabajo se divide en tres áreas claramente diferenciadas que van a ser utilizadas para estructurar este capítulo, constituyendo el guión del mismo. Estos tres elementos son: 

Organizador o árbol jerárquico de elementos



Espacio 3D de visualizac visualización ión o simplemente ‘escenario ‘escenario 3D’



Área de menús, funciones y opciones.

Alcance didáctico de este capítulo

En esta unidad explicaremos las funciones de cada una de las herramientas ofrecidas, describiendo en profundidad algunos apartados básicos, en tanto que otros elementos sólo son descritos de forma muy general, con la intención de permitir que el usuario entienda el funcionamiento de la aplicación y así poder acometer con garantías el capítulo 3 dedicado de lleno a la representación de cartografía y proyectos de obra lineal. Los temas avanzados quedan recogidos en el capítulo 4 ‘Modelización avanzada de escenarios 3D’, en donde se tratan en profundidad aspectos complicados relacionados con las fuentes de iluminación, la apertura de las cámaras, la definición de materiales y la creación de animaciones, entre otros.

ISTRAM ISPOL ISPOL v10.13 v10.13 | VIRTUAL 3D | CAP 2


1 48

2.1.1

Acceso al modulo ISTRAM ISPOL VIRTUAL 3D Puede acceder al módulo Virtual 3D directamente directamente desde el menú principal y también desde la pestaña ALZADO, en caso de estar definiendo un proyecto de obra lineal. Por el momento es más recomendable que iniciemos la exploración del entorno desde el menú principal ya que en la segunda opción existen elementos de trabajo que todavía no conocemos y que preferimos explicar en el capítulo 3 de este manual. Asegúrese Asegúrese de haber instalado la última versión de ISTRAM ISPOL y la l a librería LIBSOL. Crear un escenario de trabajo básico para explorar la aplicación

Puede empezar a usar la aplicación con unos pocos datos. De esta manera, además, se puede comprender mejor el funcionamiento general y el sistema de comunicación entre los entornos de trabajo. Así pues, es necesario y recomendable que disponga de los siguientes siguientes elementos:   

Un fichero de cartografía digital sencillo El modelo digital del terreno asociado almacenado en un fichero TTP Aunque no es recomendable en este momento, si quiere, puede utilizar un proyecto de obra lineal (que en todo caso debe ser muy sencillo)

Arranque ISTRAM®/ISPOL®, cargue el fichero de cartografía digital, a continuación inserte varios símbolos 1300 (estos símbolos representan una cota del terreno y son representables en 3D), también puede crear una línea ‘sólida’ (enlazada con un sólido paramétrico) como la L3250, que representa una barrera de seguridad. Por ultimo acceda al menú de topografía y cargue un modelo digital previamente almacenado almacenado como fichero TTP. Al acceder al módulo, observamos un panel inferior que nos informa de los procesos llevados a cabo por la aplicación: configuración del entorno, lectura de datos, creación de geometría 3D, etc. Al terminar este proceso aparece una nueva ventana que aloja el entorno creado. Por defecto, el nodo de cartografía está desactivado ya que en la mayoría de las ocasiones la geometría del entorno 2D puede ‘molestar’ a la visualización del mundo 3D.

En caso de disponer de dos monitores, puede activar el uso de uno de los dos como visor 3D independiente. Para realizar este cometido acceda, antes de usar la aplicación, al sistema de configuración ( Preferencias>Virtual 3D) y realice los cambios oportunos.

2 48



2.1.2

Funcionamiento Funcionamie nto básico del espacio de trabajo

Los tres elementos principales de la aplicación trabajan en ventanas graficas cuyo tamaño puede ser modificado, (al ser dependientes se ajusta el tamaño de cada una de las l as ventanas de forma automática). Al posicionar el ratón sobre cualquiera de los bordes, cambia el aspecto del puntero y podemos cambiar el tamaño horizontal y vertical. La estructura del árbol puede ser minimizada, así como toda la ventana 3D (marcada en rojo), ocupando ¼ de la pantalla, permitiéndonos disponer del espacio de trabajo habitual de ISPOL.

Abandonar momentáneamente o definitivamente el entorno virtual

Aunque no tratemos en este capítulo la forma de cargar y representar elementos elementos cartográficos o de un proyecto de obra lineal, si es interesante conocer el modo en que el módulo VIRTUAL 3D es ‘aparcado’ o abandonado de forma

definitiva.

Es posible minimizar todo el espacio gráfico, realizando así una ‘pausa’ p ara realizar alguna tarea en cualquiera de

los otros módulos de ISTRAM®/ISPOL®. El entorno virtual se comunica de forma automática con el entorno 2D. Cualquier cambio realizado en la cartografía o el modelo digital del terreno es tenido en cuenta cuando re cibe el’ foco’ o se convierte de nuevo en la ventana ‘activa’ de ISTRAM®/ISPOL®. Como veremos en su momento, la modificación de un eje o la incorporación de nuevos elementos procedentes de la cartografía pueden ser actualizados por el usuario usando la opción ofrecida por el menú contextual del escenario. A la hora de abandonar el módulo simplemente deberemos pulsar sobre el botón de cierre ubicado en la esquina superior derecha. En ese momento se nos preguntará, si es necesario, si queremos salvar el escenario. escenario. Es importante tener en cuenta que cuando guardemos el escenario, la aplicación recordará el nombre del mismo hasta que usemos la opción ‘nuevo’ bien desde el menú principal o desde el propio módulo 3D.

Mensajes y ayudas al usuario

La aplicación ha sido diseñada para comunicarse con el usuario a dos niveles: 

Mostrando ‘hints’ (mensajes de ayuda explicativos) que aparecen al detener el ratón sobre iconos, celdas

de datos, botones, etc.



Mostrando mensajes (de advertencia, de progreso, etc.) en la barra de estado inferior. Cuando crea que algo no está funcionando correctamente es posible que se le hay informado de ello con anterioridad.

Veamos a continuación en detalle cada una de las tres partes principales en que se divide la pantalla.



3 48

2.2

Organizador jerárquico del escenario

Este elemento es el responsable de organizar toda la información de forma jerárquica y proporciona un sistema de comunicación automático con los cuadros de diálogo de definición y modificación de objetos. A través de él se realizan diversas opciones de visualización, creación y modificación de elementos. Existen unos nodos o carpetas principales que realizan una clasificación inicial muy valiosa. Cada elemento nuevo es creado dentro de la carpeta seleccionada de forma automática. Dicho de otra manera, una cámara siempre estará en un nodo ‘padre’ llamado ‘cámaras’ y así de la misma forma todos los demás objetos.

La navegación sobre los elementos almacenados se realiza con el ratón, si necesitamos avanzar o retroceder en la estructura usaremos la barra de desplazamiento. Las flechas del teclado, junto con las teclas y también son contempladas a la hora de explorar el organizador. Además de poder ocultar y mostrar cada sección, y expandir o contraer los organizadores, al hacer clic en cualquier elemento, queda seleccionado y es ‘destacado’ con una ‘envolvente’ en el espacio 3 D. El árbol ofrece un menú contextual personalizado en función del nodo seleccionado, permitiendo realizar algunas acciones directas de forma rápida. La funcionalidad con la que ha sido desarrollado intenta ser similar al explorador de archivos de su sistema operativo, así que es muy probable que se sienta familiarizado con su uso. Sistema de almacenamiento

Toda la información existente en el escenario 3D es mantenida, almacenada y ofrecida al usuario a través del organizador. Cuando salvamos el escenario, estamos guardando realmente todo el árbol jerárquico, conservándose los estados de visualización y despliegue (nodos abiertos y/o cerrados) así como los datos de todos los elementos. Sin embargo, y como explicaremos en detalle en el capítulo 3, toda la información obtenida de la cartografía, modelo digital y ejes de un proyecto de obra lineal, NO es almacenada de forma directa por el escenario. En principio solo se guardan estados de visualización y materiales.

Estructura general del árbol organizador

La composición básica del árbol jerárquico de un proyecto de realidad virtual está vertebrada por una estructura básica representada mediante nodos primarios. Un nodo principal ‘Geometría’ se encarga de almacenar todos los elementos

representables en el escenario: 







En el organizador ‘Sólidos 3D’ es donde se almacenan los elementos que creamos desde el entorno virtual. (cajas, cilindros, objetos complejos, etc.). El nodo cartografía representaría las líneas actualmente cargadas en el entorno 2D de ISPOL. Los nodos ‘Paramétricos’ e ‘Imágenes 3D’ almacenan la geometría de sustitución que es posible crear mediante sólidos lineales paramétricos e imágenes 3D (billboards) El modelo digital triangulado se encarga de alojar el modelo TTP cargado en el sistema, representándolo en 3D.

Los demás elementos como cámaras, luces, entornos, sistemas de render y animaciones son almacenados en nodos organizadores independientes.

4 48



2.2.1

Selección del nodo actual: acciones posibles

Cuando seleccionamos un elemento se ofrecen en el panel derecho sus características, pudiendo modificar cualquiera de ellas. La selección de un elemento en el árbol se realiza de forma inmediata cuando éste es seleccionado en la pantalla de visualización y también por ejemplo cuando forma parte de una animación que estemos repasando. Siempre que un elemento es el actual, independientemente del lugar donde ha sido identificado, queda seleccionado en el árbol y en el espacio 3D. El objeto seleccionado es señalado mediante su envolvente o ‘caja’, construida en función de

las coordenadas mínimas y máximas del objeto.

El nombre del elemento o nodo puede ser modificado directamente en el árbol, para ello debemos hacer un segundo clic con el ratón.

Activar y desactivar la visualización de elementos

Junto a cada nodo, existe una casilla de que permite activar o desactivar su visualización. En caso de ser un nodo ‘padre’, se activa o desactiva la visualización de todos los elementos contenidos, desapareciendo de pantalla de forma inmediata. Esta acción puede ser muy útil en aquellos casos en que por el volumen de datos la escena sea ‘pesada’ o simplemente porque no deseemos que determinado grupo de objetos nos ‘molesten’.

Eliminar elementos

Además de las opciones de eliminación de objetos ofrecidas por el menú contextual, el árbol reacciona de forma inmediata cuando pulsamos la tecla eliminando de forma inmediata los objetos señalados. En el caso de que esta acción sea ejecutada en un árbol organizador se pide confirmación al usuario, informándole de que se van a eliminar todos los elementos alojados. En el caso, los nodos primarios se ‘vacían’, pe ro siguen existiendo. Menús contextuales del árbol jerárquico

A cada objeto le corresponden unas opciones de menú contextual particulares, ofrecido al pulsar el botón derecho del ratón. Todas las acciones de edición y organización se llevan a cabo mediante este sistema. A través de este menú se ofrece la posibilidad de crear un nuevo organizador, en él ubicar y organizar los datos, de la misma forma que hacemos con el explorador de archivos de nuestro sistema operativo. Veamos a continuación todas las opciones posibles.



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2.2.2

Menú contextual del árbol jerárquico

Dependiendo del tipo de nodo seleccionado, cuando pulsamos con el botón derecho del ratón se ofrece un menú contextual específico con el que podemos realizar algunas acciones de forma muy cómoda y sencilla. En el caso de objetos sencillos (no organizadores) se muestran en la primera parte del menú contextual las opciones Mirar objeto: Cambia la referencia de la cámara, de forma que el objeto señalado queda posicionado en el centro de la pantalla. Zoom objeto: Igual que en el caso anterior, pero en este caso además la cámara se acerca al objeto quedando éste claramente ‘enfocado’.

Autoenfoque: Si activamos esta opción, cada vez que hacemos clic (con el botón izquierdo) en un ele mento se realiza un ‘zoom objeto’ directo, esta opción es muy útil ya que podemos usar también las flechas del teclado para ir explorando y averiguando que elementos están en cada lugar. Dependiendo del tipo de nodo (simple u organizador), la segunda parte del menú contextual es ligeramente diferente. Menú contextual para objetos sencillos Duplicar : Crea un objeto idéntico al seleccionado pero que se comportará de forma

independiente.

Eliminar : Borrar el elemento. También podemos borrarlo usando la tecla ‘supr’ de

nuestro teclado. En ningún caso se pide confirmación.

Clonar : Crea un objeto idéntico al seleccionado pero replicará siempre las propiedades

de su predecesor. Cortar : El objetivo de esta acción es cambiar el elemento de organizador al usar la opción pegar. Copiar : Similar a la anterior pero cuando se realiza la operación ‘pega’ se crea una copia

del objeto en el organizador seleccionado.

Pegar : El objeto cortado o pegado es ubicado bajo el organizador señalado en el

momento de realizar la acción.

Para luces, cámaras y entornos solo existen las opciones duplicar, eliminar y clonar. Si la opción Pegar es ejecutada desde un objeto (no un organizador) se crean un vinculo de un objeto con otro, que se convierte en su ‘superior’ jerárquico. De esta forma cuando se realicen cambios en el objeto padre (por ejemplo un cambio de posición) los ‘hijos’ heredan los cambios. Este tema se ve en profundidad en el capítulo 4 del manual ‘Modelización avanzada de escenarios 3D’.

Menú contextual para nodos organizadores Nuevo organizador : Crea un nodo para alojar nuevos elementos. Padre activo: Al ejecutar esta acción sobre un nodo, ordenamos al programa que cualquier elemento nuevo creado o importado sea ‘alojado’ dentro de ese nodo,

independientemente de si estamos posicionados en otro. El nombre del organizador activo siempre se visualiza en la parte inferior de la ventana de este menú. Añadir desde archivo: Permite introducir un nuevo elemento que vamos a cargar desde un fichero. En este caso, se inserta en sus coordenadas originales. También podemos cargar objetos almacenados en archivos .3do desde el menú de herramientas Eliminar: borraría el nodo organizador y todo su contenido. Como la acción puede

tener consecuencias peligrosas se avisa al usuario para que confirme esta acción. Los nodos ‘primarios’ son vaciados pero siguen conservándose.

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2.2.3

Organización jerárquica de los elementos, vínculos y dependencias

Como hemos visto existe la posibilidad de mover elementos de un organizador a otro, crear organizadores y establecer vínculos entre elementos. Estas opciones han sido desarrolladas para permitir que la organización de un escenario sea una tarea muy sencilla, a la par que es la responsable de permitir ciertos comportamientos espaciales que son muy cómodos, como veremos en su momento a la hora de crear animaciones. Clonación: copia de objetos con herencia de propiedades

La posibilidad de clonar un elemento permite ahorrar tiempo, al usuario a la hora de diseñar un escenario y al sistema a la hora de calcular posiciones, aplicar texturas o modificar un mismo tipo de objetos. Por ejemplo, las cuatro ruedas de un vehículo son iguales en aspecto, de modo que durante la inserción en un vehículo creamos una sola, clonando las tres restantes. De este modo, si cambiamos el color de la rueda ‘base’ las otras tres

cambiarán su aspecto de inmediato.

La clonación solo funciona a nivel de propiedades físicas, tamaño y material, ya que objetos clonados pueden estar incluidos en curvas de animación diferentes. Dicho de otra forma, los objetos clonados pueden estar en posiciones individuales del espacio. Es conveniente usar esta técnica cuando tengamos varios elementos que vayan a ser iguales, ya que a nivel computacional son tratados de forma muy rápida, ya que sólo reside en memoria un elemento original, en tanto que el resto de los clones apenas ocupa espacio ya que sólo utiliza una referencia. Los objetos clonados son distinguidos inmediatamente en el árbol ya que se les antepone el prefijo ‘ >>’ y conservan el

mismo nombre que el objeto a partir del cual fueron creados. Su icono también es característico.

Dependencia espacial entre objetos

La creación de dependencias entre objetos es muy útil a la hora de diseñar elementos que deban comportarse como una unidad. Así, un automóvil, una casa, etc. pueden ser definidos de forma organizada, permitiendo, por ejemplo, mover todos los elementos de una sola vez. Así, crearíamos un objeto ‘casa’ y dentro de él iríamos ubicando cimientos, pilares, ventanas, etc. de modo que tuvieran una dependencia espacial del objeto ‘casa’. Cada

elemento

‘vinculado’

pierde

sus

coordenadas originales y pasa a tener las coordenadas relativas al ‘padre’ que lo contiene. En el árbol vemos que aparece una relación jerárquica de inclusión de unos objetos dentro de otros. Por ejemplo un elemento de coordenadas [525000,4250700,190] pasaría a tener coordenadas [11,10,-10], (de forma similar al caso que vemos en la ilustración adjunta). En el caso mostrado, al mover la base azul, que

se comporta como ‘padre’, se mueve todo el

conjunto de forma automática.

La dependencia de objetos permite transmitir relaciones espaciales, es decir, cuando movemos un objeto ‘superior’

todos los demás objetos son desplazados, pero manteniendo las posiciones relativas. Así, por ejemplo, las cuatro ruedas de un automóvil siguen vinculadas al chasis

Otro aspecto muy importante es que la posición y rotación de objetos tiene en cuenta la posibilidad de que ‘padres e hijos’ sean incluidos en elementos de animación independientes, heredando los ‘hijos’ traslación y rotación pero con la

opción de tener ellos las suyas propias. La explicación más sencilla de este fenómeno la ofrece el caso de un vehículo que se mueve en el escenario, pudiendo las ruedas girar de forma independiente.



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2.2.3.1

Elementos compuest os con dependen cias jerárqu icas

El necesario y deseable ‘orden’ en la organización de nuestro escenario puede ser logrado, además de con los nodos organizadores, con la posibilidad de utilizar relacione s jerárquicas entre objetos con la intención de crear ‘unidades’

compuestas por varios elementos que dependen de su superior jerárquico.

Esta extraña introducción puede ser explicada con un caso muy sencillo: un automóvil que queremos figure en nuestra escena. Este objeto estará formado por varios componentes: el chasis, las ruedas, etc. Cada uno de ellos puede estar ya presente en el escenario o ir siendo construido (también puede servir el caso de un aerogenerador, un ventilador para un túnel, un puente levadizo, etc.). Creando objetos jerárquicos dependientes

A la hora de crear este tipo de objetos seguiremos los siguientes pasos: 



Buscaremos un origen de coordenadas exacto que nos permita trabajar con comodidad. (aunque no es necesario, es una buena medida si tenemos los datos del objeto a construir) Elegiremos un objeto ‘principal’ que en lo sucesivo hará las veces de ‘padre’ o ‘agrupador’. Podemos

elegir una parte en particular o un simple objeto diminuto.





Cada objeto construido será vinculado con el objeto principal mediante una relación espacial (x,y,z) que es calculada automáticamente por la aplicación. Un objeto en [100,100,100] vinculado a otro que está a [101,101,101] pasa a tener las coordenadas [1,1,1]. Estas relaciones serán tenidas en cuenta de forma automática en procesos de rotación o traslación, tanto en edición como dentro de una animación. Para vincular un objeto a otro solo es necesario cortarlo y pegarlo en el objeto ‘padre’. Esta acción puede

ser realizada desde el árbol y en el propio escenario, seleccionando los objetos y usando el menú contextual.





La aplicación permite que las operaciones de vinculación se apliquen con objetos que ya tengan elementos ‘hijos’. Por ejemplo la cubierta de una rueda puede estar vinculada a la llan ta y formar un componente rueda que es usado 4 veces en el objeto automóvil. En la medida de lo posible utilice ‘clones’ de los objetos

repetidos, ya que su uso aporta muchas ventajas a nivel computacional y también al usuario. Una detallada rueda solo es definida una vez, las otras tres son clones.

Como vemos en el árbol, una estructura compleja puede ser perfectamente soportada por el programa.

Esta funcionalidad permite, como veremos en su momento, realizar animaciones muy realistas ya que son transmitidos y heredados todo tipo de movimientos y rotaciones.

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2.2.4

Carga y almacenamiento de datos

El almacenamiento y carga del escenario completo es efectuado mediante las opciones de ‘salvar’ y ‘cargar’ ofrecidas por el panel ‘escenario’, tal y como veremos un poco más adelante en profanidad. Sin embargo, también

es posible efectuar estas operaciones con objetos individuales.

El escenario se guarda de forma automática en el archivo \tmp\escenario.e3d , cada 5 minutos (valor que puede ser modificado en ‘Herramientas y utilidades>Configuración’. Este archivo podría ser siempre recuperado en caso de terminación anormal del programa.

Cualquier elemento presente en el escenario (independientemente de su procedencia y de su complejidad) puede ser almacenado en un archivo externo, pudiendo ser utilizado con posterioridad. Estos archivos llevan la extensión .3do. (Todos los archivos generados por la aplicación tienen una extensión común .3d*, 3do para objetos, 3dm para materiales, etc.) Guardar objetos 3D

Para guardar un objeto simplemente lo seleccionamos (bien en el árbol organizador o en el mismo escenario). A continuación pulsamos sobre el icono de disquete y la aplicación solicita un nombre de archivo, donde se almacenará la información. Tenga en cuenta que los nombres utilizados deben de ser comprensibles si desea compartir el objeto con otros usuarios, si lo cree conveniente utilice el campo ‘comentario’.

Al guardar estos archivos .3do en alguna carpeta de

\ispol\LIBSOL\Objetos conseguimos alimentar la librería de objetos, tal y como veremos en el capítulo 4 ‘Modelización avanzada de escenarios 3D’ donde se describe el sistema de alimentación de esta librería).

Cargar objetos 3D

La posterior carga de estos elementos es efectuada bien desde el escenario, mediante el contextual ‘Añadir desde archivo’ así como desde el panel de creación de objetos, con

los iconos de inserción en coordenadas originales o en una ubicación de usuario.

Si almacenó algún objeto en la librería de sóli dos, estará disponible en la opción ‘Insertar Objetos 3D de librería’, accesible mediante el tercer icono señalado en la ilustración. Cargar otros objetos 3D generados por ISTRAM ® /ISPOL®

Además de los modelos digitales del terreno TTP, se posibilita la incorporación de geometría simple basada en ‘escamas’ (superficies trianguladas) y otro tipo de

archivos de geometría 3D generados por versiones antiguas de la aplicación.

Estas opciones están disponibles en ‘ Herramientas y Utilidades> Importar ’.



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2.2.4.1

Alma cen ami ent o de esce nar ios El nodo ‘escenario’ contiene toda la estructura del proyecto 3D.

Para desplegar el panel en el que se ofrecen las herramientas de carga y almacenamiento de datos del escenario simplemente debemos de hace clic en el nodo de nivel superior o nodo ‘escenario’

Los iconos ofrecidos en el panel permiten crea un escenario nuevo, cargar uno existente (atención a las opciones) y guardar el actual. El almacenamiento desde esta ubicación siempre solicita un nombre de archivo, comportándose como un ‘guardar como’. El último icono ofrecido en la barra principal superior también permite almacenar el escenario. La primera vez, se solicita un nombre de fichero, siendo transparente e inmediato (no pregunta) a partir de entonces. Como ya indicamos anteriormente, una vez almacenado siempre será cargado siempre de forma automática cada vez que accedamos al módulo 3D. La acción ‘nuevo’ efectuada bien desde el menú principal del ISPOL o desde el propio módulo Virtual 3D, elimina este vínculo (que no el archivo), permitiendo que posteriores entradas puedan ser efectuadas en vacío (aunque lo lógico y normal es estar usando siempre un escenario 3D que queremos ir trabajando en cada sesión).

Los escenarios de ISPOL VIRTUAL 3D se almacenan en archivos de extensión .e3d. Todos los demás archivos generados por la aplicación tienen una extensión común .3d*. (3do para objetos, 3dm para materiales, etc.) Como se almacena la información

Al guardar un escenario se almacena por un lado toda la geometría 3D con sus propiedades y los elementos propios de la ‘escenografía’ definida: cámaras, luces, entornos, sistemas de render y animaciones. También se

almacena el estado de visualización de todos los nodos del escenario y en los casos adecuados el elemento activo (cámaras, entorno o render). A la hora de grabar un escenario es importante que recordemos el modo de ’sincronización’ existente con la

cartografía (con sus líneas, símbolos y células sustituidos por sólidos paramétricos y billboards), modelos digitales triangulados y ejes de un proyecto de obra lineal. Estos elementos son visualizados en el entorno 3D construyéndose para ello una geometría 3D, que desaparece cuando abandonamos el entorno virtual. Por eso es importante estar atento y guardar el archivo de cartografía digital cuando sea conveniente. El resto de elementos 3D ‘puros’: sólidos 3D, cámaras, luces, sistemas de render, animaciones y archivos vinculados

(TTP y .3do) si son almacenados en el fichero .e3d, quedando disponibles para ser cargados de nuevo o añadidos a otro escenario. NO se almacena ningún tipo de información relativa al fichero de cartografía, el modelo digital triangulado o los ejes de un proyecto de obra lineal, que como ya sabemos y explicamos en profundidad en el próximo capítulo, son creados en tiempo real. Solo se almacenan estados de visualización y materiales.

Almacenamiento de elementos procedentes de proyectos de obra lineal

El almacenamiento independiente de los elementos propios de un proyecto de obra lineal, así como sus modelos digitales del terreno tiene más implicaciones que las asociadas a simples objetos 3D y es analizado en profundidad en el próximo capítulo ‘ Representación 3D de cartografía y proyectos de ingeniería ’. Los elementos singulares c omo el modelo digital y la geometría de los ejes calculados deben ser ‘convertidos’ a sólidos 3D ‘normales’ antes de poder ser almacenados. Como veremos en su momento, su comportamiento será el

de un sólido 3D más, aunque con alguna pequeña característica propia de su origen particular.

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2.2.4.2

Carga simple y selecti va de escenar ios

Se han diferenciado claramente los dos métodos de carga de escenarios. El icono ‘abrir’ sustituye toda la

información actual por la que va a ser cargada.

Cargar selectiva de escenarios

A la hora de cargar un escenario es muy importante tener en cuenta las opciones definidas en el apartado ‘conservar’ y ‘añadir’ ya que son decisivas a la hora de actualizar nuestros escenarios. La explicación del proceso es muy sencilla, solo tiene que pensar que estructura de información quiere tener después del proceso. Active y desactive los elementos que quiere conservar y añadir. Preste atención a las opciones marcadas, ya que puede sustituir un escenario por otro sin darse cuenta y significar una perdida total de datos, aunque de todas formas sea alertado convenientemente antes de que suceda.

En ambos casos debemos de tener en cuenta que los elementos que se construyen con la cartografía, el modelo digital del terreno y los ejes de un proyecto NO son eliminados, sino que se mantienen en memoria Como trabajar con un proyecto de características complejas

Imaginemos que termina la jornada de trabajo, en la siguiente sesión cargaremos y calcularemos los elementos necesarios (en el caso de tener cartografía, modelo triangulado y un proyecto de obra lineal) y para volver a tener el resto de los objetos 3D, cámaras, luces, etc. simplemente accederemos al entorno Virtual 3D, cargándose el escenario almacenado de forma previa de forma automática (siempre que haya sido guardado con anterioridad) La carga automática de escenarios se realiza en modo obligatorio ‘carga todo’, permitiendo que toda los

relacionado con objetos 3D puros sea conservada al 100%.

Quizás en otro caso sea necesario desactivar algunas opciones de cada área. Este sería el caso, por ejemplo, de la incorporación de un grupo de farolas con su propia iluminación. En este caso activaríamos todas las opciones del grupo ‘conservar’ y activaríamos solo las opciones ‘geometría 3D’ y ‘luces’ del grupo ‘añadir’. El resultado de la acción es que hemos añadido algunos elementos a nuestro escenario. De cualquier forma, en el próximo capítulo se describe en profundidad el mecanismo de carga y actualización de información. Carga de escenarios en el caso de proyectos ISPOL

Como veremos en su momento, a la hora de trabajar con proyectos de obra lineal será necesario tener en cuenta otros condicionamientos especiales. Explicamos aquí algunos conceptos de forma somera. La primera acción que se efectúa al acceder al entorno virtual desde ALZADO será una carga del escenario previo (de existir, lógicamente), de forma que la aplicación pueda conocer que elementos están almacenados en el escenario, con la intención de no calcular lo que no sea necesario. Cada eje de un proyecto de carreteras podrá ser representado de forma dinámica (conforme se ha calculado desde alzado) o ‘fijado’ al escenario convirtiéndolo antes a un objeto 3D puro.

La generación de símbolos, células (imágenes 3D o billboards) y sólidos paramétricos se realiza de forma dinámica en función de la existencia de los mismos, bien en la cartografía cargada o en la secc ión ‘marcas viales’ de Alzado. Al convertir un eje en objeto 3D convertimos las marcas y símbolos asociados. De la misma forma que en el caso anterior, esta acción servirá para indicar al pr ograma ‘no quiero que se calcule nada del eje ‘n’.



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2.3

Espacio de visualización 3D

Este espacio es el medio visual donde son mostrados en tres dimensiones todos los elementos del escenario. Con el ratón podemos acercarnos, alejarnos, cambiar la referencia de la cámara, etc., en definitiva explorar el escenario. También es el entorno donde seleccionamos los elementos 3D, con la intención de aplicar alguna acción de edición y modificación de alguna de sus características geométricas. La visualización es proporcionada siempre a través de un objeto ‘cámara’ que ‘vuela’

sobre el escenario, tal y como haríamos en la realidad.

Explorar el escenario es muy fácil gracias a un uso inteligente del ratón que es traducido directamente en movimientos de acercamiento, alejamiento, giro y cabeceo de la cámara. La referencia de la cámara siempre ocupa la parte central de la pantalla. Podemos fijar nuestra vista en otro objeto, de forma inmediata, usando la opción ‘mirar

aquí’

contextual.

ofrecida

por

el

menú

Los movimientos de acercamiento y alejamiento de la cámara utilizan un sistema especial basado en la idea de que nos movemos más rápido cuanto más alejados estamos del objeto central y más despacio cuando estamos cerca de él. La comunicación de las opciones relacionadas con el entorno de visualización es proporcionada a través de un sencillo menú contextual. Además de ofrecernos opciones para cambiar el modo de visualización, también permite realizar algunas acciones, como veremos más adelante. Obtener información del objeto situado bajo el cursor En todo momento podemos visualizar las coordenadas del punto de ‘eco’

del cursor, que es el punto intersección de la línea cámara-cursor y del objeto situado detrás del puntero de ratón. El nombre del objeto intersectado aparece junto a las coordenadas.

La aplicación está preparada para utilizar las coordenadas X,Y,Z devueltas por el cursor en varios lugares de la aplicación.

En el caso de disponer de ejes de un proyecto de obra lineal, las superficies construidas pueden transmitirnos información del nº de eje al que pertenecen, PK, azimut, peralte y pendiente. Estos datos son utilizados, por otra parte, por los sistemas de creación de elementos de forma que los objetos creados se posicionen en cota, peralte y pendiente de forma automática.

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2.3.1

Exploración visual del escenario, manejo del ratón y del teclado

El ratón es el medio con el que podemos navegar sobre el escenario a la vez que, con el menú contextual, definir modos y tipos de vista. La interacción del ratón mediante el menú contextual será explicada un poco más adelante, limitándonos ahora a indicar como podemos movernos sobre el escenario. Los posibles movimientos de navegación son: Zoom de cámara: La rueda permite acercar o alejar la escena, siempre

pensando en el objeto situado en el centro de la pantalla.

Giro sobre la referencia: Con la rueda pulsada, la referencia queda fija y la cámara rota sobre ella. De esta forma podemos, por ejemplo, ir a ver la parte trasera de un objeto o grupo de objetos. Cambio de posición y referencia: Con el botón izquierdo pulsado, al

mover el ratón la cámara y su referencia se mueven a la vez: arriba y abajo, a derecha-izquierda o en combinaciones arriba-derecha, abajo-izquierda, etc. Experimente estos movimientos para ver lo sencillo que es desplazarse por el escenario.

El menú contextual del escenario (ofrecido al pulsar el botón derecho) ofrece un acceso directo a la opción ‘ mirar aquí ’, que centra el objetivo de la cámara en la posición 3D detectada en la posición del ratón. Para que esta acción tenga sentido, es necesario que exista algún objeto del que obtener coordenadas. Estas acciones se complementan de forma especial con la acción ‘mirar objeto’ y ‘zoom objeto’ ofrecida por el menú contextual del árbol jerárquico, complementando así la manera de ‘enfocar’ o centrarnos en un objeto en particular.

Utilización de las flechas del teclado

La posibles acciones de exploración efectuadas con el ratón se complementan con la posibilidad de utilizar las flechas del teclado que responderán de forma natural: arriba, abajo significan acercar – alejar, izquierda y derecha hacen girar la cámara y a la referencia en el mismo sentido. Con la tecla ‘control’ apretada, los movimientos se transforman en un giro de la referencia sobre la cámara, manteniendo la posición de la cámara fija. Los movimientos efectuados con las teclas son más suaves o ‘cortos’ que los

que podemos efectuar con el ratón (la razón principal es que con el ratón los movimientos no pueden ser cortos, ya que de lo contrario la exploración del escenario sería muy lenta).

Pasear ‘sobre el suelo’

Al activar esta opción del menú contextual del escenario, se indica al sistema que los movimientos efectuados al navegar con las flechas del teclado sean efectuados como si estuviéramos ‘andando’ sobre el escenario.

El sistema determina de forma automática la cota de la superficie situada debajo de la cámara y ajustaría la cota de esta a 2 metros por encima de la superficie. En ‘Configuración’, se puede modificar la velocidad de

avance, estableciendo los metros que se avanza o retrocede cada vez que pulsemos las flechas del teclado.



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2.3.2

Definición de modos de dibujo: alámbrico, sólido y texturado Aunque el modo visual por excelencia es el estilo 3D ‘texturado’ (cada objeto es mostrado según la textura del material asociado), existen varias posibilidades, seleccionables por el usuario, en cuanto al tipo y aspecto de la visualización se refiere. El tipo de representación de cada ventana es seleccionado mediante el menú contextual del ratón, que ofrece bajo el ‘item’ modo dibujo las opciones: modo envolventes, alámbrico, sólido y texturado.

La utilización de un modo alámbrico permite al usuario analizar los elementos desde el punto de vista geométrico, o visualizar mejor los triángulos que definen una superficie en caso de necesitar modificarla. El modo ‘envolventes’ simplemente dibuja para cada objeto el ‘ cubo’ o limite 3D que contiene al elemento. Este cubo

es construido usando las coordenadas (X,Y,Z) mínimas y máximas del objeto. Dependiendo de su complejidad, la envolvente no tiene porque ser exactamente una ‘piel’.

Influencia del modo de visualización en la velocidad de proceso

Es interesante que tengamos en mente la cantidad de recursos computacionales que usa cada modo de visualización, siendo lógicamente mucho más elevados en el caso del modo texturado. En ocasiones, por ejemplo haciendo una prueba de animación, puede ser útil usar una vista de requerimientos inferiores que nos ofrezca resultados inmediatos.

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2.3.3

El menú contextual del espacio 3D

Al pulsar con el botón derecho del ratón en cualquiera de las ventanas y monitores (en caso de que esté activada la utilización del mismo) se ofrece un menú contextual compuesto por las siguientes opciones:

La opción ‘mirar aquí’ que aparece en primer lugar sirve para que el objeto que queda debajo del cursor sea el centro

de la escena, colocándose la posición de la cámara y de la referencia en el centro de la ventana de visualización. Veamos a fondo las opciones ofrecidas en cada grupo.

Actualización del escenario

La geometría 3D dispuesta sobre el escenario es creada por la aplicación en varios momentos. Cuando realizamos modificaciones en la cartografía, el modelo digital triangulado, los ejes de un proyecto de obra lineal o símbolos y células (representables mediante imágenes 3D), es necesario que se lo comuniquemos al programa. El menú que se ofrece permite al usuario controlar el momento en el que se efectúan estos cálculos, controlando en todo momento los tiempos empleados. Una actualización automática provocaría en ocasiones una espera innecesaria que en la mayoría de los casos nos impediría trabajar con soltura. Para el caso de proyectos de obra lineal, tal y como veremos en el próximo capítulo, se ofrece un sistema específico que controla que ejes han cambiado y que crea la geometría correspondiente. En este caso debemos de pulsar el botón ‘actualizar’ que aparecerá en el panel izquierdo (a l a izquierda del botón minimizar) A menudo un cambio importante en cuanto a las dimensiones del escenario puede provocar que las rejillas no estén colocadas en la ubicación correcta. Con la opción ‘ Actualizar>limites de escena’ se recalcula el espacio 3D ocupado por el escenario y se posicionan las rejilla y los ejes del espacio 3D en su posición correcta.



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Opciones de edición Bajo la opción ‘edición’ se ofrecen las herramientas que permiten mover, situar, y adaptar a superficie. Explicamos estas opciones en el epígrafe ‘modificación de propiedades’ un poco más adelante. La opción ‘clonar’ crea un clon del objeto seleccionado. La dinámica asociada a este tipo de objetos es explicada un poco más adelante, en el apartado de ‘Edición y modificación de objetos’.

También se ofrecen las opciones de cortar, copiar, y pegar objetos, evitando tener que acudir al organizador lateral. Recuerde que las operaciones de pegado de un objeto sobre otro significan un cambio de jerarquía y que los cambios efectuados sobre un objeto ‘padre’ son heredados por los objetos ‘hijo’ La tecla ‘supr’ sirve para eliminar el objeto seleccionado actual. Los elementos simples son eliminados de manera

inmediata, para el caso de objetos compuestos o complejos la aplicación solicita una confirmación.

Establecimiento del tipo de enganche o ‘snap’

Durante la construcción o modificación de objetos es necesario usar referencias con el objetivo de obligar a que el ratón utilice vértices de aristas, vértices de líneas de cartografía y puntos. Podemos usar tres tipos de enganche: 

Enganche libre o a rejilla, que utiliza los vértices de la cuadricula activa.



Enganche a vértice, usa los vértices de los objetos 3D creados desde el entorno virtual.



Enganche a vértice de línea activa la detección de los vértices de las polilíneas cargadas en cartografía.

Cuando están activos, y la aplicación detecta un vértice, éste es ‘remarcado’ con un punto en color magenta (morado). La detección de los vértices utiliza un campo de acción de unos pocos píxeles, permitiendo que la elección de un punto sea sencilla. Como veremos un poco más adelante, en el apartado de creación de objetos, el programa permite usar de forma automática algunas coordenadas y ángulos. Pueden ser activados en cada momento la cota de la escena, la cota actual, la cota cartográfica (usa solo la cartografía). También se ofrece en algunos lugares la opción de utilizar de forma automática el azimut de un eje. Esta claro que esta opción solo funcionará cuando la geometría generada proceda de un elemento de obra lineal. Medición de distancias La activación del modo ‘Medir distancia’ permite

explorar el mundo 3D y mediante pares de clics de ratón averiguar las distancias individuales y acumuladas 2D y 3D tal y como si estuviéramos en el entorno de cartografía. En el visor 3D observamos una línea roja ‘dinámica’ que muestra la distancia medida.

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Establecer el tipo de vista y el modo de visualización

Como vimos un poco más atrás existe la posibilidad de especificar el tipo de vista (planta, fondo, etc.) y el modo de visualización (envolventes, alámbrico, etc.). La aplicación y significado de estas opciones es muy sencilla y no necesita más explicación.

Elegir la cámara activa Por ultimo la opción ‘cámaras’ permite seleccionar una cualquiera de las creadas en el escenario

También crear una nueva cámara con la situación actual cámarareferencia, mediante la opción ‘duplicar’.

Esta es una forma muy sencilla de explorar el escenario y almacenar ‘puntos de observación’ de una forma muy rápida y cómoda

Debe de tener en cuenta que cuando una cámara quede vinculada a una línea guía de animación no se puede mover libremente, ya que sus movimientos están gobernados automáticamente según el posicionamiento temporal que le corresponda en cada cuadro de la animación.



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2.4

Configuración y preferencias

La configuración del espacio de trabajo afecta por un lado al estilo ‘visual’, así como a la forma en que se calculan y

funcionan objetos 3D, cámaras, etc.

Todos los datos de configuración son almacenados en el fichero ispol3d.cfg. Dependiendo del nivel jerárquico de librerías especificado, quedará almacenado en la carpeta \ispol\lib, .lib o \libuser.

2.4.1

Definición de ventanas múltiples y modo de vista

ISPOL VIRTUAL 3D permite distribuir el espacio de trabajo en varias ventanas, desde una única hasta 4 ventanas que auto-ajustan su tamaño de forma sencilla, sólo tenemos que arrastrar los bordes los tamaños a nuestro gusto. Las opciones para configurar el espacio de trabajo son ofrecidas por el entorno de configuración, lanzado al pulsar el icono ‘ herramientas ’ y el botón ‘configuración’.

En cada una de ellas, la cámara puede tener un movimiento libre o estar bloqueada en alguno de los ejes X,Y,Z , lo que se traduce en la posibilidad de usar vista 3D libre, planta y fondo, alzado derecho e izquierdo, y vista frontal o trasera. En una vista XY los movimientos están limitados en Z, en una vista frontal (ZX) limitados en Y, etc. A la hora de mover o construir objetos, el cursor cuando cambiamos de ventana interpreta automáticamente los movimientos. Por ejemplo podemos construir la planta de un muro en la vista XY y proporcionar su altura en la ventana ZX. Para seleccionar un tipo de vista para cada ventana usaremos el menú contextual del ratón y elegimos la opción deseada de las ofrecidas en ‘Tipo Vista’.

La visualización de cada espacio puede ser realizada en perspectiva o en vista isométrica, significando en este caso que podemos trabajar verdadera magnitud.

El sistema de renderizado tiene en cuenta la orientación y modo de cada ventana y, en el caso de la vista de planta, permite generar imágenes georreferenciadas, que posteriormente puedan ser usadas como fondo de edición o ser incorporadas en cualquier plano de planta.

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2.4.2

Aspectos relacionados con la forma y calidad de visualización

Además de la simple distribución de las ventanas de trabajo, en las opciones del gru po ‘Herramientas y Utilidades’ se permiten especificar otros elementos. Recuerde que las configuraciones pueden ser almacenadas y cargadas en otros proyectos. Rejillas, ejes y punto de pivote Las rejillas son usadas por la aplicación para ‘definir’ el

campo de extensión del escenario y además son utilizadas para proporcionar coordenadas al cursor . Cuando creamos una caja, por ejemplo, cada vez que pinchamos en el plano definido por la rejilla se devuelve un punto con sus coordenadas (X,Y,Z). Las rejillas adaptan su tamaño de forma automática conforme creamos objetos. Se escoge siempre un espacio 100 m mayor que las dimensiones máximas.

La aplicación permite activar o desactivar su visualización., así como definir la coordenada origen de cada una de ellas. Además de servir como ‘plano de trabajo’, dependiendo de este valor, en cada vista se observarán los objetos por delante o detrás de la rejilla. La opción ‘Ver ejes XYZ ’ activa o desactiva la visualización de los ejes donde se produzca el corte de cada plano de

rejilla. Simplemente es una ayuda visual sin más.

En el menú contextual, la opción ‘ Actualizar>limites de escena’ se encarga de recalcular el espacio 3D ocupado por el escenario y posicionar las rejilla y ejes del espacio 3D en su posición correcta.

Ver pivote

Todos los objetos están referidos a un punto de pivote que prop orciona las coordenadas [0,0,0] individuales. Como veremos más adelante, este punto es usado además para relacionar el objeto con otros superiores a nivel jerárquico. La opción permite que la tríada de ejes asociadas sea visualizada u ocultada en la pantalla. Como vemos en la ilustración, cada objeto puede tener su punto de referencia o pivote en diferentes posiciones (esta posición es definida para cada objeto en el panel de modificación)



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Grupo de opciones ‘Preferencias’

Ordenación rápida: La localización de los objetos puede ser efectuada de dos formas: según su envolvente o según la forma 3D completa. Esta última opción es lógicamente más lenta, pero puede ser usada en casos específicos en los que necesitamos localizar y modificar partes muy pequeñas.



Altura de la cámara y de la luz : Siempre que creemos uno de estos elementos, el primer clic de ratón sirve para definir la posición del objeto creado que será situado sobre la superficie utilizada (la que quede debajo del cursor) a la altura definida aquí.





Tamaño de representación cámara y luz : Estas dimensiones son utilizadas para representar el ‘icono’ u objeto 3D representativo de

todas las cámaras y luces del escenario.





Tamaño puntos guías: Los cuadros clave de las guías utilizadas en las animaciones son visualizados mediante esferas cuyo tamaño podemos modificar. Para escenas o niveles de zoom muy grandes el tamaño puede resultar pequeño, en tanto que para el caso contrario el tamaño puede resultar demasiado grande. Calidad para texturas geoespecíficas: Aplicable a las imágenes georeferenciadas u ortofotos que aplicamos a modelos digitales triangulados de gran superficie. La aplicación de estos valores depende en gran medida de la potencia de su ordenador y en particular de la tarjeta gráfica. El significado de los valores es el que sigue: Calidad Borrador Media Alta Máxima

Tamaño de imagen 512 x 512 píxeles 1024 x 1024 píxeles 2048 x 2048 píxeles Tamaño máximo soportado por la tarjeta gráfica

Al aplicar una textura georeferenciada, la aplicación calcula automáticamente las coordenadas de textura y se obtiene la relación exacta píxel de imagen / metro de superficie. Como es lógico, a mayor calidad mayor nitidez o grado de detalle. 

Calidad para generación de billboards: La generación de los objetos ‘imagen 3D’ que sustituyen en el escenario a los símbolos y células de la cartografía puede ser realizada según 3 niveles de calidad general que serán aplicados a cada calidad individual siguiendo el siguiente esquema: Borrador: 1/2 del original

Normal: 1/1 del original

Alta: 2/1 del original

Como vemos en la ilustración, la visualización de un billboard dependiendo de la calidad y la distancia de observación puede ser adecuada o insuficiente, según el caso. De cualquier forma, en el siguiente capítulo se explica en profundidad lodo lo relacionado con este tema.

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

Calcular marcas viales al entrar desde Alzado: Todas las marcas definidas para cada eje de un proyecto de obra lineal pueden ser calculadas de forma transparente por la aplicación y así poder ser visualizadas en 3D (mediante sólidos lineales paramétricos). Esta opción es útil ya que libera al usuario de la obligación de representarlas en la cartografía antes de acceder al entorno virtual.

Este apartado es explicado en profundidad en el capítulo 3 ‘Representación 3D de cartografía y proyectos de ingeniería’. 











Recortar terreno con obra al entrar desde Alzado: Mediante esta opción indicamos si deseamos que el terreno se recorte o no con la obra al entrar al entorno virtual. Velocidad Paseo (metros/fotograma): Esta opción nos permite especificar la velocidad de la cámara al andar sobre el terreno, en metros por fotograma, cuando utilizamos las flechas del teclado para desplazarnos hacia adelante o atrás por la escena. Distancia máxima visible (m): Mediante esta opción establecemos que los objetos que se encuentren a una distancia mayor que la especificada, no se representen en la escena. Ocultar objetos menores de (px): Cuando los objetos a representar en la escena, son muy pequeños, a penas visibles, no merece la pena perder tiempo de proceso en su representación. Para ello disponemos de esta opción, indicando el tamaño en píxeles a partir del cual, los objetos cuyo tamaño de representación en pantalla sean menores que ese valor, no serán representados. Autosalva del escenario (minutos): La escena 3D es salvada automáticamente cada cierto tiempo, indicado mediante esta opción, para así protegernos ante imprevistos, y no perder el trabajo realizado. Animar transiciones de cámara: Activando esta opción, hacemos que la transición entre la posición de cámara anterior, y su nueva posición (obtenida mediante las funciones ‘Mirar aquí’, ‘Mirar objeto’ y ‘Zoom objeto’), sea progresiva, en lugar de hacerse de inmediato.



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Opciones para el sistema anaglifo-estéreo

Para poder beneficiarse de la vista estereoscópica es necesario disponer de las típicas gafas rojo –azul que habitualmente encontramos en las exhibiciones de cine 3D. La distancia entre ojos puede variar entre los 45 y 75 mm, siendo 65 lo más habitual y el valor por defecto en ISTRAM ISPOL VIRTUAL 3D.

La opción Vista 3D estero solo funciona si el hardware lo permite. OpenGL puede trabajar en este modo, pero el monitor (o un proyector) deben de estar preparados para ello. (Estos equipos no son distribuidos normalmente. Puede realizar una búsqueda en Internet escribiendo ‘monitor 3D’ ). Conversor Obra Lineal

Mediante esta opción, podemos editar el fichero de configuración ispol3dolc.cfg mediante el bloc de notas. Este fichero es explicado en profundidad en el capítulo 3 ‘Representación 3D de cartografía y proyectos de ingeniería’

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2.5

Menú de opciones y herramientas En la parte derecha se ubica este espacio de trabajo donde se ofrecen los instrumentos con los que definir y modificar elementos del escenario.

Esta sección es el centro operativo de ISTRAM ISPOL VIRTUAL 3D, ya que es el lugar donde se ubican todos los menús, opciones y herramientas de trabajo de la aplicación. Las opciones y herramientas disponibles, son ubicadas en cuadros de diálogo agrupados en un espacio vertical que se desplaza hacia arriba y hacia abajo, bien con la rueda del ratón o con el deslizador lateral. El aspecto de los diferentes menús es siempre similar, agrupando cada área similar en un cuadro de dialogo que podemos visualizar u ocultar. Sincronización de objetos y panel de propiedades

La selección de un elemento, (independientemente de que ésta se haga desde el árbol o desde el espacio 3D), está sincronizada con este área de trabajo, desplegándose de forma automática un panel con los diferentes cuadros de diálogo con los que explorar o modificar las propiedades del objeto.

Dependiendo del objeto seleccionado, en este panel se mostrarán unas u otras propiedades. Por ejemplo para el caso de una luz se mostrará el cuadro de diálogo relacionado con la apertura y decaimiento, en tanto que para un cilindro o una caja se mostrarán sus dimensiones, el número de divisiones de la superficie, el material, etc. Automatización de la entrada y modificación de datos Una característica a destacar es que todas las ‘cajas de texto’ en

las que se definen los diferentes parámetros están sincronizadas

con la tecla ’enter’ y/o ‘tab’, de manera que la entrada de datos

sea muy sencilla.

Minimizar el espacio de trabajo y abandonar el entorno virtual

Al pulsar en el icono de minimizar se redistribuye el espacio de trabajo asignando 1/2 del tamaño de la pantalla al entorno 2D, permitiéndonos utilizar de forma cómoda cualquiera de los otros módulos de ISTRAM ISPOL. La actualización de contenidos, dependiendo de las acciones efectuadas es realizada según hemos explicando con anterioridad.



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2.5.1

Menú principal de ISTRAM ISPOL VIRTUAL 3D

Todas las principales funciones del programa están agrupadas en 6 áreas principales, a las que accedemos haciendo clic en el icono correspondiente. Al pulsar sobre cada icono se accede a cada una de las áreas de trabajo principales de la aplicación. Creación de entidades, objetos y elementos 3D: sólidos, imágenes 3D, cámaras, luces, etc. La modificación de elementos se activa cuando un elemento es seleccionado, mostrándose un panel similar al de creación de objetos completado con propiedades más específicas según sea el caso). Área de definición de materiales y mantenimiento de la biblioteca. Definición de animaciones y de parámetros dinámicos y físicos asociados. Herramientas y utilidades. Contiene funciones de configuración, importación, exportación y utilidades avanzadas. Render instantáneo y generación de secuencias de video basadas en la animación definida. El último icono ofrecido en la barra principal permite almacenar el escenario. La primera vez, se solicita un nombre de fichero, siendo transparente a partir de entonces. Una vez almacenado, el escenario queda vinculado a la carpeta de trabajo (es decir, se abre siempre de forma automática) hasta que pulsemos la opción ‘nuevo’.

Dos niveles de profundidad para cada opción

La distribución de los iconos, botones y paneles se realiza de forma sencilla en dos niveles organizativos. En el primero de ellos nos encontramos con un sistema de botones que ofrece una clasificación inicial de opciones y herramientas. Una vez seleccionada una de éstas, aparece una distribución final basada en iconos, que ‘lanzan’ cada

uno de los paneles de trabajo.

La estructura de trabajo diseñada para ISTRAM ISPOL Virtual 3D es similar en todas las áreas de trabajo, permitiendo que el aprendizaje de la aplicación sea sencillo e intuitivo. Vemos a continuación los dos medios principales con los que manejar un escenario 3D:

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

Creación de objetos 3D



Edición y modificación de elementos 3D



2.6

Creación de elementos 3D

Esta área de trabajo cubre las necesidades de creación de todos los objetos que pueden estar en un escenario, a excepción de la cartografía, modelos digitales del terreno y proyectos de obra lineal que son cargados antes de entrar en el entorno virtual. Elementos existentes en un escenario nuevo

Un escenario nuevo puede contener elementos de cartografía y obra lineal. El resto de elementos van siendo añadidos y modificados desde la aplicación, usando las funciones que vamos a ver a continuación. Por defecto, el escenario cuenta con rejilla de trabajo. Esta rejilla tiene el tamaño y posición (redondeado a 100 m en X,Y,Z) deducido de la envolvente espacial de los objetos existentes (cartografía y demás). También existe una cámara y dos luces. La ubicación de las mismas es obtenida usando las dimensiones de la ‘envolvente’ de la escena. Así, la cámara inicial apunta al centro de la escena desde un punto situado a l sur de la misma, con un ángulo de inclinación de 30 º. Algo parecido ocurre con las luces, el sistema crea una por encima y otra por debajo de la escena de forma que todos los objetos tengan iluminación. Todos los elementos 3D creados aquí, son almacenados en el nodo ‘Sólidos 3D’, permitiendo así tener la información organizada de forma

correcta.

De esta forma se diferencian de la cartografía (con sus símbolos y células), modelos digitales triangulados y ejes de un proyecto de obra lineal que quedan cargados como ‘vínculo’ en el nodo ‘geometría’.

Creación de objetos simples

Como ya sabemos, desde el menú principal accedemos al área de creación de objetos 3D y pulsaremos sobre los iconos de cajas, esferas, cilindros y conos, etc. ofreciéndose un panel de creación similar pero particularizado para cada caso. Una vez que el icono ha sido pu lsado, la aplicación queda en modo ‘escucha’ y nos permita crear el objeto directamente sobre el escenario, suministrando las coordenadas con clics de ratón y/o movimientos del mismo (para el caso de tener que suministrar ancho, largo, radio, etc.) También podemos crear los objetos suministrando sus datos en el panel de definición, donde de todos modos se refleja siempre cada dato o dimensión. Para la mayoría de las geometrías simples existe un primer panel donde especificamos la posición y orientación del objeto, y donde decidimos si la cota ‘base’ se toma de la escena (del

objeto situado sobre el cursor en el momento de la creación) o se usa la ‘cota actual’ de ISPOL.

Elementos soportados por ISPOL VIRTUAL 3D

Los elementos soportados por la aplicación son agrupados en tres áreas claramente diferenciadas: 





Objetos 3D o Sólidos simples y compuestos, líneas 3D o Geometría basada en triángulos creados de forma individual o Elementos 3D prealmacenados por el usuario o Librería de objetos de LIBSOL Imágenes 3D o billboards: Los símbolos y células presentes en la cartografía son ‘interpretados’ y visualizados en el escenario mediante imágenes en 3D. También podemos crearlos desde aquí, viendo su aspecto 3D antes de crearlos, pero de todos modos van a quedar almacenados en la cartografía. Luces y cámaras.



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2.6.1

Propiedades y métodos comunes de los objetos 3D simples

Todos los elementos tienen un nombre, con el que se visualizarán en el árbol, y un posible comentario que el usuario quiera asignarles. En principio cajas, cilindros, esferas, etc. son nombrados con un nombre base y un nº de ocurrencia (caja1, caja2, cilindro1, clindro2, cilindro3,...). También se puede definir el color con el que se visualizarán los objetos en modo alámbrico y sólido. Por defecto la aplicación asigna colores aleatorios conforme se van creando los objetos. Interpretación de los clics de ratón en el suministro de coordenadas y dimensiones

El primer clic de ratón es interpretado por la aplicación con el punto origen del objeto, a continuación, de manera indistinta puede arrastrar el puntero sin levantar el ratón o suministrar un nuevo punto. Por ultimo un tercer (y en ocasiones un cuarto) punto es definido mediante un ultimo clic. Dependiendo del objeto creado, el segundo punto será interpretado como el ancho de una caja o el radio de un cilindro. En todo momento podemos ir al panel e introducir un valor exacto en cualquiera de las ‘cajas de texto’ ofrecidas en el cuadro de

diálogo.

Coordenada Z del objeto

A la hora de crear cualquier elemento es necesario que exista un objeto que haga las funciones de ‘suelo’, para que sea siempre

utilizado por la aplicación a la hora de crear nuevos elementos. Si éste no existiera, se utilizaría la rejilla.

Esta primera opción equivale a usar la cota de objeto o superficie que encontremos ‘debajo’ del ratón.) Además de la opción de crear objetos ‘tomando la cota de la escena ‘, existe la posibilidad de usar la ‘cota actual’ (variable

genérica de ISTRAM ISPOL), que podemos cambiar haciendo clic en el visor de coordenadas inferior.

Cualquiera de las dos situaciones anteriores es anulada si estamos usando alguno de los enganches o ‘snap’ definidos mediante la

opción ofrecida en el menú contextual del ratón.

Al igual que otros paneles de propiedades geométricas, los valores que visualizamos en las diferentes celdas de los paneles de definición, son ofrecidos durante el proceso de creación y de modificación, pudiendo ser usados indistintamente y de forma conjunta con los valores suministrados por el ratón.

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2.6.1.1

Modificar las dimensi ones de un objeto, escala y simetrí a.

Las dimensiones de un objeto pueden ser modificadas, significando un cambio de tamaño que puede ser proporcional o no, dependiendo de la necesidad. Si

la

variable

‘Mantener

proporcionalidad’

está

activada, la relación entre el valor previo y el modificado es aplicada a las otras dos dimensiones,

significando así la aplicación ‘indirecta’ de un factor de

escala.

Si la modificación de alguna de las dimensiones es además acompañada de un signo negativo, se aplica un ‘reflejo’ y se consigue tener un objeto simétrico al

original.

Esta funcionalidad puede ser muy útil a la hora de generar objetos formados por dos partes simétricos, como un tren de metro, etc. Trabajando primero el diseño de la mitad, haciendo una copia del objeto y reflejando este último.

2.6.1.2

Contr ol sobr e la orie nta ción

Además de las dimensiones propias, todos los objetos 3D pueden tener una orientación particular en cada uno de los ejes. Estos valores nos permiten ubicar el objeto de manera totalmente flexible. Esta orientación usa la especificación que tengamos configurada en ‘Preferencias>Unidades angulares’

En el panel de modificación de objetos, se ofrecen botones que permiten realizar rotaciones de 90º sexagesimales en cada eje. Estos valores quedarán recogidos en los valores de orientación.

2.6.1.3

Posi ción del plan o bas e de los ele ment os

La cota de los tres puntos que definen la base de un objeto 3D es obtenida de forma automática usando las coordenadas del objeto que queda bajo el cursor o usando la cota actual (variable de sistema que suministramos y modificamos en la ventana de estado general de ISPOL). Si tenemos activada la primera opción, al suministrar los puntos de la base se calculan automáticamente los ángulos del plano sobre el que se va a construir el objeto. Esta funcionalidad es muy útil cuando se están creando elementos que tienen que ir apoyándose en objetos existentes, y se complementa con las opciones mover, situar y posar para permitir que la ubicación de los objetos en el mundo 3D sea lo más sencilla posible.



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2.6.1.4

Número de divisi ones de un objeto, efecto sobre el suaviza do

Todos los objetos son creados con superficies basadas en triángulos. Como es lógico, la aplicación debe de ofrecernos un sistema para decidir el número de triángulos que van a formar cada cara de nuestro objeto. Este aspecto es mucho más acusado en el caso de la esfera, cilindro y cono que en el caso de una simple caja 3D. Pruebe a variar estos parámetros y comprobará que el objeto es cada vez más refinado. La densidad de triángulos elegida es clave a la hora de lograr realismo, ya que algunas operaciones de iluminación, cálculo de sombras y reflejos y aplicación de materiales dependen al 100% de la cantidad de triángulos que definen a cada objeto. Por norma general, la opción ‘Normal por vértice’ activada, proporciona un suavizado que puede equivaler a un mismo objeto con una densidad muy superior de triángulos y la opción ‘Normal por vértice’ des activada. En el panel de Herramientas y Utilidades Utilidades se ofrece una función que permite aumentar el número de triángulos de un objeto ya creado. Esta opción puede ser utilizada para aumentar la calidad de un objeto, debido a que la reflexión de luz y el control sobre la recepción de sombras es mucho más efectivo. 

2.6.1.5

Punt o de pivo te o ref ere nci a

El punto de referencia de un objeto, mostrado en pantalla con una triada de ejes cuando es seleccionado, es utilizado por la aplicación a la hora de ubicar el objeto y también para transmitir las jerarquías entre objetos. Cada tipo de objeto usa un modo predefinido. Las cajas usan por defecto las coordenadas mínimas, en tanto que los cilindros usan el centro de la base y la esfera el centro de la envolvente. Además de las 3 posiciones generales, existe la opción de utilizar un pivote de usuario. Este punto se coloca en X,Y,Z en un punto cualquiera del espacio y sus coordenadas relativas a la esquina mínima del objeto son visualizadas en las celdas correspondientes. A la hora de redefinir este punto, tenemos dos opciones, mover el pivote a una nueva posición o mover el punto de coordenadas mínimas manteniendo el punto de pívot. Dependiendo del objetivo, aplicaremos una u otra opción. Un objeto ubicado en unas coordenadas determinadas pasa a tener otras relativas al objeto padre al que se vincula. Los movimientos y rotaciones que definamos, usan el punto de pivote a la hora de relacionar un objeto con la guía de animación utilizada o con su ‘superior jerárquico’.

2.6.1.6

Cargar y almacen ar elemen tos de forma individ ual

Cualquier objeto puede ser almacenado de forma individual y cargado posteriormente. Estas operaciones afectan a todo el objeto, incluidos materiales y jerarquías. Los archivos de objeto 3D tienen la extensión .3do. La aplicación permite que el usuario alimente la librería LIBSOL con nuevos objetos personalizados, sólo tienen que ser almacenados en una carpeta dentro de ‘Objetos’,

quedando de inmediato disponibles para ser utilizados en cualquier proyecto.

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Cada objeto puede ser cargado con posterioridad en sus coordenadas absolutas o usando las suministradas por el usuario. En este último caso, la ubicación suministrada por teclado o ratón será asociada al punto de pivote o referencia del objeto. Puede consultar la documentación sobre la configuración de la librería LIBSOL localizada en el capítulo 4 ‘Modelización avanzad a de escenarios 3D’.

2.6.2

Duplicar y clonar objetos

Es interesante que tengamos en cuenta la posibilidad ofrecida por el programa de copiar y clonar objetos, independientemente de si éstos son simples o complejos. Todos los procesos aplicables a la geometría 3D de un objeto son ejecutados mucho más rápido en estos modos que de forma individual, ocupando además el archivo de escenario mucho menos tamaño. En ambos casos no se permite modificar el nombre de los objetos ‘derivados’ aunque sí el nombre del objeto original

(siendo transmitido a todas las copias o clones).

La acción propiamente dicha de ‘clonar’ y ‘duplicar’ es efectuada usando el menú

contextual, bien en el árbol o en el escenario 3D.

En ambos casos observamos que el icono de un clon o un duplicado es ligeramente diferente y los nombres de los objetos llevan el prefijo >> en el caso de los clones y el sufijo (C) en el caso de los objetos duplicados. Los objetos clonados permiten que la modificación de cualquiera de las características de los miembros sea automáticamente heredada por todos los congéneres, incluida la modificación de geometría interna y el tamaño global. Los métodos de creación de objetos usando ‘siembras’ lineales siempre crean objetos en modo ‘clonación’.

Esquema de propiedades heredables en modo clon Objeto

Objetos 3D simples y complejos Cámaras Luces

Tipo de herencia Geometría interna, tamaño, materiales y posiciones relativas de cada objeto para elementos compuestos No admite clonación Se transmiten todos los parámetros de definición. En las animaciones, la variación de intensidad de una luz es transmitida de forma automática a las luces clonadas dependientes

Al

borrar el clon ‘original’ se borrarán de la escena todas sus instancias (la aplicación avisa del ámbito de borrado) de una sola vez.



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2.6.3

Sólidos 3D soportados por ISPOL VIRTUAL 3D

Al seleccionar la opción ‘Objetos 3D’ del menú principal, se ofrecen las distintas opciones mediante sencillos iconos. Al hacer clic en uno de ellos, el sistema queda preparado para recibir las órdenes de creación efectuadas con el ratón, siendo también posible proporcionar los parámetros directamente en el panel de trabajo. Cada icono muestra un ‘hint’ o ayuda que explica la función del icono. Recuerde que se ofrecen similares ayudas

cuando detiene el ratón en alguna de las celdas de definición de datos.

Cada elemento creado usa de forma automática el nombre de objeto y un sufijo que es el nº de ocurrencia del tipo (si hay 4 cajas la nueva creada se llamará caja 5). Los elementos 3D creados son automáticamente añadidos de forma obligatoria al árbol jerárquico dentro del nodo ‘Sólidos 3D’ o un org anizador situado dentro de él. Esta filosofía de trabajo evita disponer elementos en un nodo ‘extraño’, minimizando la posibilidad de ‘perder’ información.

2.6.3.1

Sól ido s básicos Sólidos 3D simples y compuestos

Los elementos soportados por la aplicación y los parámetros que hay que definir en cada caso son: 



Cajas: ancho y largo de la base y altura. Existen dos métodos de creación : o

Caja de orientación libre: esta es la opción por defecto. Los dos primeros clics sirven para definir la dirección o azimut (o ángulo Z) de la caja. A continuación suministraremos la diagonal (para deducir ancho y largo) y el alto. En caso de estar trabajando ‘encima’ de un elemento de obra lineal, para usar el azimut exacto del eje, una vez creada, usaremos la opción ‘Posar’.

o

Caja orientada según el sistema de rejilla: la caja queda creada con sus dimensiones: ancho y largo paralelas a los ejes de la rejilla.

Esferas: centro de la esfera y radio. También podemos especificar si deseamos una semiesfera superior, inferior, derecha o izquierda. El número de divisiones asignadas al valor ‘paralelos’ siempre es múltiplo

de 2 y de 4 para el caso de los meridianos (de lo contrario no sería posible realizar semiesferas completas)





30 48

Cilindros: Centro de la base, radio y altura. Conos: Centro de la base, radio de la base, altura y radio de la sección truncada (0 último parámetro se introducirá únicamente por teclado.




cono puro). Este


Superficies 3D formadas por triángulos simples

Además de los modelos digitales triangulados que podemos vincular e importar, es posible definir sencillas superficies trianguladas usando las dos funciones que ofrece la aplicación: modo sencillo y modo automático. En ambos casos se creará un nodo único, de forma que los triángulos sean contemplados como un único objeto. En el primer caso vamos suministrando siempre los tres puntos de cada triángulo. Esta opción puede ser adecuada cuando se trata de crear triángulos de forma aleatoria. Con la segunda opción solo se suministran 3 puntos en el primer triángulo, los restantes son creados de forma dinámica con un solo punto, ya que la creación de triángulos es ‘continua’.

En cualquiera de los dos casos podemos usar los enganches ofrecidos por el menú contextual, lo que permite que definamos una superficie que está apoyada en elementos existentes en el escenario. La edición y eliminación de triángulos individuales puede ser realizada desde el panel de modificación de objetos, como veremos un poco más adelante.

Creación de líneas El icono de ‘Línea’ permite crear polilíneas directamente en el espacio 3D. La información creada pasa a formar parte

del espacio de cartografía digital, así que si se quieren conservar los cambios es necesario almacenar el archivo .edm/.edb principal.

La coordenada Z de de cada uno de los vértices de la línea es obtenida de la ‘escena’ de forma automática,

permitiendo, por ejemplo, crear en 3D entidades que se almacenan en el entorno cartográfico. De la misma forma, la inserción de imágenes 3D también puede ser usada para disponer puntos en un terreno que estamos observando en 3D.

La línea actual (recién creada) o cualquier otra seleccionada en el espacio 2D es visualizada en color ‘amarillo’ en el espacio 3D.



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2.6.3.2

Obje tos gene rad os por ext rusi ón

Los objetos extrusionados son generados usando una polilínea abierta o cerrada a la que se aplica una ‘altura’, creando un

objeto tridimensional.

Este tipo de objeto es especialmente útil cuando se trata de crear elementos que simulen edificios, ya que la aplicación permite ir seleccionando con el ratón diferentes líneas, generando la extrusión hasta que pulsamos escape o detenemos la función (pulsando ‘Parar de crear extrusiones’).

El sólido creado es un ‘objeto agrupado’ , formado

por 3 elementos: tapa, cuerpo y fondo, a los que se aplica el mismo material.

Las texturas aplicables a objetos extruidos pueden ser de cualquier tipo. Dependiendo del elemento (tapa, cuerpo y fondo) al que se desea aplicar, son aplicables unas u otras, dependiendo del tipo de ‘Modo de aplicación’ (plana X, plana Y,…). La más adecuada para el elemento ‘cuerpo’ es la de tipo ‘envolvente’.

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2.6.3.3

Obje tos agr upad os

Estos elementos aparecen como un único objeto en el árbol del escenario, sin embargo si editamos sus propiedades observamos como podemos navegar por sus partes. Este sistema permite que el objeto sea más ‘estable’ frente a

posibles modificaciones que podamos efectuar en él sin darnos cuenta.

Este objeto especial permite agrupar dentro del objeto, luces y cámaras, cosa que no podemos hacer con una estructura jerárquica simple. El primer beneficio que obtenemos es que podemos definir un elemento complejo como una ‘unidad’ encapsulada, que solo es ‘visible’ desde el panel de modificación de objetos. Estos objetos pueden ser compartidos en otros proyectos y por otros usuarios, al poder ser guardados en un fichero externo. Así, el tiempo empleado en definir, por ejemplo un vehículo con sus focos, es aprovechado de inmediato. Cómo se genera un objeto agrupado

Este modo de creación es utilizado por las herramientas de importación (herramientas y utilidades). Los objetos importados desde otras aplicaciones son convertidos en este tipo de elemento. Navegación sobre las partes del objeto

Mediante las teclas de navegación podemos ir seleccionando cada una de las partes que componen el objeto global, permitiendo así que podamos editar alguna de sus propiedades y/o modificar su geometría. Cada elemento del objeto ‘encapsulado’ puede tener su propio color y material, tal y como vemos en el panel de

modificación. Para cambiar el color de cada parte debemos pulsar en el cuadro de colores de la esquina superior derecha.

El botón ‘A’ permite activar la identificación de cada elemento, aplicando una transparencia a las restantes partes del objeto, de forma que la parte actual destaca sobre las demás. Para poder editar el objeto y sus partes se ofrecen dos botones que permiten: 



Aislar una parte: El objeto pasa a estar vinculado con el componente a nivel de árbol. Borrar una parte: Suprime el sub-elemento de forma definitiva.



33 48

2.6.4

Objetos 3D de librería LIBSOL y de usuario Cualquier objeto 3D puede ser almacenado en archivos de extensión .3do. La utilización de elementos 3D complejos, tales como un automóvil, un semáforo, etc. permite enriquecer un escenario de forma espectacular.

Una vez insertados, los objetos 3D se comportan como otro elemento 3D cualquiera, permitiendo que sean cortados, pegados, clonados o duplicados. También pueden ser usados, como es lógico, en animaciones. Como veremos cuando abordemos la creación de objetos complejos (en el capítulo 4 ‘Modelización avanzada de escenarios 3D’), los objetos formados por varios elementos y materiales son insertados en el escenario desvinculándose del archivo de donde procedían, pudiendo modificar sus propiedades. Así, podemos insertar un automóvil y cambiar el color de la carrocería, sin afectar al archivo original. A la hora de insertar objetos la aplicación tendrá en cuenta de forma automática la orientación 3D del elemento donde vamos a ubicar el objeto. Así, por ejemplo, un automóvil quedará correctamente colocado sobre una carretera según la pendiente y el peralte de la misma. Objetos de usuario y de librería

Para utilizar estos objetos usamos los tres iconos señalados, que representan respectivamente: inserción de objetos de usuario (almacenados en una ubicación cualquiera) e insertados en coordenadas originales o de usuario. El último icono permite acceder a los objetos 3D ofrecidos por la librería Libsol. Esta librería ofrece una amplia variedad de objetos, organizados en carpetas para permitir una sencilla y rápida identificación del elemento que queremos insertar. La organización y configuración de este sistema es explicada en el capítulo 4 ‘Modelización avanzada de escenarios 3D ’. Como veremos en su momento, el usuario puede introducir elementos propios en esa librería. También es posible importar objetos 3D realizados con otras aplicaciones y almacenados en formato DWG. Una vez importados, el usuario puede decidir salvarlos en formato .3do, bien de forma local o en la librería libsol. La utilización de objetos 3D debe de ser realizada teniendo muy en cuenta la influencia en la carga de trabajo que va a soportar el sistema gráfico. Dependiendo del tipo de ordenador y de los objetos usados, una escena puede volverse ‘pesada’. Una buena idea puede consistir en activar la visualización en modo alámbrico.

Selección de objetos 3D de la librería LIBSOL

En el caso de querer elegir un objeto de la librería, tras hacer clic en el icono correspondiente se abre un ‘explorador’ de carpetas que permite

una cómoda y rápida selección del objeto deseado. Una vez seleccionada la carpeta se leen todos los objetos almacenados y se muestran en un panel de selección. Conforme vamos pulsando en el deslizador, navegamos sobre los elementos disponibles, hasta que encontramos el objeto buscado, quedando este activado para su posterior utilización. Podemos activar las opciones 1x1 ó 2x2 para mostrar en el panel 1 ó 4 objetos a la vez. El nombre del archivo donde se almacena el objeto será utilizado de forma automática a la hora de ser incorporado en la escena. En el capítulo 4 ‘Modelización avanzada de escenarios 3D’ se describe el

modo de alimentar esta librería con objetos propios.

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Tamaño y coordenadas de los objetos 3D insertados en el escenario

Cuando se carga un objeto 3D, la aplicación contempla la uniformidad de escala del elemento. Dicho de otra manera, una vez creado, si variamos el valor del ancho del objeto se modifica de igual forma largo y alto en función de la relación de escala ‘ancho -ancho original’. Las coordenadas de la base de un objeto están formadas por tres puntos que definen un plano. Al incorporar el objeto en la escena, su ubicación espacial definitiva es calculada en función de la Z especificada en el panel ‘dimensiones’.

El significado de cada tipo de Z es el siguiente: 





Z escena: Esta cota es obtenida de la misma forma que la cota de superficie de ISPOL. Se calcula utilizando la información vectorial cargada en el espacio cartográfico. Z suelo: El valor es obtenido del objeto que esté situado bajo el cursor (un modelo digital triangulado, la geometría 3D de un proyecto de obra lineal o cualquier otro objeto 3D existente en el escenario). Z actual: E ste valor es el establecido por ISPOL en la variable ‘cota actual’(el valor de la cota actual es visualizado entre paréntesis en la barra de estado de ISPOL). Métodos para crear instancias simples o múltiples de un objeto 3D

Una vez decidido el objeto que queremos insertar, tenemos, además del método manual ‘unitario’, la posibilidad de

realizar una creación múltiple, usando para ello símbolos de la cartografía, una línea abierta (creación lineal) y/o una línea cerrada (siembra de objetos). Tanto si la generación es individual o múltiple el nodo simple u organizador es creado en el nodo o padre activo. Un buen consejo a tener en cuenta en operaciones de creación masiva de elementos es revisar antes el nodo donde van a quedar almacenados los objetos.

La opción En símbolos/células utiliza el nº de símbolo seleccionado para crear un objeto 3D en cada una de las entidades existentes en cartografía. Así, por ejemplo, podemos insertar una farola en todos los símbolos nnnn que existan en cartografía. En el caso siembra lineal podemos especificar un desfase inicial, y el nº de elementos puede ser creado según una cifra exacta, o un intervalo de distancia. La siembra superficial puede ser aleatoria o matricial. En el primer caso se define la distancia entre objetos, que puede tener una variación aleatoria definida en función de un porcentaje. 



En el segundo caso se define un ancho de la rejilla constante.

Una vez activadas todas las opciones de generación y de haber seleccionado la línea de cartografía (en el caso de siembra lineal o superficial) basta con pulsar la tecla ‘Crear’ para ordenar al programa que genere los objetos según lo establecido. Al término de la operación veremos como se ha creado un ‘organizador’ donde han quedado recogidos todos los objetos

creados (en el caso de una generación múltiple).

Basta con pulsar en el botón ‘ Deshacer’ para eliminar los objetos

recién creados



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2.6.5

Imágenes 3D. Billboards El panel de creación de billboards desde el entorno 3D se ofrece al pulsar el botón [Imagen 3D].

Como hemos explicado anteriormente, algunos símbolos y células existentes en cartografía pueden ser sustituidos en el escenario por imágenes 3D o billboards que son ubicados en el mundo 3D. Estos elementos son creados con la información del propio símbolo (vectorial, alfanumérica y gráfica) y/o imágenes externas. De otra forma no sería posible ‘decorar’ correctamente nuestros escenarios, además de que nos ofrece l a ventaja de

que el trabajo sólo se hace una vez: No hay que crear símbolos en cartografía y otros diferentes para el mundo 3D.

La librería de ISPOL contiene un completo catálogo de símbolos y células listos para ser usados en el editor cartográfico, ofreciendo por ejemplo elementos de señalización horizontal y vertical, indicadores alfanuméricos de coordenadas y de atributos, vegetación, etc. Existe un sistema de configuración en el que se especifica si el símbolo o célula se va a ver en el entorno 3D y de qué forma. No es necesario hacer más, los símbolos y células que hayamos ‘activado’ para 3D se

verán en el escenario con el aspecto que hayamos determinado.

En principio, como mínimo podemos conseguir que se vean de la misma forma que en el entorno cartográfico, sólo que podemos especificar que se vean posados sobre el suelo o de ‘pie’. En otros casos, como por

ejemplo para representar árboles, el aspecto será totalmente diferente, ya que usamos una imagen externa. Funcionamiento general

Cuando accedemos al entorno 3D, uno de los elementos visualizados en la barra de progreso es la fase de ‘Generación de imágenes 3D’. En ese momen to el sistema creará un objeto pl ano ‘transparente’ donde ubicará una imagen como si de un ‘material’ se tratase.

La referencia a los billboards (ya que no es un objeto 3D puro) es almacenada en los nodos específicos : ‘Símbolos’ y ‘Células’, dentro de un organizador general único ‘ Imágenes 3D (Billboards)’ que podemos activar o desactivar, de la misma forma que cualquier otro nodo del árbol jerárquico. La utilización de billboards, además de ser el resultado de la interpretación de símbolos y células existentes en cartografía, también puede ser realizada desde el entorno 3D, con la ventaja de que aquí estaremos viendo su aspecto tridimensional. De cualquier forma recordemos que siempre se genera un símbolo o célula para cada billboard en la cartografía y consecuentemente ésta deberá ser almacenada. En la pantalla observamos el número del símbolo o célula y el nombre que tiene asociado según lo definido en el sistema de configuración.

El sistema de generación es similar al que hemos visto para el caso de los objetos 3D prealmacenados, una vez seleccionado el elemento podemos crearlo de forma manual o automática, contemplándose la siembra lineal y superficial. Por motivos didácticos, la descripción completa de esta área del programa es explicada en el próximo capítulo ‘Representación 3D de cartografía y proyectos de ingeniería’. Por el momento quédese con la idea de que puede definirse una relación entre cartografía y entorno 3D que a posteriori es ofrecida por un panel de creación y modificación de elementos.

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2.7

Cámaras y luces

Las cámaras son los medios que vamos a utilizar para obtener diferentes ‘perspectivas’ de nuestra escena. Los

movimientos de ratón a nivel de exploración son en realidad desplazamientos de la cámara y su objetivo. Como es lógico, los ‘render’ que generemos son obtenidos usando la cámara activa.

La iluminación generada en el entorno 3D es proporcionada por objeto s ‘luz’ que podemos distribuir por el escenario y configurar a nuestro gusto. Como ya sabemos, por defecto un escenario cuenta con dos luces que proporcionan una iluminación correcta, permitiendo que todos los objetos sean vistos apropiadamente.

Algunos conceptos más complejos de configuración de luces y cámaras son descritos en profundidad en el capítulo 4 ‘Modelización avanzada de escenarios 3D’, explicando aquí solo los principios básicos.

2.7.1

Cámaras

Añadir una cámara es muy sencillo. El primer clic de ratón sitúa la cámara, que es creada a una distancia fija sobre el objeto donde hemos situado el cursor del ratón (si no hay ningún objeto se usa la referencia proporcionada por la rejilla). A continuación movemos el ratón sobre el espacio para situar la referencia o lugar al que apunta la cámara, fijando el punto definitivo con un último clic de ratón. Recordemos que al utilizar la opción ‘ Mirar aquí ’ del menú

contextual, estamos obligando a un posicionamiento particular automático de la cámara con respecto al objeto utilizado en la acción. En todo momento, las coordenadas de la posición y de la referencia figuran en el panel derecho.

Para utilizar una cámara como la ‘actual’ simplemente debemos activarla, bien de sde el árbol o desde el escenario,

usando el menú contextual que ofrece las cámaras disponibles.

La posición inicial de luces y cámaras con respecto al ‘suelo’ u objeto sobre el que son creadas es configurable des de ‘Herramientas>Configuración’, así

como el tamaño del objeto 3D.



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2.7.2

Luces

Además de las características de la iluminación general, configurable desde el entorno, tenemos la posibilidad de añadir luces de todo tipo e intensidad. Como es lógico son responsables del aspecto que muestra nuestro mundo y su ubicación es usada para calcular (si se activó en el ‘entorno’) las sombras que unos objeto arrojan sobre otros.

ISTRAM ISPOL VIRTUAL 3D contempla la utilización de tres tipos de luz: 





Luz onmidireccional, de intensidad constante y con todos los rayos de luz emitidos en la misma dirección. Luz tipo foco, con emisión de luz divergente, tal y como se comportaría un foco. Luz solar, con control sobre la fecha y hora exacta. Evidentemente tenemos que estar en unas coordenadas de trabajo correctas para que su efecto sea el que esperamos en el escenario.

Dependiendo del tipo de luz, el sistema de creación de las mismas solicita origen y referencia, facilitados por teclado o mediante el ratón. Posteriormente, conforme son seleccionados, las coordenadas pueden ser modificadas. Colocar luces: posición y referencia

Al seleccionar una luz (bien en el árbol o directamente sobre el escenario), el panel derecho muestra las coordenadas de la posición del foco y de la referencia (o punto hacia el que se dirige la luz). Con los botones ‘Situar’ podemos ubicar las posiciones con un

simple clic de ratón sobre la superficie deseada. Por ejemplo, colocar una fuente de luz sobre una farola y posicionar el punto que ilumina es muy sencillo. Como ya indicamos al comienzo de la sección, todos los conceptos detallados relacionados con las fuentes de iluminación son desarrollados en el capítulo 4 ‘Modelización avanzada de escenarios 3D’.

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2.8

Edición y modificación de objetos 3D

Una vez que los objetos son creados y forman parte del escenario es necesario poder efectuar algún tipo de modificación que puede afectar a la ubicación espacial del objeto, a su orientación y al aspecto que presenta en la escena. Seleccionar elementos

Al hacer clic en cualquier objeto de la escena, éste queda seleccionado, mostrándose su envolvente en el escenario y quedando además señalado correctamente en el árbol organizador. El panel lateral pasa automáticamente a modo ‘modificar’, de manera que podamos editar

y modificar el elemento.

Recordemos una vez que un objeto está seleccionado pueden aplicarse las funciones de copiar-pegar, clonación, duplicación, etc. Panel de modificación y edición de propiedades

Todos los parámetros geométricos ofrecidos durante el proceso de creación del objeto son visibles cuando el objeto se encuentra en el panel de modificación. Otros, sin embargo, solo son ofrecidos a la hora de realizar las modificaciones. El caso más simple es el material que va a tener un objeto. Esta asociación es efectuada desde el panel de modificación y no está disponible durante el proceso de creación de objetos. Ocurre algo similar durante la creación de otros elementos 3D como luces y cámaras. Como es lógico algunas propiedades no están disponibles para objetos externos o importados, pero el esquema visual de los diferentes paneles ofrecidos es siempre similar. El aspecto del panel de modificación de objetos es similar en la mayoría de los casos, mostrándose los paneles ‘dimensiones’, ‘punto de pivote’, ‘divisiones’, ‘material’, etc. de forma general y

ofreciéndose paneles complementarios específicos según sea necesario

Para el caso de cámara, luces, el panel de modificación conserva algunos parámetros (situación para el caso de cámara y luces)pero muestra otros elementos mucho más específicos. Los nodos de entorno y render pueden almacenar configuraciones particulares que también pueden ser modificadas. Lógicamente las propiedades y parámetros ofrecidos por el panel de trabajo serán muy diferentes a las ofrecidas para objetos 3D. Eliminar elementos

Podemos eliminar objetos del escenario usando dos métodos: 



Usar el árbol jerárquico y pulsar la tecla ‘suprimir’ o la opción ‘ eliminar’ del menú contextual.

La segunda opción es aplicada cuando estamos en el escenario, con un objeto seleccionado, pulsando la tecla ‘suprimir’.

En ambos casos si el objeto es simple la eliminación es inmediata, en tanto que se solicita conformación en caso de un objeto complejo o un organizador. Si la carpeta organizadora es un ‘contenedor’ de imágenes 3D (billboards) tenga en cuenta que se eliminarán los elementos del entorno cartográfico. No obstante el usuario es avisado de tal circunstancia.



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2.8.1

Edición y modificación de propiedades básicas

Además del nombre, comentario y color general del objeto, podemos cambiar también las coordenadas de origen, los valores de orientación, la posición del punto de referencia del objeto y del número de divisiones con que haya sido creado. Recuerde que puede salvar desde aquí el objeto usando el icono de disquete. Veamos en detalle algunas de las opciones: Situación y orientación Podemos cambiar la posición y orientación del objeto en cualquiera de los tres ejes. En particular el giro sobre el eje Z, por defecto, se comporta exactamente igual que el valor del azimut. La configuración de las unidades angulares se realiza en ‘Preferencias>U nidades angulares’.

Tomar cota de la escena / Usar cota actual: Estas opciones son activadas durante el proceso de creación. Dimensiones El tamaño en x,y,z (equivalente a ancho, largo y alto), así como radio/s y/o altura (en el caso de cilindro, cono y esfera) puede ser modificado. Algo similar ocurre con las divisiones.

En el caso de objetos agrupados (objetos complejos formados por varios elementos) la modificación del tamaño está en principio restringida, de forma que el cambio se aplique de forma proporcional a las otras dos dimensiones. Punto origen o pivote La modificación del punto origen o pivote modifica de forma automática el modo en que la geometría individual del objeto se vincula con el mundo 3D.

Este punto es el que recibe las coordenadas especificadas en ‘Situación’. Cada triangulo interno almacenará unas coordenadas relativas a este punto. Por defecto los objetos ‘caja’ usan la opción de coordenadas

mínimas en tanto que un cilindro usa el centro de la base.

Dimensiones de un objeto complejo o importado Los objetos ‘básicos’ creados tienen unas dimensiones o parámetros conocidos. Cuando editamos un objeto compuesto

simplemente por triángulos, o por varios objetos vinculados entre si, sólo existen ya tamaños, desapareciendo anchos, largos, radios, etc. La modificación de alguna de estas dimensiones es interpretada por la aplicación de dos formas diferentes : 



Deformación del objeto, introduciendo un valor en cada celda. Escalado en X,Y,Z si activamos ‘Mantener proporcionalidad’.

Esta última opción es muy utilizada cuando importamos un objeto que ha sido construido con otras unidades.

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2.8.2

Mover, girar y situar objetos con ayuda del ratón

En el panel Situación, podemos modificar las coordenadas y la orientación del objeto, de manera exacta usando el teclado numérica’

Como es lógico necesitamos algún medio para manipular los objetos en el espacio, usando para ello el ratón. En el último grupo del panel de modificación vemos las herramientas disponibles. Mover y situar objetos Tras pulsar la opción ‘Mover’, para desplazar un elemento sobre el escenario sólo tenemos que centrar el puntero del

ratón en el objeto y con el botón izquierdo pulsado desplazarlo hasta la ubicación deseada.

Las opciones XY, XZ , etc. son bloqueos que podemos establecer para limitar los movimientos. Por defecto el objeto solo se mueve en el plano XY (en horizontal). Debe tener en cuenta que los movimientos generados con el ratón dependen del nivel de zoom con que estemos haciendo la operación. Para terminar una operación ‘Mover’ podemos pulsar la tecla ‘escape’ o volver a pulsar sobre ‘Mover’. En ambos casos veremos que el botón ya no queda seleccionado. Al terminar una operación ‘Mover’ veremos en el panel de situación

los nuevos valores de coordenadas y orientación.

Existen dos formas de colocar un objeto sobre la superficie de otro. El primero de ellos, Situar , toma sólo la cota y el segundo método, Posar , además coloca en 3D el objeto para que ‘descanse’ sobre la

superficie inferior. En caso de que la superficie haya sido generada con un elemento de obra lineal además se orientará según el azimut del eje.

Si tenemos marcada la opción ‘Sobre Objetos’, el efecto del botón mover se combina dinámicamente con la opción ‘ Situar’: el objeto se desplaza hasta la ubicación elegida y situado en cota sobre la superficie. Al mover objetos que mantienen relaciones jerárquicas con otros, tenemos que recordar que las coordenadas que observamos en el visor son relativas al objeto padre.

Rotaciones rápidas en los tres ejes

Con estos 3 botones (Rotar X, Rotar Y, Rotar Z ) podemos aplicar giros de 90º de forma inmediata. No se traducen en rotaciones u orientaciones individuales (las que figuran en el panel ‘ Dimensiones’) sino que transforman el objeto por completo. Esta utilidad es muy adecuada cuando un objeto importado no tiene la orientación deseada.



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2.8.3

Edición y borrado de triángulos

Todas las superficies de cada cara que define un objeto están formadas por triángulos que podemos manipular, editando las coordenadas de sus vértices, eliminar el triángulo entero o ‘voltearlo’.

En ambos casos, al seleccionar cada opción, al mover el ratón por la pantalla se visualizan los distintos triángulos en color amarillo. Para ejecutar la acción solo tenemos que hacer clic en el triángulo deseado. Además de ejecutar la acción de forma individual, podemos trabajar de forma masiva o continua, moviendo el ratón con el botón izquierdo pulsado. Conforme vamos pasando por los triángulos se van aplicando el borrado o el volteo. Borrado de triángulos

Esta opción puede resultar muy útil cuando queremos quitar triángulos de un objeto o superfic ie que ‘molesta’. Un ejemplo puede ser simular una estructura sencilla con una caja a la que hemos borrado dos triángulos. También puede ser adecuada como ‘adorno’ cuando deseemos enseñar el ‘interior’ de algún objeto (la típica escena de una casa con una de sus paredes ‘transparente’) Atención, cuando eliminamos triángulos de un objeto básico (cajas, cilindros, esferas, etc.) convertimos el objeto en un elemento 3D genérico y ya no tenemos acceso a las propiedades primitivas con que fue construido (es decir ya no existe ancho, radio, etc.).

Volteado de triángulos Toda superficie 3D está formada por triángulos que tienen una ‘normal’ que indica la dirección del triangulo ‘visto’.

Los objetos 3D creados en ISPOL VIRTUAL 3D tienen los triángulos con las normales creadas ‘hacia fuera’, consiguiendo que todos los elementos sean visualizados correctamente. En ocasiones hemos encontrado material importado que no tiene las normales orientadas de forma correcta y por ello se ha desarrollado esta utilidad. Recordemos que para que el objeto pueda ser visualizado correctamente debe de tener activada la opción ’dos caras’ (ya que al borrar se estarían viendo las caras interiores).

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2.8.4

Elegir y utilizar un material. Principios básicos de los materiales El panel de edición y asignación de materiales nos ofrece una lista de carpetas (suministradas por la aplicación y también alimentable por el usuario). Para cada uno de ellos aparece en un segundo desplegable, ordenado alfabéticamente cada material según el nombre utilizado a la hora de ser definido. También observamos la ruta del archivo. El icono ‘caldero de pintura’ permite aplicar el material

sobre los objetos, con un simple clic de ratón, hasta que finalicemos la acción con un escape. Otra forma de asignar un material es directamente desde el panel de edición del objeto.

Siempre que se selecciona un objeto 3D (independientemente de si es una simple caja o todo un tramo de calzada de autovía) se ofrece en el panel de modificación de propiedades el grupo asociado al material utilizado. Se selecciona una carpeta de materiales y a continuación uno de los almacenados en la misma, bien con los botones de navegación o desplegando la lista. Estos materiales están almacenados en la librería LIBSOL. En este panel podemos definir algunas propiedades adicionales: 



Ángulo de textura: cuyo efecto es una rotación del material una vez colocado en el objeto. No funciona, como es lógico, con texturas georreferenciadas. Normal por vértice: cada triangulo esta formado por tres puntos y por defecto sólo usaremos una normal por vértice que lógicamente será compartida por los triángulos adyacentes. La aplicación de los efectos de iluminación utiliza este valor para aplicar los algoritmos de reflexión.

En ocasiones, cuando la densidad de información es pobre o existen cambios buscos de pendiente, se producen resultados pobres. Para solucionar este problema, desactivaremos esta opción, creándose una normal por cada triángulo observando como mejora el aspecto del material. Tenga en cuenta que esta opción requiere un consumo de memoria mayor que la opción ‘ normal por vértice’.



También se ofrece una casilla para especificar si el material si va a ser aplicado a las dos caras del objeto. Cada triangulo tiene una cara ‘por delante’ y otra por detrás, que a menudo no es necesario ver. Por norma general no debemos de ‘perder tiempo’ en aplicar material a algo que no se ve, a no ser que

queramos que se refleje en otro objeto o que nuestra cámara esté observando el objeto desde dentro o desde ‘abajo’. 

Grado de transparencia: No necesita mucha explicación. Gradúa de 0 al 100% el grado de transparencia.



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El concepto de material

Los materiales son contemplados en ISPOL VIRTUAL 3D como elementos a los que definimos unas propiedades físicas con la intención de que muestren un aspecto visual cuando sean u sados para ‘vestir’ un objeto. Los materiales son asignados a cada objeto almacenando la ruta del fichero en que están definidas sus propiedades. Cuando guardamos un escenario, se almacena siempre este dato. Los materiales son llamados siempre en forma de ‘vínculo’ a archivo.

Cada material lleva asociados unas propiedades: color ambiental, difuso y especular, grado de transparencia y brillo, y una textura basada en archivos digitales que es usada como ‘mapa’ a la hora de ser colocada ‘encima’ del objeto. Esta textura puede ser aplicada según dos modos: mediante ‘repeticiones’ (tal y como vemos en la

ilustración) o en una unidad (toda la imagen ocuparía la superficie completa).

Como funciona la asignación de materiales

La filosofía de trabajo de ISPOL VIRTUAL 3D está pensada para que un material pueda ser aplicado ‘como vinculo’ a un número indeterminado de objetos, estén estos en el mismo proyecto o no. Dicho de otra manera, el material ‘material_001.3dm’ puede ser modificado y todos los objetos que lo usen quedarán automáticamente actualizados.

Los archivos de escenario guardan la ruta de cada material almacenado en LIBSOL.

Este sistema tiene varias ventajas, la primera de ellas es que los proyectos tienen menor peso, al no tener que almacenar materiales, la segunda es que se garantiza la reutilización de proyectos 3D. Un usuario en otro equipo verá el escenario exactamente igual que usted, ya que la librería es la misma. Automatización de la asignación de materiales

Como veremos en el capítulo dedicado a la representación de proyectos de obra lineal, la generación de geometría 3D para un proyecto de obra lineal y la asignación de materiales, está gobernada por un fichero de configuración cuyo cometido es automatizar el proceso. Editar un material

El acceso al menú de materiales se realiza haciendo clic en el icono de las esferas decoradas con damero rojo y negro La modificación del aspecto de un material afecta a todos los objetos que lo utilizan, ya sean éstos del proyecto 3D actual o de cualquier otro. Por ello es preciso tener precaución a la hora de cambiar algún material y sobre todo sin haber consultado el capítulo 4 de ‘Modelización avanzada de escenarios 3D’.

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2.9

Herramientas y utilidades En este menú se localizan diferentes funciones de todo tipo, agrupadas por un primer sistema de botones. En esta área están localizadas, además de las herramientas de configuración del programa, algunas funciones que permiten gestionar los modelos digitales triangulados o importar material generado por otras aplicaciones Configuración de ISTRAM ISPOL VIRTUAL 3D

La configuración de la aplicación puede efectuarse en dos lugares diferentes: el propio entorno de ISTRAM ISPOL VIRTUAL 3D y también desde ‘Preferencias>Virtual 3D’ del menú principal de ISPOL. Las opciones que ofrece el cuadro de diálogo ya han sido explicadas en el epígrafe ‘Configuración del espacio de trabajo’

2.9.1

Operaciones con modelos triangulados

Como ya sabemos, los modelos digitales triangulados de ISPOL pueden estar almacenados en ficheros de extensión .ttp. Para poder utilizarlos desde el entorno VIRTUAL debemos de cargarlos y no son más que un mero objeto 3D, como veremos en el capítulo dedicado a la representación de cartografía y proyectos de obra lineal. Su geometría es utilizada para ‘recortarse’ con un proyecto de obra lineal.

Los modelos son cargados de forma general desde el menú general de ISPOL ‘Modelos Triangulados’, pero también

podemos hacer estas operaciones desde el entorno Virtual.

La opción de carga de un fichero TTP sustituye el actual si éste estaba cargado. Solo puede existir un modelo triangulado, aunque podemos cargar los que necesitemos como ‘objeto 3D’ usando la opción Vincular TTP. La diferencia entre los dos sistemas de carga es que en el segundo caso se pierde el concepto de ‘modelo topográfico’

tal y como es contemplado desde ISPOL.

La carga de los archivos vinculados queda almacenada en el proyecto 3D, de forma que cuando salvamos y recuperamos un escenario se cargan todos los archivos TTP vinculados.

Cargar y almacenar modelos triangulados

Como es lógico, en ocasiones será necesario cambiar de modelo digital sin necesidad de abandonar el entorno 3D. Para ello basta con ejecutar la opción ‘ Cargar TTP ’. A partir de ese momento será el modelo ‘activo’ a todos los

efectos.

También podemos salvar un modelo digital desde el entorno VIRTUAL 3D, tenemos dos opciones: 



Desde el escenario, usando el icono de disquete del panel de modificación de objetos (no confundir con los de escenario). Esta operación es realmente una conversión. El modelo queda grabado como un objeto 3D. Este objeto, si se carga posteriormente, no podrá ser utilizado en operaciones topográficas, pero puede resultar muy útil, ya que podemos utilizarlo en el entorno VIRTUAL como otro elemento 3D más. Desde el menú de herramientas, usando la opción ‘Salva TTP’. En este caso, si hemos borrado o editado

triángulos desde el entorno Virtual, el TTP almacenado sigue manteniendo una estructura correcta y puede ser cargado desde ‘ISPOL’ como otro .ttp cualquiera.

En el caso de estar trabajando con el módulo virtual desde proyectos de obra lineal, ISTRAM ISPOL 3D manipula el modelo cargado para efectuar los ‘agujeros’ necesarios que permitan visualizar desmontes y terraplenes sin intersecciones extrañas que oculten elementos de un eje. Ese modelo puede ser guardado si lo consideramos conveniente y reutilizado con posterioridad en otros lugares de ISPOL.



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Vincular modelos digitales en formato Grid Binario ISPOL

Este tipo de modelos digitales recogen una rejilla regular. Su precisión, como es lógico, es inferior a la proporcionada por un modelo triangulado. Sin embargo son muy apropiados a la hora de representar grandes extensiones de terreno, debido a que internamente son separados en ‘trozos manejables’.

La principal ventaja de estos elementos es que permiten ‘segmentar’ la información y aplicar la correspondiente

ortofoto de una forma mucho más efectiva a nivel computacional (al estar descompuesta la información en unidades manejables, el nivel de detalle de las ortofotos aplicadas puede ser superior a cuando éstas son aplicadas a un único modelo digital triangulado). En el capítulo 4 ‘Modelización avanzada de escenarios 3D’ explicamos este tipo de elementos en profundidad. Importar material 3D procedente de ISPOL y otras aplicaciones

La comunicación necesaria de la aplicación con otros programas y con algunas partes del propio ISPOL es proporcionada a través de la opción ‘ Importar ’ del menú de herramientas y utilidades. Las opciones asociadas a ‘Importar otros objetos creados con ISPOL’ están desarrolladas para poder cargar material 3D generado con la versión de ’Fotorrealismo’ y por algunas funciones de ISPOL que generaban ‘escamas’ u

objetos 3D Caras.

En el capítulo 4 ‘Modelización avanzada de escenarios 3D’ se describen a fondo las funciones de importación.

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2.10

Definición de entornos, render y animaciones

Aunque estos elementos son descritos en profundidad en el capítulo 4 ‘Modelización avanzada de escenarios 3D ’ es preciso dar aquí a conocer sus aspectos básicos, ya que en el caso del ‘render’ nos permiten disponer de una

instantánea o fotografía del escenario.

Concepto de entorno

El entorno en ISTRAM ISPOL VIRTUAL 3D es definido como el medio, fondo, ambiente o condiciones donde va a ser representado el escenario. Los parámetros y propiedades que podemos definir permiten recrear ciertas condiciones del mundo real, tales como la niebla, el color e intensidad general de la luz, el modo en que se proyectan las sombras, etc.

También se define un elemento muy importante ‘el mapa de entorno’, que es directamente responsable del

aspecto reflectivo de los objetos.

Algunos elementos configurables en cámaras, como el ángulo visual o las distancias de los planos corto y lejano o el grado de atenuación y difuminado de las luces, completan el modo en que puede ser observado el escenario. Render. Interpretación del mundo 3D para obtener una imagen 2D La generación de una ‘fotografía’ o de una secuencia de vídeo es posible gracias a la ‘renderización’ del

mundo 3D cuyo resultado es una imagen 2D (fotografía o fotograma).

El proceso a seguir por el usuario es en principio muy simple, basta con que pulse en el icono ‘render’ y en unos pocos segundos obtendrá una imagen de su escenario. El visor ofrece la posibilidad de almacenar la imagen obtenida con un nombre y una ubicación determinada (por defecto de llama ‘imagen’ y se guarda en la carpeta de trabajo). El sistema de renderizado trabaja en colaboración con los parámetros del entorno y con las fuentes de iluminación definidas. Las características que aplicamos a la cámara activa también son tenidas en cuenta, de hecho los resultados son generados pensando en la situación y enfoque que tenga la cámara activa. Para que poder tomar una ‘instantánea’ y obtener

resultados de forma muy sencilla solo tenemos que hacer clic en el icono ‘acción’.



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Simulación del movimiento, rotación, y propiedades físicas

Como veremos en su momento, con ISTRAM ISPOL VIRTUAL 3D se pueden crear espacios de tiempo en los que suceden determinados eventos. El más sencillo de todos es el desplazamiento de un objeto sobre la escena desde una ubicación a otra, siguiendo una trayectoria que denominamos ‘guía’.

La vinculación de un objeto a una guía es contemplada por ISTRAM ISPOL VIRTUAL 3D como un bloqueo de movimientos. El objeto 3D, cámara o luz ya no puede desplazarse libremente. Como veremos en su momento, al vincular una cámara a una línea guía obligamos al sistema a seguir en todo momento cada punto clave definido. El objetivo más normal de esta acción es el de poder generar una secuencia de video dinámica. También podemos efectuar otro tipo de simulaciones sencillas basadas en rotación y cambio de color y transparencia. En el primer caso se posibilita que existan movimientos rotarios en el escenario tal y como sucede con las ruedas de un vehículo. La posibilidad de aplicar una transparencia o color de diferente valor en un momento de la escena permite añadir efectos visuales que abren un mundo de posibilidades en cuanto a la presentación de proyectos. El concepto animación va ligado de forma intrínseca a la co ncepción de un ‘mundo cinematográfico’, utilizando los mismo recursos que aplican la mayoría de las aplicaciones multimedia basados en un sistema de guión, con actores y papeles. En nuestro caso los actores son los diferentes objetos de nuestro escenario (coches, semáforos, etc.) en tanto que los desplazamientos, rotaciones y cambios de color o transparencia son los ‘papeles’.

Generación de secuencias de vídeo

El concepto animación va ligado de forma intrínseca a la generación de videos. No tiene sentido generar una secuencia de video en la que no se mueve nada. Como mínimo es necesario imprimir un movimiento a la cámara desde la que se va a generar la secuencia. Como veremos en su momento, una línea guía lleva asociada de manera implícita una escala de tiempo. Dicho de otro modo de aquí a allí vamos a tardar 40 segundos y ese tiempo es el que queremos usar para generar el vídeo. La vinculación de la cámara a una línea guía es instantánea y podemos generar de inmediato el vídeo, tardando éste un tiempo determinado que dependerá del peso de nuestros escenario y de la potencia del ordenador. En el capítulo 5 ‘Render, animaciones y secuencias de vídeo’ describimos en profundidad todos las funciones ofrecidas por ISTRAM ISPOL VIRTUAL 3D en el campo de la animación y de la generación de películas en formato .avi.

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ISTRAM ISPOL v10.13

VIRTUAL 3D

3

Representación 3D de cartografía y proyectos de ingeniería

ISTRAM ISPOL VIRTUAL 3D está diseñado para generar de forma inmediata escenarios a partir de cartografía, modelos digitales del terreno, así como proyectos de obra lineal (carreteras, ferroviarios y de tuberías). El hecho de poder „navegar‟ por el escenario representa una ventaja competitiva, permitiendo valorar más rápidamente la relación entre el proyecto y el entorno. La evaluación de alternativas es inmediata, mucho más fácil de entender que en el entorno 2D habitual. El entorno de trabajo ya conocido donde creamos simples cajas, añadimos cámaras y luces, etc. es el espacio de trabajo donde vamos a construir la geometría 3D del proyecto de obra, enriqueciendo a posteriori el mundo generado con todo tipo de objetos 3D. Una vez generada la geometría 3D del proyecto de obra lineal, a la que se aplican materiales de forma sencilla, veremos que además se han interpretado determinadas líneas, símbolos y células de la cartografía, que ahora de forma automática poseen un aspecto 3D . También se proporcionan herramientas sencillas pero potentes para definir animaciones, con vehículos circulando a velocidades conocidas y cámaras que en todo momento „filman‟ la escena desde puntos fijos o en movimiento. Contenido de la unidad >

Representación de cartografía

>

Representación de modelos digitales del terreno

>

Imágenes 3D para símbolos y células, Billboards

>

Geometría 3D de proyectos de obra lineal

>

Cálculo dinámico de ejes y actualización de material 3D

>

Consejos y estrategias de trabajo

INDICE 01 1

3.1

3.2

3.3

3.4

3.5

02 2

ISTRAM ISPOL v10.13 | VIRTUAL 3D | Representación 3D de cartografía y proyectos de ingeniería 03

04

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Escenarios 3D con cartografía y proyectos. Generalidades ............................................................................ 1 3.1.1 Descripción del sistema de comunicación entre entornos .................................................................... 2 3.1.2 Representac ión 3D de e lementos ISPOL .......................................................................................... 3 3.1.3 Ficheros de configuración y librerías que deben estar presentes............................................................ 4 3.1.3.1 Contenido de la l ibrería grafica i spol\lib .............................................................................. 5 Sistema de trabaj o, carga y almac enamient o de esc enarios ........................................................................... 8 3.2.1 Organización de los elementos en el árbol jerárquico ........................................................................ 8 3.2.2 Almacenamiento de la información ............................................................................................... 9 3.2.3 Actualiz ación de la informaci ón geomé trica ................................................................................... 10 Representac ión 3D de e lementos cartográfic os ......................................................................................... 11 3.3.1 Representac ión de entidade s line ales .......................................................................................... 12 3.3.2 Representac ión de símbolos y células con imá genes 3D (billboards) ....................................................... 14 3.3.2.1 Parámetros de definic ión de imág enes 3D (bil lboards), confi guración ........................................... 15 3.3.2.2 Funciones de l editor de sím bolos y células a te ner en cuent a..................................................... 17 3.3.2.3 Parámetros del p anel de creaci ón y modificac ión de imá genes 3D ............................................... 18 3.3.2.4 Almacenam iento de la con figuraci ón de billboards, adve rtencia s ................................................ 19 Representac ión de modelos di gitales del t erreno ...................................................................................... 20 3.4.1 Modelos digi tales de tipo GRID o rejilla MDT .................................................................................. 22 3.4.2 Aplicar te xturas a m odelos digit ales. Ortofot os georrefer enciadas ........................................................ 24 Representac ión de proyectos de obra lineal ............................................................................................ 25 3.5.1 Cálculo y representac ión 3D de un eje de obra lineal ........................................................................ 26 3.5.2 Configuración del conversor obra lineal –geometrí a 3D (ispol3dOLC.c fg) .................................................. 28 3.5.2.1 Ispol3dOLC.cfg, estilo „Carretera / autovía nueva‟ ................................................................. 3 1 3.5.3 Métodos de cá lculo de l os eje s de un proyecto ................................................................................ 32 3.5.3.1 Cálculos rápidos en RAM ................................................................................................. 33 3.5.3.2 Cálculo y c arga de ej es con defi nición de cruces (acuerdos) ...................................................... 34 3.5.4 Otros ele mentos 3D asoci ados a un proy ecto .................................................................................. 35 3.5.4.1 Elementos constructi vos asoci ados a e structura s y tún eles ........................................................ 35 3.5.4.2 Recorte y actualiz ación de m odelos digit ales triangu lados ........................................................ 37 3.5.4.3 Representac ión de marcas viales ....................................................................................... 38 3.5.4.4 Calcular y actualiz ar la informa ción relat iva a m arcas viale s ..................................................... 41 3.5.5 Almacenami ento de proyectos de obra li neal en escenario s 3D ............................................................. 42 3.5.6 Elementos necesario s para obtener buenos resultados ....................................................................... 43

3.1

Escenarios 3D con cartografía y proyectos. Generalidades

Como ya indicamos en el capítulo de introducción, los elementos de cartografía y topografía (ficheros EDM/EDB y modelos digitales del terreno-ficheros TTP) son representables de inmediato en el entorno fotorrealista. Los elementos procedentes de un proyecto de obra lineal son también construidos con ayuda de un „guión‟, en el que definimos las superficies a representar de cada perfil.

Construcción del escenario 3D

De la misma forma que en un mundo básico formado sólo por cajas, esferas y objetos 3D complejos, los elementos ISPOL también quedan vertebrados por la estructura de datos montada en el árbol jerárquico, que posee nodos específicos para cada elemento. Con el escenario construido, aplicar materiales (por ejemplo una ortofoto para el modelo digital), decorar la escena con árboles, elementos indicadores, señalización vial o inserción de vehículos, es extremadamente rápido y sencillo. Lo mismo podemos decir en cuanto a la ubicación y animación de las cámaras que usemos a la hora de realizar la secuencia de video. La lectura del capítulo previo en el que se explica el entorno de trabajo de ISPOL VIRTUAL 3D es esencial, en tanto que algunos detalles avanzados destinados a realizar presentaciones y modelaciones avanzadas, así como animaciones, son descritos en las unidades didácticas posteriores. Sistema de representación, descripción general

El contenido del archivo de cartografía puede estar formado por polilíneas, símbolos, textos, células e imágenes. Inicialmente existe una representación inmediata de las polilíneas, que se dibujan en modo alámbrico. El resto de los elementos debe de ser transformado en una imagen 2D que pueda ser ubicado en el espacio 3D, son las imágenes 3D o billboards. Este proceso es llevado a cabo por la aplicación de forma automática y transparente. Por otra parte, el modelo digital del terreno, formado por triángulos que se almacenan en un archivo TTP, es cargado de inmediato por la aplicación. Con posterioridad podemos aplicar una ortofoto de calidad configurable por el usuario. El entorno del proyecto o del mundo a representar queda así fácilmente definido. En cuanto a los proyectos de ingenieria hechos con ISTRAM ISPOL: carreteras y autovías, trazados ferroviarios, tuberías, canales, etc., su representación 3D es obtenida en función de la modelización automática de la geometría que define cada „capa‟ o elemento del perfil transversal (por ejemplo la calzada es representada de inmediato ya que se conoce su superficie y los códigos que son utilizados). Para ambos „mundos‟ existe una configuración que automatiza la „conversión‟ y los cálculos que sean necesarios en cada caso. Descubrirá la sencillez y potencia de esta filosofía de trabajo, diseñada pensando en la productividad del usuario.



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3.1.1

Descripción del sistema de comunicación entre entornos

La representación de elementos cartográficos, modelos digitales del terreno y proyectos de obra lineal de todo tipo está integrada de tal manera en la aplicación que casi no necesita explicación. Si los datos están cargados, y los ejes calculados, al entrar al entorno virtual el usuario se encuentra observando su proyecto a „vista de pájaro‟. No es necesario realizar ningún cálculo o proceso de importación adicional. Tan solo se requiere la presencia de algunos ficheros de configuración (suministrados por la aplicación) que se encargan de automatizar los procesos de representación. Al acceder al módulo VIRTUAL 3D, accesible desde el menú principal (y también desde obra lineal de forma más específica), observaremos una ventana de progreso que nos informa de los cálculos que se realizan, mostrándose al término de los mismos el escenario 3D con los elementos existentes.

En el siguiente esquema vemos la operativa seguida por la aplicación, observando claramente en enlace existente entre cada entidad. Todo este proceso de cálculo se realiza de forma transparente y automática, como es lógico emplea una cantidad de tiempo que depende del volumen de información y de la potencia de su ordenador. El sistema de comunicación que es necesario establecer con el entorno 3D se encarga de transformar todos los elementos geométricos vectoriales en elementos sólidos formados por superficies trianguladas. En el caso de símbolos y células, se construye una „caja‟ transparente donde se coloca un billboard de forma que veamos una imagen 3D. Como vemos en la ilustración, el entorno virtual está descompuesto en dos áreas, una formada por la información proveniente del entorno ‟normal‟ ISPOL y otra alimentada exclusivamente desde el mundo Virtual.

Como vemos, el origen de la información general es único: el archivo de cartografía. La inserción de nuevos elementos desde el entorno 3D se realizará creando los datos en el entorno cartográfico. Así, al almacenar el archivo EDM/EDB se guardan todas estas entidades, pudiendo ser utilizadas de nuevo bien por nosotros o por otro usuario, facilitando el trabajo en equipo.

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3.1.2

Representación 3D de elementos ISPOL

Las siguientes fichas describen a fondo el modo en que cada entidad es representada en el entorno virtual. Cartografía y modelos digitales triangulados Entidad

Tipo de representación

Líneas

- Alámbrica - Sustitución por sólidos lineales paramétricos Dependiendo de la configuración definida en el fichero ispol3dBB.cfg

Símbolos y células

Textos Modelos triangulados

- Generación de una imagen interna con el aspecto que tiene en cartografía - Utilización de una o dos imágenes externas - Combinación de los métodos anteriores Solo son representados mediante la generación de una imagen interna. Así, para representar un texto, éste debe de ser un atributo de símbolos o células. Los modelos digitales almacenados en ficheros TTP son inmediatamente representados como entidad 3D, pudiendo aplicar un material de textura normal o basado en ortofotos georreferenciadas.

Proyectos de Obra lineal Entidad


Superficies de Ejes

- Interpretación de las instrucciones escritas en el fichero ispol3dOLC.cfg que extraen datos de las superficies de cada perfil y construye geometría triangulada. - Aplicación automática de materiales (pavimento, desmonte, terraplén, etc) según el estilo definido en el fichero ispol3dOLC.cfg. Cálculo automático y transparente de las entidades lineales y puntuales definidas en el apartado „marcas viales‟ de ALZADO.

Marcas viales

Cruces y entronques

Estructuras

- Sustitución de las líneas generadas por sólidos paramétricos. - Sustitución de los símbolos y células de las entidades puntuales por imágenes 3D (billboards) usando la misma filosofía de trabajo definida para el caso de las entidades puntuales cartográficas. La generación del material 3D para estos elementos está vinculada al modo de cálculo que efectuemos desde ALZADO. Dicho de otro modo, si están activadas las opciones de cálculo de cruces y las opciones ENLACE y RECALCULA, se calculan los perfiles correspondientes y de éstos se extrae la información 3D para ser enviada al entorno virtual. En el fichero ispol3dOLC.cfg se declaran los estilos de cálculo y representación asociados a las estructuras, calculándose las siguientes superficies 3D: - Tableros y pilas de viaductos según datos definidos en „Estructuras‟ (ALZADO). - Estribos: parte frontal y conos de derrame. - Emboquille de túnel: parte frontal y conos. En el epígrafe dedicado a la construcción y representación de estructuras (mostrado más adelante se describe en detalle como traba a la a licación los arámetros a de inir activar.

Modelado de superficies Entidad


Superficies 3D

- Las superficies calculadas pueden ser grabadas en formato TTP (modelo triangulado) y cargadas desde el entorno VIRTUAL mediante la función „Herramientas>Mod. digitales>Vincular TTP‟.



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3.1.3

Ficheros de configuración y librerías que deben estar presentes

Para que todo funcione correctamente, es necesario que los archivos de configuración y comportamiento sean correctos y estén ubicados en el lugar correcto. Lo normal es que todo funcione correctamente, sólo cuando se realizan modificaciones manuales en estos archivos es cuando hay riesgo de que algo no funcione bien. En todo caso los fallos nunca significan una pérdida de datos, ya que todas las opciones se limitan a definir el modo en el que son visualizadas las entidades. Para que ISPOL VIRTUAL 3D funcione perfectamente es necesaria la presencia de: -

Los ficheros de configuración para VIRTUAL 3D : ispol3dOLC.cfg e ispol3dBB.cfg La librería específica de VIRTUAL 3D : \ISPOL\LIBSOL La ultima versión de la librería gráfica de entidades \ISPOL\LIB Librería LIBSOL

Aunque es posible utilizar ISPOL 3D sin la presencia de su librería específica LIBSOL, como es lógico no podrá visualizar los elementos con las texturas y objetos que suministramos en el CD de instalación. Si por alguna razón no dispone de la misma o desea actualizarse puede descargarla vía FTP (consulte nuestra página web o contacte con nuestro departamento de soporte y asistencia técnica para conocer los datos de acceso). Por el momento solo es necesario conocer que en ella se almacenan materiales, billboards y objetos 3D que se seleccionan de forma sencilla usando cómodos desplegables. En la ilustración vemos el contenido de la carpeta LIBSOL El subdirectorio „tmp‟ es utilizado por el programa para generar y utilizar varios tipos de datos. No borre esta carpeta ya que pueden producirse resultados inesperados e incluso una terminación anormal del programa. Aunque veremos en este capítulo conceptos relacionados con la selección de elementos almacenados en LIBSOL, es en el capítulo „Modelización avanzada‟ donde se describe y explica en su totalidad. Ficheros de configuración

Los ficheros ispol3dBB.cfg e ispol3dOLC.cfg deben de residir en la librería declarada según la jerarquía definida (.\lib, \libuser o \ISPOL\lib). Con ellos se sigue la misma filosofía de trabajo de siempre: el usuario puede definir configuraciones especiales y alojarlas en librerías de proyecto y/o de usuario. La misión de estos ficheros es la siguiente: 

Ispol3dBB.cfg. En este fichero se especifica el aspecto que van a tener los símbolos y células en el entorno

3D. Esta definición es muy sencilla, solo tiene que hacerse una vez y ya está disponible para todos los proyectos. Un cómodo cuadro de diálogo nos permite manejar esta información.

Aunque es posible realizar una edición manual (con el bloc de notas, por ejemplo), recomendamos tener la mayor precaución posible. 

Ispol3dOLC.cfg: Configuración del modo y tipo de materiales aplicados a cada elemento de un eje de obra

lineal. En este fichero, tal y como veremos se describen las partes del perfil que queremos representar y el aspecto (material) de las mismas. La presencia de este fichero es indispensable para poder representar un eje de obra lineal. Si no existe el programa entraría al entorno virtual, pero como es lógico no veremos nada.

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3.1.3.1

Contenido de la librería grafica ispol\ lib

La última versión de librería básica \iSPOL\lib debe de estar siempre presente. Como ya vimos anteriormente, existe un „lenguaje‟ que permite transformar líneas, símbolos y células en elementos 3 D o billboards. La librería básica está equipada con un buen número de sólidos paramétricos, símbolos y células preparados para decorar correctamente su escenario. El catálogo de elementos específicamente desarrollado para VIRTUAL 3D se clasifica según el siguiente esquema:

Entidad / Intervalo

Contenido

Entidades 3D

Indicadores varios (punteros, indicadores, etiquetas de cota y pk, etc.) S 1300 - 1379 Billboards Internos C 1330 – 1339 C 1380 - 1389

Entidad / Intervalo

Contenido

Usos del suelo S 2500 – 2649

Vegetación y arbolado

Clasificación por tipo : 2500 - 2519 Clima atlántico 2530 – 2541 Arbustos y jardinería 2550 – 2569 Clima mediterráneo 2580 - 2599 Vegetación de ribera 2600 - 2620 Clima tropical


Entidades 3D

Imágenes 3D externas (Billboards externos)


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Entidad / Intervalo

Contenido

Entidades 3D

Señalización horizontal L 3150 – 3249

Marcas viales (Normativa 8.2 IC)

Sólidos paramétricos (QA)

S 3150 – 3199

Símbolos para marcas viales

Imágenes 3D internas (billboards Internos)

Cebreados para isletas y entronques

Imágenes 3D internas (billboards Internos)

S 3200 - 3249 (reservados)

C 3200 – 3230

Entidad / Intervalo Balizamiento L 3250 - 3300

Contenido

Entidades 3D

Barreras y balizamiento.


Entidad / Intervalo Ferrocarril L 406,407,408

Contenido

Entidades 3D

Carriles y traviesas


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Señalización vertical S 3250 – 3699 C 3250 – 3699

Señalización vertical (8.1 IC y Reglamento de circulación)

Imágenes 3D internas y externas (billboards)

3250-3319 3320-3449 3320-3450 3320-3451

Señalización Peligro (P) S. reglamentación (R) Señales de indicación (S) Otras señales : Balizamiento, hitos arista

Los símbolos y células están del grupo 3250–3699 están sincronizados Por ejemplo el símbolo 3250 representa la señal SE_P001.tif. La célula 3250 representa el símbolo 3250, con ayuda de dos líneas indicadoras (tipo „llamada‟), permitiendo que queden dispuestas sin molestar a la cartografía vectorial del proyecto Ambos representan en 3D la misma señal, fruto del „dibujado‟ del símbolo y su contenido, tal y como está configurado en el archivo de billboards.

Recuerde que las 1000 primeras posiciones de la librería están ocupadas por líneas, símbolos y células totalmente básicos para el funcionamiento correcto de la aplicación. Las 4000 posiciones siguientes están ocupadas por una librería general para cartografía y virtual 3D. En esta parte 2 (1000 – 4999) es donde hemos desarrollado los enlaces entre entidades ISPOL y mundo 3D, y donde de forma continua vamos a realizar mejoras. Aunque puede ser modificada por el usuario, se recomienda no manipularla. Quedan las posiciones 5000 - 9999 para que los usuarios creen su propia librería de forma totalmente libre.



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3.2

Sistema de trabajo, carga y almacenamiento de escenarios

En este epígrafe se describen algunos elementos relacionados con la filosofía de trabajo de la aplicación que es preciso conocer. La información se organiza utilizando el árbol jerárquico, cuyo manejo ya conocemos. La dinámica que debemos emplear para guardar e intercambiar información esta basada en un sistema de carga de escenarios y mezcla de información 3D estática y de datos 3D generados por la aplicación en los procesos de cálculo. Cuando accedemos al modulo VIRTUAL 3D, se genera geometría 3D de la cartografía, los modelos digitales triangulados y de los ejes de un p royecto de obra lineal, que es almacenada por „referencia‟ en el árbol jerárquico. En el escenario se almacena el aspecto y estado de estos elementos, pero no se guarda, en principio ningún dato de geometría alguna. Existe sin embargo la manera de convertir esa información en sólidos 3D puros, que sí son almacenados como un objeto más. En posteriores sesiones, la aplicación tiene en cuenta automáticamente que hay algunos ejes „fijados‟ como objetos 3D y otros que siguen siendo calculados „sobre la marcha‟. En los siguientes epígrafes explicamos la mecánica de trabajo en profundidad.

3.2.1

Organización de los elementos en el árbol jerárquico

Para que los conceptos explicados aquí sean entendidos con propiedad es necesario que cargue un archivo de cartografía y el modelo digital triangulado que la define. También es necesario insertar varios árboles, señales de tráfico y alguna línea con representación paramétrica (consulte la lista ofrecida al principio del capítulo). A continuación acceda al módulo VIRTUAL 3D desde el menú lateral y espere unos pocos segundos mientras se construye el escenario y se transforman algunos elementos. Construcción del escenario básico inicial

En la primera „conexión‟, ISTRAM ISPOL lee la información existente y realiza una primer a representación tridimensional, se colocan automáticamente una cámara (ubicada en el sur de la escena y apuntando al norte) y dos luces direccionales opuestas (pensadas para que todos los objetos estén iluminados). Además del escenario se construye un árbol jerárquico, donde cada elemento es dispuesto en el organizador que le corresponde, similar al que vemos en la ilustración.

En el primer acceso, quedan abiertos de forma automática algunos nodos principales, quedando cerrados aquellos que por su volumen de información nos impedirían observar la estructura general. Los nodos que contienen información disponen de un icono „expansor‟.

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3.2.2

Almacenamiento de la información

Un escenario virtual se compone de dos partes principales claramente diferenciadas: 

Cartografía, modelos digitales del terreno y proyectos de obra lineal

Estos elementos son cargados en el escenario de forma „vinculada‟ y su almacenamiento se realiza de forma independiente. Dicho de otro modo: la cartografía se guarda en ficheros EDM/EDB, los modelos triangulados en ficheros TTP y la obra queda almacenada bien en los ficheros de proyecto (POL, VOL, CEJ, etc.), bien en los ficheros de perfiles de proyecto (ispol1.per, ispol2.per, etc.). 

Estructura jerárquica del proyecto, geometría 3D y elementos específicos del escenario virtual

Quedan grabados todos los sólidos 3D definidos, así como las cámaras, luces, entornos, sistemas de render y animaciones. Debe quedar muy claro que no se guardan con el escenario ninguno de los elementos descritos en el punto „ Cartografía, modelos digitales del terreno y proyectos de obra lineal ‟ (sólo se almacenan los materiales aplicados, que son siempre cargados de forma dinámica). Por supuesto, y como veremos en su momento, se ofrece la posibilidad de transformar modelos TTP y geometría de proyecto en sólidos 3D (evidentemente se pierde la funcionalidad original de cada uno de ellos, ya que se convierten en meras superficies trianguladas). En el caso de los ejes, cuando transformamos uno en un sólido 3D estamos de alguna forma „fijando‟ la información e indicándole al programa que ese eje no se debe de calcular más.

Como se almacenan los datos

Una vez conocida la estructura del proyecto virtual, es necesario especificar las extensiones del los archivos que pueden estar siendo usados. Esa información es esencial si queremos compartir nuestro proyecto o realizar una copia de seguridad del mismo. En el siguiente cuadro reproducimos la lista de archivos implicados: Cartografía digital Modelos digitales del terreno Definición de proyecto de obra lineal Elementos de librería gráfica

Ficheros en formato EDM/EDB Ficheros en formato TTP Ficheros POL, VOL, CEJ ... * / Ispol#.per Todos los símbolos, células y sus componentes almacenados en la librería activa **

Escenario de ISPOL VIRTUAL 3D Material 3D vinculado Objetos y elementos de librería LIBSOL

Fichero de extensión .e3d Ficheros de extensión .3do Materiales y objetos 3D ***

Otros elementos específicos de ISPOL VIRTUAL 3D

Archivos de extensión .3d*

* La mejor forma de „aislar‟ todos los ficheros asociados a un proyecto de obra lineal se consigue con la función „Guardar/pol‟ (ofrecida en el cuadro de diálogo de „PROYECTO‟), que se ocupa de almacenar en una ca rpeta independiente todos los archivos necesarios. ** Estos archivos pueden ser almacenados de forma inmediata con la utilidad „Crear librería del dibujo actual‟ (creando una c arpeta lib_edm que recoge todos los elementos utilizados) *** En el área de Herramientas y utilidades de ISPOL VIRTUAL 3D existe una función que „audita‟ el proyecto y nos informa de los elementos utilizados. De todas formas, si utiliza material propio es conveniente que esté localizado en carpetas de fácil identificación dentro del directorio LIBSOL. Consulte el capítulo „Modelización avanzada‟ donde se describe la estructura de e sta carpeta.



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3.2.3

Actualización de la información geométrica

Aunque todavía no hemos profundizado en la forma de crear proyectos 3D, es necesario que sepamos de antemano como va a comportarse el programa a la hora de actualizar y/o cargar información. Actualización de elementos cartográficos, modelos y ejes de un proyecto de obra lineal

La mecánica es muy sencilla. El entorno inicial de trabajo esta formado por cartografía, modelo digital triangulado y/o un proyecto de obra lineal. Al acceder al módulo virtual se calculan las geometrías 3D de estos elementos, pudiendo existir un „abandono temporal‟ del escenario 3D (con el botón minimizar) con la intención de realizar alguna modificación. La actualización del material es efectuada entonces mediante el menú contextual del escenario. Los cambios son tenidos en cuenta siguiendo alguno de los siguientes procesos: 







Las líneas de la cartografía se representan de forma alámbrica y su modificación es actualizada de forma inmediata con un simple zoom de ratón o un „resize‟ de la ventana. Cuando la cartografía ha sido cargada desde dentro de Virtual 3D, es necesario realizar una actualización manual mediante el menú contextual „Actualizar>Cartografía‟. La modificación de un modelo digital triangulado (que hayamos realizado desde el entorno ISPOL) debe de ser actualizada en el escenario mediante el menú contextual „Actualizar>Topografía‟. La generación y actualización de los sólidos paramétricos y de las imágenes 3D asociadas a símbolos y células debe ser ejecutada de forma manual por el usuario, usando las opciones „Actualizar>Líneas Paramétricas‟ y „Actualizar>Imágenes 3D (Billboards)‟ del menú contextual. La actualización de las geometrías 3D de las superficies de los ejes de un proyecto de obra lineal es llevada a cabo mediante la opción „Actualizar>Obra y recortar terreno con obra‟. En este caso se realizan cálculos para „agujerear‟ el modelo triangulado y permitir así la correcta visualización de los diferentes ejes, que en el caso de desmontes no serían visibles (la aplicación maneja internamente dos copias del MDT, una original y otra modificada). Si no deseamos que se realice este recorte, seleccionaremos la opción „Actualizar>Obra‟. Mediante la opción „Actualizar>Recortar terreno con obra‟, se actualizará únicamente el recorte del terreno con la obra. Abrir y cargar escenarios

Como ya sabemos la inserción de sólidos 3D (vehículos, sistemas de iluminación, etc), la creación, ajuste y modificación de luces, cámaras, entornos, sistemas de render y animaciones es mantenida por el archivo de escenario (.e3d). El nombre de este archivo queda almacenado por la aplicación de forma interna y siempre es abierto hasta que pulsemos en la opción „Nuevo‟. De este modo, el acceso en „vacío‟ al entorno virtual siempre recogerá los últimos datos salvados. A la hora de cargar información usaremos el panel específico donde podemos definir de forma sencilla los elementos que vamos a conservar del escenario actual y los que añadiremos del que cargamos. El nombre del proyecto virtual seguirá siendo el mismo, al igual que los datos almacenados: después de una operación de carga debemos salvar el escenario para contemplar la adicción de elementos efectuada. Con este sistema es muy sencillo montar escenarios „compuestos‟ Las opciones de carga y almacenamiento son ofrecidas al hacer clic en el nodo „escenario‟.

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3.3

Representación 3D de elementos cartográficos

Como ya sabemos, las entidades cartográficas en ISPOL están formadas por líneas, símbolos, células, y textos. También existe la posibilidad de tener cargado un modelo digital triangulado del terreno. Aunque disponemos de un visualizador 3D alámbrico en el propio entorno cartográfico, aquí puede plantearse el uso del entorno virtual como explorador de cartografía. Como veremos más adelante, el modelo digital del terreno puede ser „vestido‟ de inmediato con una ortofoto georreferenciada.

Representación de la información vectorial

Al acceder al entorno virtual se produce una transformación que permite ver en 3D algunos elementos. Recordemos de nuevo la sistemática del proceso: -

Líneas: son representadas en 3D si existe una definición de sólido paramétrico, de lo contrario su representación es alámbrica.

-

Símbolos y células: su presencia en el mundo 3D está controlada por el sistema de billboards.

-

Modelos digitales: se representa la superficie 3D formada por los triángulos.

Alguna de estas entidades también son utilizadas en algún momento a la hora de representar proyectos de obra lineal (en el entorno cartográfico), como es el caso de las marcas viales. Así, los conceptos que aquí expliquemos son de aplicación general. Estrategias de trabajo

Salvo la inserción de elementos 3D puros como objetos, luces, cámaras, etc., cuya inserción en el escenario se hace con las herramientas propias del entorno virtual, es recomendable alimentar la cartografía con elementos que vayan a tener una representación 3D. Esta tarea puede ser re alizada de dos maneras: 



Simplemente debe de saber que elementos tienen representación 3D y añadirlos a la cartografía, colocándolos en cota de forma correcta, posteriormente ejecute la opción „Actualizar>Imágenes 3D (Billboards)‟ desde el entorno virtual. Recuerde que también es posible añadir símbolos y células desde „Imagen 3D‟, ofrecido en la barra de herramientas „Crear>Imagen 3D‟. Estos elementos son visualizados de inmediato.

En ambos casos, recuerde que debe de almacenar la cartografía en un fichero EDM/EDB. La filosofía de trabajo planteada permite que la misma información pueda ser utilizada indistintamente a nivel 2D y 3D, ya que como vemos se pueden representar de dos formas diferentes en cada entorno. Así, todo el trabajo empleado en preparar un informe cartográfico de cualquier tipo o un anejo de señalización vial es inmediatamente aprovechado en el escenario 3D.



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3.3.1

Representación de entidades lineales

Las líneas de ISTRAM ISPOL son representadas, en principio, de forma alámbrica de forma automática, quedando vinculadas al nodo „cartografía‟. Son visualizadas con el mismo color con que aparecen en el entorno cartográfico. Por defecto, el nodo de cartografía está desactivado ya que en la mayoría de las ocasiones la geometría del entorno 2D puede ‘molestar’ a la visualización del mundo 3D.

Las líneas de la cartografía, pueden ser utilizadas a la hora de construir sólidos 3D ya que existe un „ enganche a vértice de línea‟, cuando lo activamos con el menú contextual del ratón, vemos un punto de color morado cuando el cursor pasa cerca de un vértice. En caso de estar construyendo o moviendo algún tipo de entidad, la información „capturada‟ es utilizada para devolver las coordenadas. Representar sólidos paramétricos asociados a las líneas

Como ya hemos explicado anteriormente, la aplicación ofrece un sistema para poder representar sólidos 3D. Siguiendo con la filosofía de trabajo planteada, la información que generamos en cartografía sirve de inmediato para el entorno virtual, es decir, no es necesario crear nuevos elementos que solo vayan a residir en el escenario 3D. Este tipo de líneas, además de existir en el nodo „cartografía‟, cuando son construidas por la aplicación quedan almacenadas en el árbol jerárquico dentro del nodo „L.Paramétricas ‟. A su vez, dentro de él son agrupadas por tipo de línea, tal y como vemos en la ilustración. Esta filosofía de agrupación es aplicada también en el caso de líneas asociadas a ejes de un proyecto de obra lineal. La visualización de cada nodo, como vemos, es totalmente independiente. En ocasiones el „peso‟ de estas entidades puede „molestar‟, en ese caso podemos desactivar su visualización en el árbol jerárquico. Tenga en cuenta que una barrera simple de calidad media puede generar del orden de 30-40 triángulos por metro lineal. Dos formas de crear los elementos ‘sólidos’

Los sólidos paramétricos pueden tener dos maneras de ser entendidos. Pueden ser usados para representar el ancho o grosor de determinado tipo de líneas, como es el caso de las marcas viales (líneas de borde, pasos de cebra, etc.) Por otro lado, también pueden servir para representar un sólido definido por extrusión longitudinal, tal y como es el caso de las barreras de seguridad, los carriles de la vía ferroviaria o cualquier otro tipo de elemento singular. Es interesante tener en cuenta que estos elementos van a comportarse como un sólido 3D más, reaccionando frente a las fuentes de iluminación, mostrando los reflejos necesarios y arrojando las sombras apropiadas.

La representación de líneas paramétricas se realiza también obteniendo datos del apartado „marcas viales‟ en „ALZADO‟, de donde se extraen los datos de forma transparente (se calculan sin intervención del usuario). Esta opción está contemplada en las preferencias d e ISPOL VIRTUAL 3D bajo el epígrafe „Calcular marcas viales al entrar desde ALZADO‟. En este caso, en el árbol jerárquico quedan asociadas a nodos „ L.Paramétricas‟ independizados para cada eje, lo que hace más cómodo su manejo.

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Definición de sólidos paramétricos

La definición de estos elementos responde a la necesidad de representar en 3D elementos lineales: tubos, barreras, muros, marcas viales, etc. Para realizar este enlace haremos uso de la definición de sólido paramétrico, enlazando este elemento con cada tipo de línea desde el editor de tipos de línea. (En la celda „Sólido‟) La definición de los sólidos paramétricos se almacenan en archivos QA### que residen en la librería activa. Un buen consejo es que la numeración de estas entidades coincida con el número de línea con el que están enlazados. (es decir para la línea L3150 tener un QA3150) Se definen dos partes: el elemento lineal propiamente dicho y un elemento vertical que hará las veces de „ poste‟. Para cada uno de ellos disponemos de una especificación RGB que define el color que dichos elementos van a tener en el mundo 3D. El cuadro de diálogo es muy sencillo, el significado de algunos parámetros es el que sigue: 





Incremento de cota: Este valor es mecanizado para „ayudar‟ a que l as marcas viales puedan ser vistas con claridad cuando están encima de la calzada (de otra forma podría haber cierta confusión ya que existirían dos objetos en el mismo plano) Distancia trazos y longitud trazos: estos parámetros son de aplicación en el caso de marcas viales discontinuas.

Por ultimo podemos activar la definición de un poste que será creado como un prisma rectangular usando las dimensiones X,Y,Z, una distancia sobre la línea para crear el primer elemento y un intervalo fijo para crear los siguientes. Este poste puede hacer las veces de traviesa, en el caso de querer representar el trazado de vía de un eje de tipo ferrocarril.

Recuerde que la librería \ispol\lib ofrece un completo catálogo de marcas viales y elementos lineales de todo tipo, tal y como indicamos al comienzo de este capítulo.



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3.3.2

Representación de símbolos y células con imágenes 3D (billboards)

Los tipos de entidad símbolo y célula (así como los textos que forman parte de ellos) puedan tener una representación 3D diferente de la que vemos en el entorno cartográfico. Esta diferencia puede ser definida en función de varios conceptos: -

Que estos elementos tengan una disposición horizontal en el plano cartográfico y sin embargo tengan que estar „de pie‟ en el escenario 3D.

-

Al querer dotar nuestro escenario de „realismo‟, ciertos símbolos se tienen que ver con un aspecto 3D totalmente diferente a la forma 2D inicial.

-

La necesidad de mirar siempre a la cámara, bien porque sea interesante su visualización (caso de elementos de información) o porque sea apropiado (caso de un bosque de árboles). Todos estos casos son solucionables mediante la utilización de billboards o imágenes 3D. Estos elementos son imágenes 2D que colocamos en el espacio 3D. La forma en que se realiza esta „sustitución‟ esta gobernada por la configuración almacenada en el fichero ispol3dBB.cfg, cuya explicación veremos a continuación. C ada símbolo o célula que vaya a tener una representación 3D debe de estar declarada en este archivo. Sólo veremos en 3D las entidades que tengan una representación declarada.

La utilización de estos elementos permite representar de forma muy rápida elementos complejos (cuya geometría 3D sería muy laboriosa de definir) que pueden ser sustituidos por una imagen digital plana dispuesta en el espacio 3D. Así, árboles, señales de tráfico, carteles de información, etc. pueden ser usados para enriquecer nuestro escenario de una forma muy rápida a nivel de usuario y a nivel computacional. Billboards internos, externos y combinaciones

Los „billboards internos‟ son generados sólo con la información grafica del símbolo o célula tal y como se ve en el entorno cartográfico. La aplicación prepara un „lienzo‟ donde se va a „dibujar‟ el símbolo o célula (con todo su contenido), a continuación se podrían añadir hasta dos imágenes externas (por ejemplo un poste). En el caso de las señales de tráfico hemos usado una combinación de la imagen de la señal y un poste basado en una imagen externa. Dependiendo de la variabilidad de la información tenemos : - Billboard interno único: se genera una imagen con el aspecto de la entidad puntual y los atributos alfanuméricos contenidos (textos). - Billboard interno clonado: el proceso es idéntico al caso anterior, pero se generan clones para las repeticiones. Este es el caso de una señal de tráfico que no contenga información variable (textos). - Billboard externo: se utiliza exclusivamente una imagen externa, y los objetos son generados como „clones‟. Este tipo es el aplicado en el caso de los árboles. En la librería facilitada por la aplicación (ispol\lib y LIBSOL) tenemos ejemplos de las tres posibles formas.

Recuerde que en las librerías \ispol\lib y LIBSOL (la específica de ISPOL VIRTUAL 3D) se ofrece un completo catálogo de elementos: señalización horizontal y vertical, árboles, etc Descripción del vocablo ‘Billboard’ descrito en ‘wikipedia’: ‘A method of rendering sprites in 3D computer graphics’

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3.3.2.1

Parámetr os de definic ión de imágenes 3D (billboa rds), configur ación

Cada símbolo símbolo o célula tiene un „enlace‟ con una representación 3D. Podemos definir, como ya hemos comentado: 

El estilo de la entidad en el mundo 3D: 0: Billboard interno único: Si la entidad es representada tal y como se ve en el entorno cartográfico y además está previsto que varíe, por ejemplo porque muestre un texto variable. 1: Billboard externo: La entidad es representada con una imagen externa. 2: Billboard interno clonado: Es igual que el caso 0, pero los elementos no van a variar. Los valores 0,1 y 2 son asociados a cada entidad en el fichero de configuración mediante el editor del sistema (Crear (Crear objetos>Imagen 3D>Icono ). La utilización responsable de los valores 0 y 2 puede ser totalmente decisiva en el rendimiento de la aplicación. Utilice el valor 0 sólo para símbolos o células que tienen un contenido variable.



Si vamos a utilizar una o dos imágenes externas para acompañar a la imagen principal.



Los tamaños y posiciones relativas de todos los elementos anteriores dentro del „lienzo‟. El origen de coordenadas es el mismo en posición horizontal. Para el caso de una posición vertical, el origen 0,0 x,z del mismo coincide con el 0,0 x,y del símbolo o célula original. Así, una señal de tráfico tiene que ser ubicada +0,+2.76 con respecto al 0,0 del lienzo, viéndose así de forma correcta. Los indicadores formados por las células 1330 –1339 no necesitan desplazamiento, desplazamiento, pero sí los del grupo 1380 –1389 que llevan un imagen de „flecha‟ indicadora.



La posición horizontal o vertical del elemento y su „auto„auto-orientación‟.



El grupo „temático‟ o clase donde d onde va a ser introducida para luego ser ofrecida por los desplegables.



La calidad o tamaño en píxeles con que van a ser generadas las imágenes para textura. El „lienzo‟ lienzo‟ donde vamos a „dibujar‟ los l os elementos debe tener unas dimensiones conocidas en píxeles, la aplicación ofrece 4 tipos de tamaño: 0:128x128

1:256x256

2:512x512

3:1024x1024

Estas dimensiones también pueden ser identificadas con las calidades „Borrador‟, „Normal‟, „Media‟ y „Alta‟. Una relación de 1-2 píxeles por cm. es suficiente para mostrar una señal de trafico a una distancia razonable (evidentemente a menos de 1 metro se verá algo pixelada). Las señales ofrecidas por la librería están definidas con imágenes de 256x256 píxeles y declaradas en el sistema de billboards con calidad 1 (256x256). Como veremos a continuación, todos estos valores son editados con un cómodo cuadro de diálogo.


EPRESENTACIÓN 3D DE CARTOGRAFÍA Y PROYECTOS PROYECTOS DE INGENIERÍA R EPRESENTACIÓN

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Calidad de representación final

Una vez definido el tamaño para cada elemento, la aplicación ofrece una calidad de representación final: borrador, media y alta, que se traduce en tamaños 1/2, 1/1 y 2/1 relativos al original. Esta opción ha sido programada para permitir que el usuario maneje con soltura escenarios „pesados‟ durante el proceso d e definición, activando el modo „alta‟ cuando va a generar los resultados finales. Así una calidad de 512x512 asociada de forma individual se puede convertir en 256x256, 512x512 ó 1024x1024. La activación de la calidad en escenario se configura indistintamente en las preferencias ISPOL > Virtual 3D, en „Herramientas y „Herramientas y utilidades>Configuració utilidades>Configuración‟ n‟ y en el sistema de render. Para cada tipo de visualización es necesario emplear una serie de recursos computacionales destinados destinados a crear la información que es „trasladada‟ al motor 3D para ser posteriormente visualizada en el mundo virtual. Dependiendo de la potencia del ordenador (procesador + memoria ram), la navegación por el escenario puede resultar rápida o lenta, dependiendo del modo de visualización, especialmente en modelos con mucha información. Definir una asociación símbolo / célula > billboard

La edición de todo el sistema de trabajo anterior es gestionada mediante un cuadro de diálogo que lanzamos desde „Crear objetos>Imagen 3D‟, usando el icono de „Configuración‟ „Configuración‟ . Para cada símbolo o célula declarados en el sistema, se definen todos los parámetros anteriormente descritos. Es evidente, que las entidades aquí declaradas deben de existir en la librería grafica (si no existen simplemente se informa de que no se localizan). La aplicación monitoriza la modificación de algún parámetro y/o la adición o supresión de un elemento, informando al usuario del número de modificaciones modificaciones „activas‟.

Actualizar y salvar la configuración Actualizar ‟ se realizan dos tareas a la vez: la primera de ellas pone al día la „biblioteca Al pulsar sobre la tecla „ Actualizar interna‟, en tanto que la segunda refresca el escenario. Cuando pulsamos en la tecla „ Salvar ‟ se realiza una actualización automática, no hacerlo podría generar una situación confusa no deseable. La ‘actualización de la biblioteca interna’ es un simple proceso cuyo fin es generar los billboards de ‘muestra’ que aparecen en aparecen en el panel de creación de objetos. En este caso, sólo se generan aquellos que hemos modificado. Este ‘catálogo’ que se genera en la carpeta \LIBSOL\tmp, es generado en la primera instalación y siempre que actualicemos la versión del programa. La duración de este proceso, que depende en todo caso de la potencia del equipo, suele consumir un tiempo apreciable, que de todas formas sólo se ‘gasta’ en estas ocasiones.

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3.3.2.2

Funcione s del editor de símbolos y células a tener en cuenta

Como ya hemos indicado, solo tenemos que tener en cuenta que el 0,0 de nuestro símbolo o célula puede estar en posiciones posiciones relativas al „lienzo‟ 3D. En los editores de símbolos y células no hay que hacer ningún tipo de ajuste, sólo recordar que podemos usar una imagen jpg o tiff, y especificar un color transparente.

Parámetros específicos para células

Para el caso caso de las células, tenemos una posibilidad de especificar desde que comando vamos a „leer‟ la información para generar la imagen a disponer en el lienzo „3D‟. Esta posibilidad está programada para tener en cuenta las líneas de „llamada‟ que forman estas entidades, ent idades, y descartarlas para la representación 3D Este es el caso de las señales de tráfico C 3250 -3699 que en cartografía disponen de las dos líneas de „indicación‟, mientras que la representación que realizamos en el „lienzo‟ de trabajo solo contiene los contiene los comandos adecuados, que en este caso consisten exclusivamente exclusivamente en dibujar un símbolo asociado. En otras ocasiones se descartan otros muchos elementos de definición que no queremos que se representen en el lienzo 3D. En ambos casos, si existe una asociación es visualizada en la parte inferior del panel derecho [Imagen 3D (Billboard) -> Sí o No].



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3.3.2.3

Parámetr os del panel de creació n y modifica ción de imágene s 3D

Como ya sabemos, los símbolos y células existentes en cartografía y con un enlace 3D son representados en el entorno virtual. También podemos crear estos elementos en el mundo 3D, creándose por tanto los símbolos y células correspondientes en la cartografía. Recordemos que en ese caso debemos de guardar el archivo EDM/EDB, para que en posteriores sesiones conservemos los datos. Para acceder a las funciones de creación de imágenes 3D o billboards accedemos al panel „Creación de objetos>Imagen 3D‟. El método de creación individual, una vez pulsado el botón crear, espera un clic de ratón en el lugar donde queremos situar el elemento. En caso de estar insertando el billboard encima de elemento de obra lineal, se usa el azimut de forma automática (escribiéndose el ángulo Z). En modo siembra se pueden crear y asociar imágenes 3D de forma masiva. Recordemos que está contemplada la variación aleatoria de los valores de escala X e Y, especialmente desarrollada para la siembra superficial de árboles, permitiendo generar un aspecto natural del bosque generado. Así, el funcionamiento de „Variación tamaño‟ aplica un porcentaje a una valor aleatorio que multiplica por 0.5 a 2 veces el tamaño original. Las imágenes 3D son creadas en el nodo „Imágenes 3D‟ y dentro de el se clasifican según Símbolos y células. Al borrar un nodo se borran de forma global todos los símbolos o células contenidos en él, y por ende de la cartografía donde están insertados.

Modificación de billboards

Una vez creado (bien desde cartografía o directamente desde el entorno virtual) podemos modificar alguna de las características del objeto „Imagen 3D‟. La imagen 3D se comporta en el escenario como un elemento 3D más. Podemos modificar sus coordenadas, y su tamaño y ángulo de orientación Z, permitiéndonos así ubicar el billboard de forma totalmente libre. Este ajuste es calculado de forma automática por la aplicación en el momento de la creación del objeto y posteriormente se tiene en cuenta cuando usamos la opción mover o situar con la opción „Z de escena‟) Los otros dos ángulos, nos permiten ajustar el billboard al la superficie donde descansa, significando ajuste en peralte y pendiente en el caso de que estén ubicados encima de un elemento de obra lineal. Las opciones mover, situar y posar funcionan exactamente igual que para otros objetos 3D. La opción posar, en el caso de que estar usando una superficie de un eje de obra lineal, toma el azimut de forma automática. Únicamente se encuentran desactivadas las opciones de rotación general. 18 44



3.3.2.4

Almacena miento de la configur ación de billboards , adverten cias

Toda la información relativa al aspecto y enlace símbolos / células > billboards es mantenida por el fichero ispol3dBB.cfg, y controlada por el cuadro de diálogo que permite su cómoda edición. Este fichero utiliza el sistema de jerarquías de librerías mantenido por ISPOL, es decir, puede estar en la librería básica, en la de usuario y en la de proyecto. De esta forma puede alimentar su propio sistema de forma independiente al ofrecido por la instalación básica del programa. Las clases o tipos son almacenados en el fichero billboards.xml (almacenado en ISPOL\LIBSOL\Billboards\). Está contemplada la posibilidad de usar varios lenguajes (de los soportados por ISPOL), de forma que la clase „Señalización Vertical‟ pueda ser vista por un usuario inglés como „Vertical singposting‟, por ejemplo. La aplicación controla las fechas de archivo para detectar si ha habido cambios en el fichero ispol3dBB.cfg, regenerando toda la información en caso de que tenga una fecha posterior a los archivos almacenados en la carpeta LIBSOL\tmp. La información almacenada en el directorio ISPOL\LIBSOL\tmp no debe de ser manipulada, ya que podemos provocar una situación de error y una terminación anormal del programa. Estos archivos no deberían de ser editados de for ma manual (aunque es posible, siempre con un editor ascii ‘plano’ como el ‘notepad’), ya que podemos cometer algún error y provocar que la aplicación termine anormalmente.



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3.4

Representación de modelos digitales del terreno

Los modelos digitales del terreno generados desde TOPOGRAFÍA son automáticamente cargados cuando se entra en el escenario fotorrealista. Tanto si son generados sobre la marcha como si proceden de un archivo TTP previamente almacenado, residen en memoria hasta finalizar la sesión de trabajo. Como veremos un poco más adelante, existe la posibilidad de cargar estos archivos en modo „vínculo‟, es decir, Virtual 3D los incorpora al escenario como sólidos 3D. La fuente de información es la proporcionada por un archivo TTP, que luego se comporta como un sólido 3D. Una vez cargados, quedan integrados en el árbol jerárquico del escenario y podemos interactuar con ellos de forma similar al resto de los objetos 3D del programa, aunque debemos recordar que en principio son elementos externos al escenario y si son modificados deben ser almacenados de forma manual usando las herramientas de ISPOL o del propio VIRTUAL 3D. Asignación y modificación de propiedades

Para el caso de los modelos sólo podemos actuar sobre el material utilizado en la representación del elemento. Algunas opciones (aplicadas a otros objetos 3D) no están disponibles, como mover, posar, coordenadas de origen, etc. ya que este elemento posee una georreferenciación no modificable. Existe, sin embargo, la posibilidad de borrar triángulos, permitiéndonos volver a grabar el modelo para fijar los cambios realizados (opción „salvar TTP‟ del menú de herramientas). Un modelo digital puede ser salvado como un objeto 3D puro. Para ello simplemente debemos pulsar sobre el icono „disquete‟ . Al aplicar está operación, el objeto generado ya no es un modelo digital triangulado y por tanto no podrá ser usado como tal. Como vemos en la ilustración, se ofrece la posibilidad de elegir un material y definir algunos parámetros de aplicación del mismo. La aplicación de una material es posibilitada de inmediato, usando alguno de los ofrecidos por el desplegable, tal y como vemos en la ilustración. La opción „Dos caras‟ permite aplicar la textura a las caras posteriores de los triángulos, en tanto que la opción „Normal por vértice‟ debe ser desactivada solo en aquellos casos en los que exista un relieve considerable (ya que al desactivar esta opción se calcula una normal por triángulo, generándose muchísima más información). Al poder aplicar de forma inmediata todo tipo de imágenes, ya sean éstas ortofotos o imágenes generadas con algún tipo de análisis (como la utilidad „IMAGEN por .ttp‟), las posibilidades creativas son inmensas. Cálculo automático de la intersección entre modelo digital y proyecto de obra

Inicialmente, el objetivo es poder representar el relieve del terreno, así como integrar nuestro proyecto de obra lineal en el entorno topográfico. De manera transparente Virtual 3D calcula las intersecciones 3D entre los taludes de los elementos definidos y el terreno. Esta acción „recorta‟ (crea islas en las que no hay triángulos) el modelo para que la visualización sea correcta, de lo contrario no sería posible ver los desmontes. Aunque veremos esta característica de la aplicación a continuación, mencionemos que la estructura de trabajo de VIRTUAL 3D está diseñada para contemplar un único terreno activo que es utilizado por los elementos diseñados en obra lineal o modelado de superficies a la hora de realizar las „actualizaciones‟ del terre no. La acción de recorte sólo es efectuada con el TTP cargado en el entorno „modelos digitales triangulados‟ y en ningún caso con los ttp‟s vinculados o los objetos ‟grid binario ispol‟.

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Herramientas para cargar modelos digitales

El modelo digital „principal‟ puede ser cargado desde el menú habitual de ISPOL (modelos digitales triangulados), quedando en memoria hasta el término de la sesión. En „Herramientas y utilidades>Modelos digitales‟ se ofrecen otros métodos de carga y almacenamiento. Cargar TTP Este modo carga un archivo TTP con la intención de que sea el modelo digital principal del escenario, con el que (si es el caso) realizar las operaciones automáticas de „agujereado‟ necesarias para que un proyecto de obra lineal quede perfectamente integrado. 

Cargar el fichero desde el entorno virtual tiene el mismo efecto que la alimentación desde el menú propio de modelos digitales triangulados: el ttp queda cargado en memoria. Vincular TTP Con esta segunda opción, los modelos son cargados como un objeto más, pero en modo „vinculado‟. Al almacenar el escenario se almacenan los nombres de los archivos vinculados. De esta manera, el fichero de escenario es más ligero, al no tener que guardar la geometría del modelo digital. 

En el caso de carga en modo vínculo, la aplicación permite una carga múltiple. Esta opción es muy útil a la hora de incorporar TTP‟S recortados procedentes de un proyecto de gran extensión, que como sabemos no podría ser correctamente presentado con ortofotos, ya que éstas tienen una limitación. Herramientas para salvar modelos digitales

La modificación del modelo digital puede ser efectuada con las herramientas del menú de modelos triangulados de ISPOL y también mediante las herramientas de edición y borrado desde el propio VIRTUAL 3D. Una vez seleccionado el objeto TTP, mediante la herramienta „Borrar triángulos‟ podemos efectuar „agujeros‟ de forma manual. También debemos tener en cuenta que la integración de un proyecto de obra lineal en su entorno topográfico (definido mediante un modelo triangulado) necesita de un correcto „agujereado‟ para que quede bien integrado. Estas modificaciones efectuadas en un TTP deben ser almacenadas de forma manual por el usuario. Para salvar los modelos digitales triangulados tenemos dos opciones: 



Convertir éstos a objetos 3D puro, usando el icono „guardar„, del panel de modificación de objetos, perdiendo en este caso su significado y funcionalidad original. Es evidente que este objeto ya no puede comportarse como un modelo digital „clásico‟ (no puede ser usado para extraer perfiles u otras acciones). Usar la opción „Salvar TTP‟ del menú de „Herramientas y utilidades>Modelos digitales‟. En este caso se conserva el formato original y funcionalidades del formato TTP. Cualquier modificación efectuada sobre el modelo digital (incluso la operación de recorte que se efectúa para integrar el proyecto de obra lineal) puede ser almacenada de nuevo en el archivo TTP.



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3.4.1

Modelos digitales de tipo GRID o rejilla MDT

Los modelos digitales de tipo „rejilla‟ generados desde la opción „Rejilla MDT‟ (módulo de modelado de superficies) consisten en una rejilla regular de tamaño fijo, dividida en bloques de n x n metros, de forma que al estar „troceada‟ sea mas manejable y nos permita, por ejemplo, aplicar ortofotos de calidad variable en función de la distancia a la cámara. También son creados por la herramienta de importación de modelos en formato „FLOAT GRID‟. Este tipo de formato es utilizado por numerosos organismos del ámbito geoespacial para distribuir esta información, que en muchos casos es gratuita (un buen caso es el servicio WCS de la IDEE –Infraestructura de datos espaciales española). La estructura de estos ficheros es similar a los „ASCII GRID‟, con la diferencia de que usan un formato binario de mayor rendimiento. Grado de precisión y funcionalidad de los modelos tipo GRID

Como es lógico representan el terreno con un grado de detalle inferior a los modelos triangulados de topografía, pero su manejo es tremendamente más rápido. Este tipo de elementos puede ser usado para vistas lejanas o cuando la resolución no sea un aspecto importante. La aplicación trata estos modelos de una forma específica y gracias a su estructura es posible aplicar texturas georreferenciadas a terrenos de gran extensión sin que tengamos problemas de memoria. Es más, es su principal razón de ser (además claro está de permitir cargar modelos del terreno descargados desde los distintos servidores de cartografía). Como veremos en el apartado de definición de materiales, existen una serie de parámetros pensados para que la carga y aplicación de imágenes georreferenciadas sea dependiente de la distancia de visualización. Por el momento, está técnica solo puede ser aplicada usando estos objetos. Crear y cargar modelos tipo GRID Binario ISPOL

Los ficheros „Grid binario ISPOL‟ son generados desde el módulo „Modelado de superficies‟ y se cargan en el escenario con la opción „Cargar Grid binario ISPOL‟, que se ofrece en el panel de „Herramienta y Utilidades‟ El nombre de los archivos queda almacenado en el árbol del escenario y en posteriores sesiones se reabrirían de forma automática. Es importante que hayan sido generados con un tamaño de bloque y de separación idóneo para la misión que deben cumplir. Por un lado deben de permitir representar el relieve de la zona y por otro ser capaces de recibir texturas georreferenciadas (procedentes de una ortofoto). La función que genera dichos archivos pide dos datos: tamaño del bloque y tamaño de la rejilla a generar. El número de triángulos resultante por bloque es muy sencillo de calcular: Nº triángulos binario = 2 x (Tamaño de bloque / rejilla ) 2

Si la extensión de terreno que cubren es normal (inferior a 10 Km) pueden ser generados en bloques de 1000x1000 metros. Para un tamaño mayor es aconsejable usar tamaños de bloque de 500 x 500 m, y en caso de necesitar mayor grado de detalle y rendimiento podríamos ir a 100 x 100 m. Los tamaños anteriores tienen que ser combinados con el tamaño de la rejilla para con ocer el „peso‟ de cada bloque. Así, para un tamaño de rejilla de 30 m. (como el servido por el IGN a través de la IDEE), un tamaño de bloque de 500 metros significa 2*17*17 = 578 triángulos, que es una cantidad extremadamente ligera.

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Opciones del cuadro de diálogo ‘Rejilla / GRID MDT’

Esta función es accesible desde el módulo „Modelado de superficies>Útiles ISMOS>Rejilla MDT‟. El cuadro de diálogo con el que se generan los ficheros de rejilla es el siguiente: La función sirve para generar rejillas ASCII o binarias, en formato ASCII GRID o FLOAT GRID (ambos generados por aplicaciones ESRI). Para el caso de la opción „GRID BINARIO ISPOL‟ se solicita un tamaño de bloque que es entendido, como ya hemos explicado, con el valor a usar para „partir‟ el modelo inicial y tener así un terreno „manejable‟ basado en trozos. De forma opcional se nos permite aplicar una línea de contorno para delimitar un poco más la zona a utilizar. Importar modelos en formato FLOAT GRID

Para importar ficheros en formato FLOAT GRID, simplemente seleccionaremos el selector „Fichero externo‟ en el apartado „Origen de la información‟. La información almacenada en este tipo de formatos utiliza dos ficheros, uno con extensión .flt y otro .hdr. En este último es donde se encuentran los datos imprescindibles que permiten leer correctamente la información (a la hora de descargar este tipo de datos, es habitual que hayan sido comprimidos con la utilidad Winrar. Simplemente debe descomprimir estos archivos en una misma carpeta). Cargar modelos GRID Binario ISPOL en el escenario 3D

La función de carga está accesible en „ Herramientas y utilidades>Mod.digitales>Cargar Grid binario ISPOL‟. Al pulsarla se solicita un nombre de fichero de extensión .bin. Una vez cargado, observamos que se crea en el árbol un nodo en el que quedan alojados todos los bloques según fueron definidos. A la hora de aplicar una textura normal o georreferenciada, Virtual 3D asume que todos los objetos que estén alojados en el nodo „bin‟ pertenecen a un mismo modelo de terreno. Así, basta con asociar la textura a uno sólo de ellos para que sea aplicada a la totalidad de los „trozos‟ en que ha sido dividido. Si decidimos salvar el escenario, el modelo GRID queda almacenado „por referencia‟ o vinculado, es decir, no se guarda la geometría 3D sino el nombre completo del fichero. De esta forma, el escenario es bastante más ligero. Recuerde entonces que es necesaria la existencia del fichero .bin en su lugar correcto (si decide compartir su proyecto 3D tiene que adjuntar este fichero junto con el escenario .e3d). Estos elementos pueden ser almacenados como un sólido 3D más, perdiendo entonces la funcionalidad inicial (ya no se comportaría como un elemento de un modelo GRID).



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3.4.2

Aplicar texturas a modelos digitales. Ortofotos georreferenciadas

Aunque la definición y aplicación de materiales es explicada en el capitulo „Modelización avanzada‟, vamos a explicar aquí algunas cuestiones básicas relacionadas con la definición y utilización de ortofotos georreferenciadas, con la intención de permitir que el usuario pueda aplicar de inmediato una imagen al modelo triangulado. Además de las ortofotos típicas es posible utilizar imágenes georreferenciadas generadas por diversos procesos de análisis, como por ejemplo en el caso de „IMAGEN por .ttp‟ que permite crear una „cobertura‟ de colores en función de los valores de cota u otra información.

Las ortofotos se comportan como cualquier otra imagen que definamos como textura d e un material. En este caso, la aplicación ofrece un panel de definición específico y destinado a recoger imágenes georreferenciadas. Los materiales „ortofoto‟, al contrario que el resto de los materiales, se almacenan en la carpeta de trabajo, dentro de la carpeta .\libsol\ donde deben de residir los posibles ficheros .3dm. La ruta de las imágenes es almacenada con la definición de material, pudiendo residir en cualquier ubicación (aunque recomendamos que estén guardadas en la misma ubicación que el proyecto 3D). A la hora de definir el material, en el panel de „materiales‟, seleccionaremos el último ítem del desplegable „carpeta‟, llamado [Ortofotos]. Esta carpeta en realidad no existe, sirviendo exclusivamente como „agrupador‟ de todas las ortofotos presentes en su carpeta de trabajo. Para añadir una ortofoto, simplemente añadiremos un nuevo material, pulsando en el botón „Nuevo‟. A continuación, en la sección „Parámetros de Textura‟, especificaremos la ruta del archivo a utilizar. También se permite elegir una ruta „global‟, donde residan varias imágenes, escogiendo la aplicación las necesarias de forma automática.

La utilización de ortofotos a grandes extensiones de terreno se realiza de forma progresiva , cargando más o menos resolución dependiendo de las necesidades de cada momento. Consulte el capítulo „Modelización Avanzada‟ donde se explica a fondo este proceso. La aplicación de ortofotos a modelos digitales extensos consume un porcentaje importante de la memoria de su ordenador. Por otro lado, la ‘soltura’ con que se m aneje el escenario en estos casos, dependerá de la potencia de su equipo y del volumen de datos a manejar. Para solventar estos problemas, VIRTUAL 3D utiliza una técnica de texturación segmentada, consistente en aplicar texturas de tamaño progresivo en función del tamaño que un objeto ocupa en pantalla. La aplicación de esta técnica depende de la potencia de su tarjeta gráfica, del tamaño y resolución espacial de las ortofotos y del tamaño de los objetos sobre los que se aplica.

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3.5

Representación de proyectos de obra lineal

La principal característica de ISPOL VIRTUAL 3D es su capacidad para representar de forma rápida e intuitiva proyectos de obra lineal, liberando al usuario de pesadas tareas de definición y carga de objetos. De hecho, el entorno 3D se comporta casi de manera transparente. La construcción de escenarios con carreteras y autovías, proyectos de ferrocarriles, etc. es llevada a cabo por la aplicación siguiendo un sencillo esquema:

El aspecto 3D de cualquier eje del proyecto es obtenido a partir de la información almacenada en los perfiles transversales, usando el sistema de superficies y códigos de ISPOL. A continuación veremos como especificar los elementos que queremos representar y como queremos que sea su aspecto.

Elementos y funcionalidades específicas de la geometría calculada para obra lineal

La geometría 3D calculada „dota‟ a los elementos de un proyecto de obra lineal de funcionalidades especiales. El ratón, al pasar sobre la superficie 3D, puede obtener información sobre el eje, su PK y azimut. Otra importante función es que es posible aplicar texturas de forma automática según la dirección o sentido de nuestra carretera o autovía, evitando la necesidad de definir parámetros adicionales. Por otra parte, la creación de objetos (cajas, objetos 3D, imágenes 3D, etc.) se beneficia de forma automática de la información que poseen estos elementos, usándola para orientar los elementos en las tres direcciones necesarias: azimut, en peralte y en pendiente.



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3.5.1

Cálculo y representación 3D de un eje de obra lineal

El sistema de trabajo con el que Virtual 3D crea un escenario 3D con ejes de obra lineal sigue un esquema muy sencillo pero a la vez totalmente versátil y potente. Este esquema sigue una filosofía basada en cálculos, representación, recálculo, actualización de geometría y/o aspectos, etc., que se suceden sin pausa durante el proceso. Veamos a continuación los puntos básicos: Asociar estilos a cada eje

En el fichero ispol3dOLC.cfg es donde se definen los posibles „estilos‟ de construcción que podemos asociar a cada eje, y con los que debe de trabajar obligatoriamente ISPOL Virtual 3D.

La asociación de estilos, para cada eje, se efectúa en la pestaña „General‟ de „Alzado‟, tal y como vemos en la ilustración. Cada eje puede tener un estilo propio, siendo en todo caso necesario que un eje tenga un estilo asociado, de lo contrario Virtual 3D no puede construir la geometría correspondiente, ya que no tiene las instrucciones necesarias. El fichero entregado con la aplicación contiene unos cuantos est ilos de uso general: „Carretera / autovía nueva‟, „Carretera-autovía existente‟, etc. En la mayoría de los casos están listos para ser usados en su proyecto. Sin embargo, es posible que sea necesario crear nuevos estilos y/o modificar alguno de los existentes. En este último caso, es importante recordar que este fichero usa las jerarquías de librerías de ISPOL, siendo así recomendable que los cambios efectuados sean almacenados en un fichero alojado en una librería de usuario. Calcular y/o cargar los datos de un eje

Una vez asociado, sólo es necesario que los datos del eje o ejes que queremos representar estén en memoria. Para que esto suceda es necesario calcular cada eje o cargar los datos de su fichero ispol#.per, como veremos un poco más adelante esta acción puede ser efectuada de varias maneras.

Con las órdenes escritas en el fichero, Virtual 3D es capaz de generar la geometría 3D completa de un eje de obra lineal, aplicarle texturas (asfalto, hormigón, tierra, etc.) y „recortar‟ la superficie del terreno (representada por el modelo TTP).

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Esquema general de funcionamiento Calcule los ejes que considere conveniente en cada momento . Puede calcular un proyecto completo o un grupo

de ejes. También está contemplada la interpretación de cruces, generándose de forma correcta toda la geometría de los acuerdos. Si existen líneas de frontera, que truncan los ejes de manera conveniente, se genera la geometría de los ejes exactamente igual que como residirían en los f icheros de proyecto (ispol#.per). Todas las operaciones de cálculo son aplicadas a los ejes de un proyecto de obra lineal siguiendo la misma filosofía de trabajo aplicada en ISPOL. Se tienen en cuenta las opciones de activación y desactivación de grupos de ejes (sólo se calculan los ejes calculados y activos), así como la activación de cálculo de cruces, creándose la geometría de todos los acuerdos. Una vez calculados los ejes que queremos representar, se siguen 4 pasos generales: 

Acceda al entorno virtual desde la misma pestaña de „Alzado‟. Antes de iniciarse ningún cálculo relacionado con la geometría de los ejes del proyecto, se cargan los materiales y la librería de billboards. A continuación aparece una ventana de progreso en la que se observan las diferentes tareas llevadas a cabo por la aplicación, comenzando por la carga de materiales, la incorporación de la cartografía y la interpretación de símbolos, células y líneas paramétricas existentes en la misma.







En la pantalla de progreso observamos un ‘contador’ que nos informa del número de eje calculado, nº de ejes a calcular, nº de ejes activos, nº de ejes totales.

La geometría calculada de cada eje es „interpretada‟ en función de las instrucciones escritas en el fichero ispol3dOLC.cfg. Se construyen las superficies declaradas y se les aplica el material definido. Si en los ejes existe una definición de marcas viales, y está activada la opción „Calcular marcas viales al entrar desde Alzado‟ se calculan de forma „transparente‟ todos los elementos lineales y puntuales insertados, construyéndose los sólidos paramétricos y las imágenes 3D-billboards necesarias en cada caso. Si existe un modelo digital triangulado, se calcula la intersección geométrica de las cabezas de talud en desmonte y pies de terraplén, y se „agujerea‟ el modelo para que la inserción de la geometría 3D de la obra sea correcta.

Si existiera un escenario previo, se cargaría y se tendría en cuenta que ciertos ejes pudieran estar almacenados como sólidos 3D. En este caso, los ejes originales, aún calculados, no se procesarían.

Configuración de los parámetros de conversión de perfil a objetos 3D

Cualquier elemento de un proyecto de obra lineal está definido por perfiles transversales que son generados por la aplicación teniendo en cuenta los datos de definición y los post-procesados posteriores como el truncado por líneas de frontera como es el caso de cruces y entronques. Todos los datos asociados a un eje deben de residir en memoria para que Virtual 3D pueda construir los objetos tridimensionales correspondientes. Recordemos que siempre que se realiza un cálculo en un eje dado, se genera un fichero de perfiles de proyecto que se almacena en la carpeta de trabajo, pero los cálculos quedan en memoria para posteriores usos (dibujo de planta, dibujo de perfiles, etc.). Para poder construir las diferentes superficies de cada eje y aplicarles un material determinado se necesita poder especificar como extraer datos de los perfiles transversales, usando los números de superficie y códigos, y construir una geometría 3D basada en triángulos que van uniéndose perfil a perfil.



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3.5.2

Configuración del conversor obra lineal –geometría 3D (ispol3dOLC.cfg)

En este fichero, se suceden todas las órdenes que permiten al usuario construir la geometría 3D de cualquier tipo de proyecto, independientemente del tipo (carreteras, ferrocarriles, etc.). Si abrimos el fichero encontramos una primera sección con un encabezado de „ayuda‟ que explica el significado del sistema. El fichero ispol3dOLC.cfg puede ser editado y manipulado de forma sencilla, utilizando un editor „plano‟ (que no deje marcas de formato ni caracteres extraños) como el „Notepad‟. Además de contar con las definiciones actuales, el usuario puede definir las suyas propias y almacenar además el fichero en su librería de usuario o de proyecto, ya que el fichero ispol3dOLC.cfg sigue las reglas de jerarquías de librerías de ISPOL. Contenido y significado del sistema de superficies – códigos

Para cada „estilo‟ se define una cabecera (<1> “Carretera / Autovía”, por ejemplo). Cada cabecera debe contener:  

Un número correlativo (1,2,3,4...) que será almacenado por el programa en el fichero de ejes en planta. Un nombre, encerrado entre comillas, que será mostrado en los desplegables correspondientes.

De este forma, los diferentes estilos son escritos mediante secciones que van desde „<1>‟ hasta „<2>‟, por ejemplo, o hasta el final del fichero. A continuación se suceden las instrucciones de extracción y construcción, basadas en números de superficie y códigos de punto.

El esquema de dichas instrucciones es el siguiente: SUP ID De Código - A código Lado Color RGB Nombre de Nodo Fichero de Material

Tipo de superficie del perfil de donde vamos a extraer datos Identificador interno NO repetible que permite identificar cada superficie Intervalo de códigos usados para construir la superficie 3D Indica que se procesen izquierda (0), derecha (1) o ambos lados (2) del perfil Color „red-green-blue‟ (rojo-verde-azul) para visualización sólida Nombre con el que será identificado en el árbol jerárquico del escenario 3D Ruta del archivo de material *.3dm a aplicar (relativa a LIBSOL\Material) SUP (Superficie)

El código SUP se refiere al tipo de superficie asociado a cada línea del perfil. Los códigos S01 y S02 las características por defecto a aplicar a los modelos digitales del terreno. Por último, se especifica el modo de crear las pilas, tableros, estribos y conos de viaductos y túneles. En este caso sólo especificamos color RGB, nombre de nodo y material. # =========================================================================================================== # # Otros elementos constructivos -- E01 ---------210 210 210 Tablero Mat_200\Mat_200_001.3DM Tablero viaducto -- E02 ---------210 210 210 Pilas Mat_200\Mat_200_002.3DM Pilas de viaducto -- E03 ---------210 210 210 Estribo Mat_200\Mat_200_006.3DM Estribos-conos derrame

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CAMPO ID

Cada „ID‟ debe de ser único, ya que sirve de forma interna para tener identificada de forma inequívoca cada superficie generada. Simplemente se trata de escribir un código numérico mayor de cero. #--- ---- --------ID #SUP De Codigo #--- ---- --------01 67 -100. 02 67 -100. 03 67 @-50. 10 67 -11. 11 67 1. 67 +10 2. ... 30 150 600. 68 -- 601.2

-------A Codigo -------@-50. -11 -11. 1. @2. 11. 602. 601.

---LADO ---2 2 2 2 2 2 2 2

----------Color RGB ----------210 210 210 210 210 210 210 210 210 72 72 72 60 60 60 72 72 72

-------------------Nombre de Nodo (20) -------------------Mediana_pavi Cierre_firmes Mediana_tierra Arcenes Calzada Arcen_E

------------------------Fichero_Material (30) ------------------------Mat_200\Mat_200_030.3DM Mat_060\Mat_060_030.3DM Mat_060\Mat_060_030.3DM Mat_060\Mat_060_001.3DM Mat_060\Mat_060_001.3DM Mat_060\Mat_060_001.3DM

210 210 210

Muro_terraplen

Mat_200\Mat_200_022.3DM

Al permitir que sean tratados a la vez los dos lados del perfil (izquierdo y derecho), algunas geometrías 3D estarán formadas por dos superficies adyacentes, como en el caso de la calzada de carretera o una mediana. Así, el mismo ID es utilizado para representar todo el elemento, izquierda y derecha. Se permiten además las siguientes funcionalidades: 

Unión de superficies no contiguas ( +ID ) en el mismo nodo

En ocasiones puede ser deseable unir superficies no contiguas, como pasa con los arcenes. Para ello basta con escribir un signo más „ +‟ y un ID existente (+10, por ejemplo). En el caso de la ilustración se observan los cuatro arcenes de la autovía y las dos semimedianas, ambos almacenados en un único nodo. En este caso, además, si la superficie previa no existiera (no pudo construirse) se crearía un nodo con el nombre asociado, y se aplicarían el color RGB y materiales definidos. 

Construcción de geometrías con superficies múltiples sin repetir código ID

En caso de querer construir una geometría 3D formada por varias superficies, estando las líneas de definición seguidas, basta con que escribamos un „--‟. En este caso, como vemos, no es necesario definir color, nombre de nodo y material. Este caso puede ser de aplicación, por ejemplo, cuando queremos construir un muro „macizo‟ formado por las superficies 150 y 68 (muro y excavación de muro). #--- ---- --------#SUP ID De Codigo #--- ---- --------150 30 600. 68 -- 601.2



-------A Codigo -------602. 601.

---LADO ---2 2

----------Color RGB ----------210 210 210

-------------------Nombre de Nodo (20) -------------------Muro_terraplen

------------------------Fichero_Material (30) ------------------------Mat_200\Mat_200_022.3DM

Extracción de la franja de terreno, ID 00

En el fichero de perfiles existe una porción de terreno a d erecha e izquierda del „borde‟ constructivo (Intersección de taludes y terreno). Para generar la geometría 3D de este elemento es necesario indicar un código de superficie 00. #--- ---66 00 103 00

-------------------

----------------

---2 2

----------83 120 62 83 120 62

---------------- ------------------------Franja_TN Mat_420\Mat_420_01.3DM Franja_Roca1 Mat_420\Mat_420_05.3DM

Franja TN Franja Roca

Por defecto, en el fichero de configuración estos elementos están desactivados.



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Funcionamiento del sistema ‘De código a Código’

En el proceso de construcción de geometría, con el método „de código a código‟, se aplican las siguientes reglas: 







Se buscan todos los posibles códigos existentes incluidos en los límites inicial y final. Así si se ha indicado el intervalo de códigos 11-15 y solo tenemos 11-12-13, la superficie se construye correctamente. Para indicar expresamente que debe de existir algún código particular se puede incluir el carácter @. De no existir, NO se crea esa superficie. Este es el caso típico de la calzada, un @2 indica que debe de existir ese código, no generándose la superficie de no ser encontrado (los ramales unidireccionales que no llevan calzada izquierda se benefician de este sistema). Para indicar „todos los puntos‟, en caso de no conocerlos o simplemente porque no existan, basta con escribir los códigos „----„ y „----„ en los campos „De Código‟ y „A Código‟. Esta opción es la que usaríamos para el caso de querer generar la superficie de la bóveda de túnel, desprovista de códigos. La geometría de cuneta o terraplén debe de ser construida por el programa mediante dos funciones F01 y F02, ya que los códigos existentes no permiten diferenciar claramente las dos situaciones.

>> Como tener en cuenta que puedan existir o no varios elementos que usan códigos comunes

A la hora de construir geometría „contigua‟ que puede o no existir, como es el caso de bermas , aceras y cierres firmes, el programa tiene en cuenta que los códigos hayan sido usados en la creación de la superficie previa. Así, si se ha generado acera desde el código 11 al 15, la berma se generará desde el último código localizado (ya que la acera puede haber llegado al 13,14 ó 15). En el ejemplo mostrado a continuación observamos los tres elementos. #SUP ID #--- ---67 04 67 05 67 06

De Codigo --------11. 11 11.

A Codigo -------15. @50. @100.

LADO ---2 2 2

Color RGB Nombre de Nodo Fichero_Material (30) ----------- --------------- -----------------------118 118 118 Acera Mat_200\Mat_200_040.3DM 155 155 55 Berma Mat_420\Mat_420_012.3DM 72 72 72 C_Firmes Mat_060\Mat_060_030.3DM

Comentario ------------------Acera Berma Cierre de firmes

>> Solucionar el problema de falta de códigos

Es necesario conocer la forma en que se „cosen‟ los perfiles cuando faltan códigos, bien porque los perfiles hayan sido truncados por líneas de frontera, bien por efecto de la propia tramificación de la definición geométrica de la sección tipo. Basta con encontrar un único punto del intervalo „de - a‟ definido, para que pueda ser posible construir una superficie con los puntos obtenidos del perfil anterior.

Funciones especiales

Además de las funciones F01 y F02 que permiten generar correctamente la geometría de desmonte y terraplén, se ofrecen: === ====== ======================================================================================== F10 22 Obliga a construir la geometría de ID 22 con dos caras. Es usada en los túneles.

Recuerde que en fichero ispol3dOLC.cfg se incluye una cabecera que describe el funcionamiento completo del sistema.

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3.5.2.1

Ispol3dOLC.cfg, estilo ‘Carretera / a utovía nueva’

Se muestra el estilo completo, tal y como está almacenado en el fichero facilitado en la instalación, con el objetivo de obtener una visión general de todo lo descrito en las páginas anteriores. Podemos editar el fichero de forma manual (usando el explorador de archivos) o pulsando en el icono ofrecido en el panel „Conversor Obra Lineal‟, ofrecido en „Herramientas y Utilidades>Configuración‟. Tenga en cuenta que la edición de este archivo es una tarea delicada. No efectúe cambios si no está seguro de estar haciendo lo correcto.

El adjetivo „nueva‟ está relacionado con los materiales que vamos a aplicar, usando en sus texturas „nuevas‟ (asfalto nuevo, hormigón reciente, etc.). En el fichero ispol3dOLC.cfg hay otro estilo exactamente igual que éste denominado „Carretera / autovía existente‟, similar en cuanto a la codificación de códigos y superficies, pero que utiliza otras texturas que intentan imitar un pavimento usado.

A destacar: -

La sección marcada en verde, donde se define la construcción básica de la plataforma. Las funciones F01 y F02 que se encargan de generar correctamente desmonte y terraplén. La función F10, que se encarga de indicar a la aplicación de que c ree la bóveda del túnel con „dos caras, permitiendo que pueda ser observada en el mundo 3D al desactivar el terreno que atraviesa. La construcción del muro mediante dos superficies que se complementan (ID 30). La extracción de las franjas de terreno natural y roca están desactivadas, ya que a menudo „molestan‟ al terreno original (representado por su modelo TTP de mayor precisión que el modelo que obtendríamos mediante los perfiles transversales).



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3.5.3

Métodos de cálculo de los ejes de un proyecto

Como hemos visto anteriormente, la creación de geometría 3D es gobernada por las instrucciones del fichero ispol3dOLC.cfg. Los datos de cada eje que deseemos representar deben de residir en memoria para que el programa pueda tenerlos en cuenta y generar los elementos 3D correspondientes. Tenga en cuenta que al abandonar el menú de obra lineal se vacían las posiciones de memoria, de manera que acceder a obra lineal de nuevo no hay información ninguna (Virtual 3D no tendría datos para procesar). Para conseguir que los ejes estén cargados en memoria tenemos varias posibilidades: 





Calcular cada eje de forma individual. Realizar un cálculo a nivel de proyecto de un eje o varios. Se utilizan, en este caso, todos los parámetros definidos en la pestaña „Proyecto‟. En este caso, la utilización de líneas de frontera (de existir y estar activada la tecla ENL) permite recortar convenientemente los ejes que intervienen en los entronques y/o enlaces definidos. Calcular ejes de forma rápida en RAM, sin listados, ni escritura en disco. Exactitud y grado de ajuste

Independientemente del método aplicado, debemos de tener en cuenta que la calidad „general‟ de la geometría calculada depende de la misma metodología que aplicamos en los cálculos de un proyecto de obra lineal cuyo destino son mediciones o planos. Dicho de otra manera, la calidad depende de: 



32 44

La densidad de perfiles y la adecuación de éstos a todos los puntos singulares contemplados, permitiendo de esta manera que exista una geometría 3D que defina de la mejor forma posible nuestro proyecto. Así pues, es necesario tener activados todos los eventos necesarios a la hora de obtener perfiles transversales o interpolarlos durante los procesos de cálculo. Las líneas de frontera, que truncan los diferentes ejes conectados, deben tener para Virtual 3D un número de puntos superior al habitual. La opción „Incluir puntos de perfil‟, genera para la línea de frontera puntos que corresponden a cada uno de los pks de los dos ejes.



3.5.3.1

Cálc ulos ráp idos en RAM

En el menú lateral de „Alzado, tiles RAM„, se ofrecen varias herramientas que calculan el eje o ejes de forma extremadamente rápida, ya que no efectúan mediciones (y sus correspondientes listados), ni dibujos y que NO escriben en disco la información a los ficheros ispol#.per. Para poder ver actualizada la geometría de estos ejes en Virtual 3D, utilizaremos la opción „Actualizar Obra‟ del menú contextual.

Estas opciones también están disponibles en el submenú „UTILES‟ del menú lateral ofrecido en el contexto de edición de elementos de la sección tipo, plataforma, etc. En este caso, la evaluación 3D de un cambio de ancho de sección, inclinación de un talud, etc., es inmediata. Las opciones permiten: 





Calcular el eje actual, del mismo modo que en ALZADO. Calcular el eje actual, usando las opciones declaradas en „Proyecto‟. Esto significa que cruces y entronques pueden ser también calculados si las casillas adecuadas están activadas. Calcular el proyecto actual. Equivale a un cálculo completo de proyecto, pero sin mediciones, listados ni dibujos.

Al utilizar este método (cálculos en RAM), tenga en cuenta que los listados y mediciones existentes NO se corresponderán con la geometría calculada en 3D. Lo mismo ocurre con los ficheros ispol#.per . VIRTUAL 3D genera la geometría los ejes calculados y ‘establece’ para cada uno de ellos un estado ‘Geometría 3D generada’ (transparente para el usuario). Las posteriores actualizaciones de geometría 3d (efectuadas con el menú contextual del entorno 3D) solo afectarán a los ejes recalculados, a los que también de forma transparente se les elimina el estado ‘Geometría 3D generada’.

Cargar en RAM ejes ya calculados

En muchas ocasiones, existen perfiles que ya están calculados y que residen en disco en sus ficheros „ispol#.per‟. Para cargarlos en memoria y poderlos utilizar en Virtual 3D, tenemos dos métodos: uno individual (que carga el ispol#.per del eje actual) y otro global, que carga todos los ejes activos (según la activación de los grupos a los que pertenece cada eje). Esta opción equivale a utilizar la orden ‘recubica’ del menú lateral de ‘ALZADO’, aunque esta, como genera los listados correspondientes, es más lenta.Si queremos que esta acción se aplique a todos los ejes del proyecto que se encuentren en la misma situación usaremos la opción ‘Recubica + lista Todo’. También podría ser usada la opción de activar el botón ‘REC’ en la tabla de proyecto. En este caso desactive las opciones CAL y ENL, para que no se pierda tiempo en recalcular un eje ya calculado.

La aplicación aplica un control de fechas para informar al usuario de que se han cargado ejes cuya fecha de generación es inferior a la de los datos de definición. Cuando observe este mensaje, realice los cálculos a disco necesarios para mantener la integridad de la información.



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3.5.3.2

Cálculo y carga de ejes con definic ión de cruces (acuerdo s)

Para que estos elementos sean tenidos en cuenta por el programa solo es necesario que sean calculados, activando la opción „Cruces‟ en la pestaña „Proyecto‟. En este caso, con la intención de que los cálculos sean lo más rápidos posibles, es conveniente que las opciones „No .per‟ y „No recalcular‟ estén activadas. A nivel individual, las opciones „Actual‟ de Proyecto y „Calcula actual‟ de „Útiles RAM‟ funcionan de l a siguiente forma: 



Si el eje a calcular tiene declarados cruces, se calculan siguiendo las especificaciones de la pestaña „Proyecto‟. Se cargan en memoria los datos del eje, truncándolo convenientemente (según líneas de frontera si las hubiera y también en función de los cálculos propios del cruce), también se cargan en memoria los cruces propiamente dichos y por último se truncan los ejes „fijos‟ con los que nos cruzamos. Si un eje no tiene declarados cruces propios pero participa en la declaración de a cuerdos de otros ejes, el cálculo con el botón „Actual‟ obtiene los datos de los cruces „precedentes‟ del eje y trunca nuestro eje de forma correcta.

Las marcas viales de los ejes que se cruzan pueden ser heredadas por los cruces, permitiendo la necesaria continuidad visual de la escena. Basta con activar el checkbox adecuado en el panel de definición de marcas viales, teniendo la precaución de activar las herencias adecuadas (lo normal es que se hereden generalmente los bordes de calzada y las barreras o bordillos prefabricados).

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3.5.4

Otros elementos 3D asociados a un proyecto

3.5.4.1

Elementos constru ctivos asociad os a estruct uras y túneles

La geometría 3D es generada de forma automática en función de varios parámetros. Como es lógico, es necesario que estructuras y túneles estén correctamente declarados en el apartado „Estructuras‟ en „Alzado‟. La aplicación distingue:   



El pk de inicio y final de cada estructura. El canto del tablero y la diferencia de cota de su base con respecto a la rasante (DIF Z) . Los taludes anterior y posterior, tanto en el caso de los estribos de los viaductos como en el caso de las boquillas de los túneles. Si no se desea calcular los conos de derrame, basta con escribir un „ -1‟. El ancho menor del prisma rectangular (la otra dimensión es siempre el doble) que se va a crear para representar cada pila en el pk definido.

Para que el programa calcule correctamente los conos de derrame, tenemos dos opciones: 



Usar un modo de dibujo específico para calcular „derrames‟. Activar la opción „Virtual 3D‟ de la pestaña „Proyecto‟. Esta opción es la más adecuada ya que no obliga a dibujar la planta del proyecto, además de realizar un tipo especial de ajustes que son de especial utilidad para el entorno 3D.

La existencia de una superficie (cartográfica o un modelo TTP triangulado) es utilizada para calcular las intersecciones de los conos de derrame, en cada uno de los perfiles generados. La geometría 3D de las estructuras es almacenada en ficheros internos, ubicados en el directorio \tmp, de forma que puedan ser recuperados cuando hacemos cálculos en RAM (es decir, en RAM no se calculan estos elementos y son cargados por Virtual 3D si han sido calculados previamente). Por esta razón, la primera vez que se realice este cálculo o cuando se tenga que actualizar la geometría, debe de estar presente un terreno o superficie, de lo contrario NO se genera la geometría 3D y se obtiene de los ficheros almacenados en la carpeta \tmp. Al salvar el escenario se almacena para cada una de las estructuras los materiales aplicados, de forma que en posteriores cálculos y actualizaciones sean correctamente usados. ISTRAM ISPOL v10.13 | VIRTUAL 3D | CAP 3


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Geometría 3D generada para cada estructura

Virtual 3D creará por cada estructura y dentro de cada eje un nodo con el nombre que el usuario haya rellenado en la casilla correspondiente y dentro de él: 





Un elemento „Tablero‟ que consiste en una geometría básica simple que utiliza los valores „Canto‟ y „Distancia a rasante‟ para construir un elemento con el perfil típico de un tablero estándar. Estribos y conos de derrame, anterior y posterior. Los valores declarados en talud inicial y final son usados para calcular la geometría 3D. Pilas de forma rectangular con dimensiones de 1x y 2x el val or declarado en „Pila‟. Son ubicadas de forma automática en el centro de la sección existente entre los códigos de borde de calzada.

Definición de materiales a aplicar por defecto

Para que la creación de estos elementos sea posible, es necesario que estén declarados en el fichero Ispol3DOLC.cfg los elementos E01, E02 y E03 tal y como vemos en la ilustración. Sólo es necesario definir color, nombre de nodo y material asociado. No es necesario declarar superficies ni códigos.

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3.5.4.2

Recorte y actuali zación de modelos digital es triang ulados

En todo momento el sistema trabaja con dos copias internas del modelo digital del terreno activo, utilizando la segunda como referencia o copia de seguridad. Los „agujeros‟ practicados en el modelo para permitir la correcta visualización de la geometría de desmontes y terraplenes, están efectuados en el modelo activo. Si en ese momento accediésemos al área de modelos triangulados, veríamos el terreno y los agujeros, pudiendo hacer cualquier operación, siempre teniendo en cuenta que este modelo desaparece al abandonar Virtual 3D. El modelo digital triangulado „recortado‟, puede ser salvado desde el entorno de ISPOL>Modelos triangulados y también desde Virtual 3D, en el apartado „Herramientas y utilidades>Modelos triangulados>Salvar TTP‟.

Activar o desactivar la actualización o recorte de terreno automática

En ocasiones, esta operación puede consumir una importante cantidad de tiempo. Para permitir que el usuario decida en qué momento se efectúa este „recorte‟, se ofrece la posibilidad de indicar a Virtual 3D si se desea realizar esta opción de forma manual o automática. Esta opción es configurable bien en „Preferencias>Virtual 3D‟ o desde el propio entorno 3D en „Herramientas y utilidades>Configuración>Preferencias‟. El menú contextual ofrecido en el escenario ofrece las opciones „Actualizar Obra‟ y „Actualizar terreno‟. 



Si el parámetro actualizar está en modo automático, tras actualizar la obra (con la geometría 3D de nuevos ejes o de las modificaciones efectuadas) se actualiza de forma automática el terreno. Actualizar terreno, funciona independiente del valor „Actualización automática‟. Puede ser usado para realizar la actualización manual y también para actualizar otro modelo triángulo que se haya cargado después de una actualización de obra.

A nivel individual, cada eje puede realizar un recorte del t erreno, ofrecido por la opción „Recortar terreno con …‟ del menú contextual ofrecido por el árbol jerárquico. Recalcular un eje o varios y actualizar el escenario

La dinámica de trabajo general a seguir durante la definición de un proyecto 3D es progresiva, del mismo modo que en el caso del cálculo de un proyecto con fines constructivos. En VIRTUAL 3D se ofrecen varios mecanismos para ir „organizando‟ el escenario con material 3D e ir alimentando el escenario con información almacenada en archivos. La primera cuestión que tenemos que resolver es la manera de actualizar la geometría 3D de un eje modificado . Esta acción se efectúa de forma sencilla usando el menú contextual „Actualizar>Obra‟. Las opciones de „ actualización de estilos y recorte del terreno‟ ofrecidas por el menú contextual del árbol para cada eje, tienen en cuenta el estado de la variable „Recortar el terreno‟ (Herramientas y utilidades>Configuración‟) y ejecutará la acción si esta está activada.



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3.5.4.3

Repr ese ntac ión de mar cas vial es

En el apartado „marcas viales‟ de ALZADO se definen todo tipo de entidades lineales y puntuales cuyo objetivo es representar la señalización horizontal, vertical y los elementos de balizamiento. La representación de estos elementos es conseguida usando líneas paramétricas e imágenes 3D (billboards), de forma similar a lo explicado para cartografía. Para el caso de las marcas viales asociadas a un eje (datos que se almacenan en el fichero .vol) podemos actuar de varias formas: 1.- Crear los elementos de forma manual con las herramientas de dibujo de cartografía o las ofrecidas desde el propio entorno 3D: creación de lineas e inserción de imágenes 3D (recuerde que la información es mantenida de todas formas por el entorno cartográfico). 2.- Usando el botón „Dibuja‟ del panel de definición de marcas viales de cada eje. 3.- Activar la opción „Marcas viales‟ de la pestaña „Proyecto‟. Estando activa, cuando se realiza un cálculo de proyecto se dibujan en cartografía las marcas viales de todos los ejes implicados de forma automática. 4.- Activar la opción „ Calcular marcas viales al entrar desde alzado‟ de VIRTUAL 3D. Si usamos esta opción, las marcas viales son generadas, usadas para generar los elementos 3D y borradas de forma automática. Esta es la mejor opción, ya que es la más automatizada, además no genera información que luego debamos almacenar en el archivo edm/edb de cartografía. En este caso, recordemos que existe la posibilidad de indicar qué líneas van a ser utilizadas por los acuerdos de los cruces definidos, permitiendo así automatizar la „conexión‟ de las marcas viales de forma automática. En la ilustración adjunta vemos una distribución habitual de marcas viales. Como se observa, cada tipo de línea paramétrica (y también para las imágenes 3D) existe un nodo organizador. En el caso de las opciones 1, 2 y 3 siempre será necesario almacenar el archivo de cartografía. Los elementos estarán asociados a dos nodos asociados directamente al nodo padre „Geometría‟, en tanto que con la ú ltima opción (4) cada elemento es almacenado usando el nodo del eje de turno como „nodo organizador‟ Por ultimo también existe la forma de realizar esta acción desde el propio entorno 3D, de forma individual o a todos los ejes del proyecto. Elementos que es posible representar Usando líneas paramétricas y billboards podemos construir barreras de seguridad mediante sólidos paramétricos, flechas de dirección (señalización horizontal) con imágenes 3D o señales verticales de todo tipo.

El catálogo de elementos ofrecidos en la librería gráfica (señales, árboles, etc.), figura al comienzo de este capítulo.

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Señalización horizontal

La señalización horizontal está contemplada en ISTRAM ISPOL, concretamente la herramienta MARCAS VIALES es donde definimos la aplicación de líneas en los diferentes códigos de la plataforma. Estas líneas tienen una representación diferente en los entornos 2D y 3D, definiendo en este segundo caso un sólido paramétrico que proporciona la información suficiente con la que generar un objeto 3D. La definición del sólido paramétrico, tal y como explicamos al comienzo del capítulo, se realiza en el propio entorno de definición de un estilo de línea, accediendo a la definición del sólido que vamos a utilizar. En la librería básica de ISTRAM ISPOL se ofrece un completo catálogo que cubre la normativa española 8.2 IC. Recuerde que es importante que los sólidos de estas líneas estén ligeramente elevadas sobre el suelo (parámetro altura) para favorecer la visualización de las mismas, ya que no es fácil para el motor 3D distinguir los objetos que están a la misma cota, sobre todo cuando son observados desde lejos (las líneas paramétricas de la librería de ISTRAM ISPOL ya están definidas para estar a 2 cm sobre el suelo).

Señalización vertical mediante imágenes 3D (billboards)

Las señales de trafico, de aviso y otras son creadas siguiendo lo establecido para la representación de símbolos, tal y como hemos explicado. La librería gráfica de ISTRAM ISPOL viene equipada con un generoso catálogo que recoge la normativa española 8.1 IC. (ver al principio de este capítulo). La definición o detalles con que son visualizadas dependen del usuario y del grado de realismo con que quiere trabajar. Como ya explicamos en su momento es posible definir la calidad individual y general de todos los elementos creados. En principio lo mejor es usar billboards „planos‟ y sólo usar complemento s 3D cuando la situación lo requiera. Por ejemplo las señales básicas, tal y como vienen definidas en la librería básica, son „planas‟, aunque si lo desea puede crear sus propias señales como elementos 3D verdaderos.

Barreras de seguridad y sólidos lineales de cualquier tipo

Mediante la funcionalidad del sistema de sólidos lineales paramétricos es posible generar elementos 3D representativos de biondas metálicas, barreras de hormigón tipo „New Jersey‟, etc. Del mismo modo es posible generar carriles y traviesas para un trazado ferroviario, un tendido eléctrico o cualquier tipo de elemento basado en una línea presente en cartografía. La generación de estos elementos utiliza una gran cantidad de triángulos para definir las formas suaves. Es recomendable usar un intervalo no muy pequeño para evitar que esta parte sea muy pesada (aunque como es lógico todo depende de la potencia de su ordenador).

Recordemos que todos estos elementos son visualizados „interpretando‟ polilíneas y símbolos existentes en la cartografía. Para el caso de proyectos de obra lineal recordemos que existen las opciones „ Dibuja‟ (en „Marcas viales‟) y la opción „Calcular marcas viales al entrar desde alzado‟ específica de Virtual 3D.



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Representación de cebreados. Decoración de isletas y entronques

Las células definidas en el intervalo 3200 -3230 están preparadas para responder a las necesidades especificadas en la normativa española, pero el usuario puede definir otras si lo considera necesario. La creación y ajuste de estas células al trazado es una tarea „manual‟ que no es posible automatizar, ya que la forma y aspecto de cada cebreado es muy específica. Sin embargo, tal y como están definidas son muy fáciles de adaptar.

Además de poder ser definidas en cartografía, al igual que los otros elementos puede quedar alojado en el apartado „Marcas Viales‟ de cada eje.

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3.5.4.4

Calcular y actual izar la informa ción relativ a a marcas viales

La generación de marcas viales, compuesta por líneas paramétricas y símbolos o células (que se sustituyen por Imágenes 3D), puede ser efectuada de forma automática o manual, usando las opciones del menú contextual del espacio 3D. En caso de que la información resida en el entorno de cartografía, la actualización de la información es siempre manual y efectuada mediante las opciones ofrecidas por el menú contextual, tal y como vemos en la ilustración. Evidentemente, sólo tienen representación tridimensional aquellos elementos enlazados con una definición 3D (sólidos paramétricas para líneas e imágenes 3D para símbolos y células). Estos datos son mecanizados para cada eje desde el apartado correspondiente.

Dependencia de la variable ‘Calcular marcas viales al entrar desde Alzado’

Para el caso de marcas viales definidas en „Alzado‟ pero no dibujadas en cartografía, la aplicación genera de forma „transparente‟ toda esta información y la convierte en geometría 3D (primero se crea en cartografía, a continuación se convierte a 3D si el es caso y luego se retira de pantalla). De esta manera no es necesario que los datos estén dibujados. Esta acción se aplica si la variable está activada y accedemos a Virtual 3D desde el menú de Alzado. De lo contrario, la generación de macas viales tiene que ser efectuada de forma manual, equivaliendo al procedimiento „Actualizar marcas viales‟ que explicamos a continuación. Actualización de marcas viales

Cuando modificamos la geometría de un eje, lógicamente pueden verse modificadas todas las marcas viales enlazadas. Para actualizar esta información podemos actuar de dos formas, dependiendo del estado de l a variable „Actualizar marcas…‟: 



Si la variable está activada y el eje calculado es nuevo o ha sido recalculado, la aplicación realiza la actualización de forma automática. Si NO esta activada, la generación o actualización de marcas viales debe ser efectuada de forma manual, usando el menú contextual del árbol jerárquico.

„Actualizar marcas viales‟ no tiene en cuenta que haya habido cambios, es decir, siempre refresca la información. El proceso consta de dos partes, por una lado elimina los nodos „L.Paramétricas‟ e „Imágenes 3D‟ (borrando la geometría 3D de forma instantánea) y a continuación sigue el proceso normal de generación de datos, conversión a 3D y eliminación. También se ofrece la posibilidad de realizar una actualización general de todos los ejes, usando la opción „Actualizar marcas viales‟ ofrecida por la carpeta general contenedora de todo el proyecto. ISTRAM ISPOL v10.13 | VIRTUAL 3D | CAP 3


41 44

3.5.5

Almacenamiento de proyectos de obra lineal en escenarios 3D

Al almacenar un escenario 3D, como ya sabemos, no se guarda información alguna de la geometría procedente de ejes de obra lineal, ya que ésta es calculada desde los datos almacenados en memoria para cada eje. Cuando guardamos un escenario 3D de los ejes de un proyecto solo se salvan los datos relativos a los materiales aplicados a cada superficie (en previsión de que en posteriores cálculos esta información no se pierda). Convertir la geometría 3D de los ejes en sólidos 3D

Es posible almacenar como un sólido 3D más toda la geometría de ejes de un proyecto completo. Este sólido 3D tiene además las siguientes particularidades: -

Capacidad para devolver coordenadas 3d en PK y azimut. Texturación tipo ‟Según pks‟, que permite reconocer la dirección en que éstas tienen que aplicarse. Almacenamiento de la línea límite de recorte, permitiendo „agujerear‟ convenientemente los modelos digitales triangulados.

La ventaja que obtenemos usando esta opción es que cuando todo lo relativo a los diferentes ejes es correcto, lo „fijamos‟ evitando tener que calcular cada eje siempre que accedemos al entorno virtual. Para realizar esta acción utilizaremos las opción „Salvar Obra con escenario‟ ubicada en el apartado „Almacenamiento de elementos singulares‟ del escenario.

Almacenar el modelo digital triangulado como un sólido 3D

El modelo digital convenientemente „agujereado‟ puede ser „fijado al escenario activando la opción „ Salvar terreno (TTP) con escenario‟. Tenga en cuenta que al aplicar esta opción el modelo se convierte en un Objeto 3D y pierde las funcionalidades de un TTP. En caso de querer almacenar el modelo con el formato TTP debemos de usar la opción ‟Salvar TTP‟ del menú „Herramientas y utilidades‟. Precauciones Es muy importante tener en cuenta las siguientes circunstancias: 



En caso de que un eje haya sido calculado, si está almacenado en el escenario como sólido 3D el programa „salta‟ al siguiente eje. Una vez dentro del entorno 3D podríamos borrar el eje y „actualizar la obra‟, recogiéndose así los datos recién calculados en lugar de los almacenados. Algo parecido ocurre al almacenar el TTP del terreno del proyecto: ya no se utiliza el TTP cargado en memoria y la actualización del terreno o „agujereado‟ no será posible. Para volver a la situación normal (TTP cargado en memoria y actualización de la geometría) debemos borrar el TTP salvado como sólido 3D y ejecutar la opción „actualizar topografía‟ del menú contextual.

Estas opciones de almacenamiento NO se aplican en las acciones de ‘Guardar’ y ‘Guardar como’ que se ejecutan al pulsar los iconos de disquette del panel ‘Escenario’.

42 44



3.5.6

Elementos necesarios para obtener buenos resultados

Para que la obtención de resultados sea lo más exitosa posible es necesario partir de una organización inicial y la preparación del material de trabajo. Un material geométrico de partida perfecto no significa necesariamente que obtengamos una representación virtual interesante, siendo necesario aplicar ciertas acciones „creativas‟ cuyo objeti vo es acercarnos lo más posible a la realidad. Si tiene tiempo y el proyecto lo permite, una visita a campo en la que tomar notas y fotografías es más que adecuada, ya que permitirá acercarnos mejor a la realidad existente en el entorno geográfico donde se ubica nuestro proyecto. Cartografía, ortofotos y entorno geográfico

La topografía que queremos representar es posible gracias al modelo digital triangulado del terreno, que debe de tener una alta calidad y densidad. La triangulación debe de contar con las líneas de ruptura adecuadas y es necesario que revisemos el modelo buscando pequeños errores, de la misma forma que cuando es preparado para ser usado en los cálculos de cualquier proyecto. Un elemento que tiene un peso muy importante en el proceso de acercar el mundo virtual a la realidad es la presencia de una ortofoto de calidad que pueda ser usada como textura del modelo triangulado. Una vez „colocada‟, podemos examinar las zonas que pudieran quedar mal, como es el caso de las estructuras aéreas (por ejemplo puentes y pasarelas), edificaciones, entradas ý salidas de túneles, etc. que no están recogidas por nuestra topografía y lógicamente van a quedar „extrañas‟. También puede ser necesario utilizar material de menos precisión obtenido gracias a los numerosos portales cartográficos oficiales que ofrecen material gratuito. Tanto la topografía como las ortofotos que podamos conseguir del ‟entorno lejano‟ que rodea muestro proyecto „completan‟ el mundo virtual, eliminando los espacios vacíos que pudieran aparecer en escenas generales. Elementos decorativos

La cartografía debe ser „decorada‟ con símbolos y células con capacidad de representación 3D, así que es necesario que tenga un esquema de los elementos que va a incorporar: señales, árboles, textos identificativos de variado tipo, etc. Esta tarea es realizada en varias etapas y en ambos entornos. El proyecto de obra lineal

Si vamos a representar un proyecto de obra lineal es necesario que esté correctamente calculado, ya que los pequeños „fallos‟ son mucho más visibles en el mundo 3D (quedando por ejemplo „agujeros‟ en el caso de un entronque mal calculado). La presencia de marcas viales (señalización horizontal y vertical) es necesaria si queremos „vestir‟ correctamente nuestro proyecto y acercarlo a la realidad. Otros elementos que añaden realismo al escenario son los „actores‟ habituales del mundo real, como coches, autobuses y camiones, así como elementos constructivos comunes: edificios, vallas, muros, etc. Definir nuevos elementos 3D

La correcta utilización de texturas para los materiales constructivos de su proyecto es el punto más delicado de todo proyecto fotorrealista. Un proyecto perfectamente calculado puede parecer „feo‟ o demasiado sintético si las texturas utilizadas son malas o incorrectas. Dependiendo de la ubicación del proyecto, en cuanto a su tipología urbana, será necesario tener previsto un tiempo de trabajo extra que debe emplearse insertando objetos tales como semáforos, farolas, paradas de autobús, etc. Sin su presencia el escenario quedaría en cierta manera desnudo, y el mensaje que pretendemos transmitir sería bastante pobre.



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44 44



ISTRAM ISPOL v10.13

VIRTUAL 3D

4

Modelización avanzada de escenarios 3D

En el capítulo ‘Entorno de trabajo y gestión del escenario’ se describieron las principales funciones de la aplicación. Ahora veremos en profundidad aspectos avanzados relacionados con la construcción de objetos complejos, entorno ambiental, iluminación y asignación de materiales. En el capítulo previo hemos visto como crear un escenario con datos cartográficos y geometría de un proyecto de obra lineal que ahora queremos ‘decorar’. El enriquecimiento de un escenario con elementos complejos es una tarea importante a la hora de conseguir que nuestro mundo virtual sea lo más parecido a la realidad. La inserción de elementos complejos, en los que definimos dependencias es esencial para que la definición de posteriores animaciones sea exitosa. La aplicación avanzada de materiales y la definición de fuentes de luz son dos elementos esenciales para lograr el máximo realismo posible, intentando que nuestro escenario sea lo más parecido a la realidad. También se describe a fondo como configurar las librerías para que estén disponibles objetos y materiales que hemos diseñado y queremos utilizar en otros proyectos y/o compartir con otros usuarios. Los aspectos relacionados con la presentación de resultados y la definición de animaciones y secuencias de vídeo forman parte del último capítulo. Contenido de la unidad >

Creación y almacenamiento de elementos complejos

>

Herramientas y utilidades especiales

>

Propiedades del entorno

>

Cámaras e iluminación avanzada

>

Edición de materiales

>

Configuración de la librería LIBSOL

INDICE 01 1

4.1 4.2

4.3

4.4

4.5

4.6

4.7

02 2

ISTRAM ISPOL v10.13 | VIRTUAL 3D | Modelización avanzada de escenarios 3D 03 3

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4

Modelización avanzada de escenarios 3D. Introducción. ............................................................................... 1 Herramient as y utilidade s ................................................................................................................... 2 4.2.1 Importar material 3D procedente de ISPOL y otras aplicaciones ............................................................ 2 4.2.2 Modificadore s e speciales de geometría .......................................................................................... 3 4.2.2.1 Incremento del número de triángulos de un objeto .................................................................. 3 4.2.2.2 Adaptar la superficie de un objeto a la de otro ...................................................................... 4 4.2.3 Crear una copia local de elementos de librería usados ....................................................................... 4 Propiedades ambienta les y fí sicas del entorno .......................................................................................... 5 4.3.1 Fondo del escenari o, con figuració n. ............................................................................................. 6 4.3.2 Iluminación general y caracteri zación de la emisión de sombras ............................................................ 7 4.3.3 Simulación de n iebla ............................................................................................................... 8 4.3.4 Mapa de entorno .................................................................................................................... 9 4.3.5 Propiedades OpenGL apli cables al entorn o ..................................................................................... 9 Cámaras, control sobre la visualizac ión.................................................................................................. 10 4.4.1 Control sobre la posici ón de la cámara y referen cia, ori entación .......................................................... 10 4.4.2 Campo visual, ajuste del ‘objetivo’ de la cámara ............................................................................ 11 4.4.3 Definición de ran go de visualiz ación, r ecorte frontal ........................................................................ 11 Iluminaci ón, c aracteriz ación y pr opiedades avanzadas ................................................................................ 12 4.5.1 Tipos de iluminac ión............................................................................................................... 13 4.5.1.1 El concepto de atenuación .............................................................................................. 14 4.5.2 Acciones aplicable s a las fuentes de Iluminaci ón ............................................................................. 15 4.5.2.1 Luces clonadas ............................................................................................................ 15 4.5.2.2 Luces vinculadas a u n objeto ........................................................................................... 15 4.5.2.3 La generación de sombras ............................................................................................... 15 Edición, gestión y asignación de materiale s ............................................................................................. 16 4.6.1 Conceptos r elacionado s con el aspecto de los mater iales ................................................................... 16 4.6.2 Definición y almacenami ento materiale s ....................................................................................... 17 4.6.2.1 Funcionami ento del sistema de le ctura de la bibliotec a de mate riales .......................................... 18 4.6.2.2 Pasos a seguir para defini r o modifi car un mat erial y evaluarlo .................................................. 18 4.6.2.3 Parámetros que defi nen un material .................................................................................. 20 4.6.2.4 Algunos a spectos dec isivos en el aspec to de las textur as .......................................................... 26 4.6.3 Utilizaci ón de texturas georreferen ciadas ..................................................................................... 27 4.6.3.1 Carga din ámica de texturas georreferenc iadas ...................................................................... 28 4.6.3.2 Grado de detalle de las textur as georrefer enciadas ................................................................ 29 Configuraci ón de la librería LIBSOL ....................................................................................................... 30 4.7.1 El si stema de al macenami ento e n su bcarpetas ................................................................................ 30 4.7.2 Los ficher os materi al.xml, obj etos.xml y billboards.xml .................................................................... 30 4.7.3 Alimentac ión de la li brería de objetos 3D...................................................................................... 31 4.7.4 Actualiz aciones ..................................................................................................................... 31

4.1

Modelización avanzada de escenarios 3D. Introducción.

En los capítulos previos hemos aprendido a utilizar ISTRAM ISPOL VIRTUAL 3D de forma básica. Conocemos el entorno de trabajo, sabemos representar correctamente elementos de una cartografía y de un proyecto de ingeniería. Creación y almacenamiento de elementos 3D complejos

El término ‘complejo’ aplicado a la construcción de objetos 3D, está asociado tanto a la geometría que los define como a la forma en que organizamos la información y creamos las dependencias. Para que un escenario virtual sea lo más parecido a la realidad, aunque parezca redundante es necesario usar objetos ‘reales’ que parezcan ‘reales’. La creación e inserción de vehículos, farolas, señales, casas, árboles, etc. es una funcionalidad ofrecida por la aplicación a través de sencillas y potentes herramientas de control sobre la geometría de los objetos, como veremos a continuación.

La estructura del capítulo esta compuesta de varios epígrafes, de forma que permitan al usuario consultar y conocer los aspectos avanzados de uso de ISTRAM ISPOL VIRTUAL 3D: 

La creación y edición de objetos complejos



Establecimiento de vínculos entre objetos



Sistema de configuración del entorno



Configuración avanzada de cámaras



Sistema de iluminación



Edición y asignación de materiales



Importación y exportación de material 3D

Para terminar, estudiaremos a fondo la estructura de la librería LIBSOL, donde se almacenan materiales, objetos 3D complejos, fondos de escenario y billboards externos. Los conceptos de render, animaciones y generación de secuencias de vídeo quedan recogidos en el próximo capítulo, aunque es posible que de vez en cuando se citen algunos aspectos de la modelización avanzada que deberán tenerse en cuenta a la hora de generar una instantánea o una animación. En este aspecto, cabe destacar que el éxito de la generación de resultados depende en gran medida de la ‘decoración’ y creatividad con que hayamos definido nuestro mundo 3D. En este capítulo intentaremos describir las herramientas que permiten realizar una ‘ modelización y diseño avanzado’ de escenarios.



1 32

4.2

Herramientas y utilidades

En este apartado se ubican, además de las opciones de configuración que ya explicamos en el capítulo 2, las funciones que permiten realizar operaciones especiales de carga y almacenamiento de elementos en archivos externos, sean propios de la aplicación o en formatos de otras aplicaciones. Además de las funciones ya conocidas de configuración y manejo de modelos digitales , se ofrecen otras más avanzadas que permiten, entre otras acciones, importar material escrito por otras aplicaciones, aumentar el número de triángulos de una superficie o adaptar un objeto a otro. En el extremo derecho se ofrecen dos botones que deslizan la barra de botones, ofreciendo todos los disponibles.

4.2.1

Importar material 3D procedente de ISPOL y otras aplicaciones

La comunicación necesaria de la aplicación con otros programas y con algunas partes del propio ISPOL es proporcionada a través de la opción ‘ Importar ’ del menú de herramientas y utilidades. Las opciones asociadas a ‘Importar otros objetos creados con ISPOL’ están desarrolladas para poder cargar material 3D generado con la antigua versión de ’Fotorrealismo’ y por algunas funciones de ISPOL que generaban ‘escamas’ u objetos 3D Caras. La posibilidad de importar objetos 3D realizados con otros programas es habilitada mediante la lectura de archivos en formato dwg/dxf. Los elementos que son leídos y utilizados para construir el objeto 3D en nuestro escenario son: mallas policara, 3D caras y sólidos básicos (cajas 3D, esferas, cilindros y conos). Con esta función podemos cargar en el escenario objetos 3D complejos creados en aplicaciones específicas, por ejemplo de cálculo de estructuras. Importar objetos almacenados en formato DWG/DXF

Una vez que hemos indicado al programa el archivo a importar, se procede a su lectura y conversión a formato interno. Al término de la carga se solicita al usuario que inserte el objeto en el escenario, haciendo clic en algún lugar del mismo. El objeto toma la cota del punto de la superficie seleccionada. Este objeto queda almacenado en el escenario como un ‘objeto agrupado’, que ya hemos explicado anteriormente. La importación de material almacenado en formatos DWG contempla sólidos (esferas, cilindros, etc.), 3D caras (3Dfaces) y mallas policara (mesh o polymesh). Los objetos importados son cargados por la aplicación usando la especificación de ‘objeto agrupado’, creando una ‘parte’ o sub-objeto por cada elemento encontrado. No se importan cámaras, luces ni materiales. Todas las entidades almacenadas en un ‘GRUPO’ son importadas en un único objeto. E sta opción es muy interesante a nivel organizativo, ya que permite contemplar varios elementos en una única parte, a la que se puede aplicar una textura de forma global.

2 32



4.2.2

Modificadores Modificador es especiales de geometría Estas funciones son aplicadas a un objeto en su totalidad y permiten varias acciones, entre las que destacan la posibilidad de aumentar el número de triángulos (aumentando la calidad) o la de adaptar un objeto a la superficie de otro (permitiendo crear desde ‘tapas’ a pequeñas obras de explanación explanación). ).

Estas funciones están englobadas en el botón ‘Utilidades’ del panel ‘deslizante’ de ‘Herramientas y utilidades’.

4.2.2.1

Increment o del número de triáng ulos de un objeto

Esta función ha sido desarrollada con la intención de que el usuario pueda aumentar la calidad de los objetos 3D, incrementando los triángulos de las superficies que los forman. El método es muy sencillo, basta con indicar al programa el número de divisiones a efectuar. Tenga en cuenta que la aplicación de esta función sobre un modelo digital extenso puede hacer que su ordenador tenga que realizar un largo proceso. Por eso es recomendable observar el número de triángulos actuales y futuros (después de aplicar la acción) en el cuadro de diálogo de la aplicación. Qué se consigue al aumentar el número de triángulos

Alguno de los beneficios que pueden conseguirse con la aplicación de esta utilidad puede ser entendido, por ejemplo, en el caso de querer que el efecto de las luces sea lo más realista posible. Al tener una densidad superior, los objetos están más ‘preparados’ para emitir los brillos correspondientes. En el ejemplo de la ilustración el vehículo de la derecha tiene el doble de triángulos y como se observa, una mejor emisión de brillos.

Algo parecido ocurre con la emisión y recepción de sombras. Cuanto mayor es la densidad del objeto mayor es la calidad de emisión (se detectan mejor los bordes), y mayor es la calidad en la recepción de las mismas sobre la superficie donde es proyectada. Geometría de mayor calidad

A nivel puramente geométrico, tener más puntos implica una mayor precisión y p osibilidades de edición y borrado de triángulos. Por otro lado, la intersección de objetos es más perfecta cuanto mayor es la densidad de las superficies que intervienen en el proceso. En el caso de modelos digitales del terreno, el incremento del número de triángulos, para que sea efectivo en el

proceso de recorte con un proyecto de obra debemos de utilizar la opción con un modelo ‘vinculado’ (éste se comporta como un objeto 3D más), aplicar la función de aumento del número de triángulos y volver a grabar el objeto como un TTP (de lo contrario la aplicación no puede procesarlo y recortarlo contra los ejes de un proyecto).



3 32

4.2.2.2

Adaptar la superfi cie de un objeto a la de otro

Con esta utilidad es posible crear efectos de diverso tipo, uno de los cuales puede consistir en crear una ‘piel’, ya que todos los puntos de cada triangulo de una superficie recogen la cota de otra. Por poner un ejemplo, si deseamos crear una textura de ‘banker’ para para un campo de golf, primero crearíamos una superficie formada por triángulos y posteriormente posteriormente la ‘adaptaríamos’ ‘ adaptaríamos’ al terreno. Una vez creada, aplicaríamos la textura ‘arena’.

La función Adaptar superficie está Herramientas y Utilidades Utilidades.

disponible

en



4.2.3

Crear una copia local de elementos de librería usados Al utilizar esta función, la aplicación examina todos los objetos del escenario y averigua los materiales y objetos 3D utilizados, creando una librería local que contiene la estructura de carpetas y ficheros utilizados. Esta carpeta puede ser utilizada en caso de querer compartir nuestro proyecto. Solamente es necesario que el usuario que la recibe copie su contenido directamente en la carpeta ISPOL\LIBSOL.

4 32



4.33 4.

Propiedades ambientales y físicas del entorno

En el elemento ‘E ‘Entorno’ se definen varios parámetros que caracterizan de forma específica un tipo de ambiente o medio físico directamente responsable del modo en que suceden e interpretan los fenómenos de emisión de luz, creación de sombras y de reflexión. También podemos definir aspectos atmosféricos. atmosféricos. Podemos ‘manipular el medio físico’ de una forma muy rápida. Así, podemos decidir tener un entorno muy básico y ‘mudo’ (por ejemplo sin cálculo de sombras) durante la etapa de diseño diseño del proyecto y utilizar un entorno mucho más ‘real’ durante la generación de las presentaciones o vídeos definitivos. Almacenar y usar varios entornos

ISTRAM ISPOL VIRTUAL 3D permite almacenar varios entornos en el mismo escenario, pudiendo activar cada uno de ellos en el momento deseado. También existe la posibilidad de poder salvarlos en un fichero independiente independiente para cargarlos en el escenario y, como es lógico, usarlos en otro proyecto o compartirlos con otros usuarios. Es importante tener en cuenta cue nta que los entornos más ‘reales’, con una contemplación plena de fenómenos físicos, son directamente responsables del rendimiento del programa y de la soltura o rapidez con que podamos movernos por el escenario. Por ello es recomendable usar entornos exig entes de forma esporádica y/o en la etapa de ‘producción’. EL interfaz completo proporcionado por la aplicación permite una cómoda exploración de los parámetros que podemos definir y que están agrupados según:     

Fondo estático del escenario Luz ambiente y calculo de sombras Simulación de niebla Mapa de entorno Parámetros generales OpenGL

Relación entre entorno, cámaras, iluminación y materiales

En ocasiones, algunas propiedades de las cámaras y de las luces deben de ser tenidas en cuenta, ya que ‘trabajan’ en colaboración con el entorno. En ocasiones puede haber conceptos y propiedades de uno u otro elemento que sean utilizadas de forma preferente, como es el caso de una luz que calcula sombras en un entorno que no las permite y viceversa. Otro tanto podemos decir de los materiales, en los que definimos una serie de propiedades directamente relacionadas con la iluminación. Por ejemplo podemos activar un mapa de entorno para reflectividad, independientemente de si los materiales son reflectivos o no. La creatividad del usuario es totalmente necesaria para crear el ambiente más idóneo para cada momento, proyecto y lugar. Todos los factores ambientales, junto con la iluminación de la escena provocan el impacto visual global de la imagen. Así, por ejemplo, si pretendemos obtener un ambiente de puesta de sol, no solo deberemos escoger el fondo adecuado, sino que debemos ajustar un color de luz ambiente rojizo, y debemos colocar la fuente principal de luz acorde con la posición del sol en el fondo.



5 32

4.3.1

Fondo del escenario, configuración. Con esta opción personalizamos el aspecto que tiene el ‘background’ o fondo del escenario. Podemos elegir entre varias opciones preconfiguradas en el caso de ‘cielo diurno’, ‘nocturno’, y escala de grises. También podemos cambiar los colores en que se basa el degradado haciendo clic en ‘Arriba’ y ‘Abajo’.

Podemos usar, en el caso de ‘imagen de fondo’ cualquier imagen digital que esté almacenada en el directorio \LIBSOL\fondos (el selector nos ofrece una lista alfabética de las imágenes existentes en esa carpeta). En este caso, podemos definir un posicionamiento vertical que permite indicar la altura a partir de la cual se inserta la imagen en el fondo, permitiendo ajustarlo en la medida de lo necesario. Estas imágenes no cambian de posición respecto de la cámara y por ello no son adecuadas para generar animaciones. Como veremos en su momento, es más adecuado usar una semiesfera que cubra toda la escena y aplicarle una textura como imagen de fondo.

Es recomendable no utilizar imágenes de pequeño tamaño ya que no son adecuadas, producen resultados pobres.

6 32



4.3.2

Iluminación general y caracterización de la emisión de sombras En este apartado se definen los colores que van a intervenir en la ‘decoración’ general de nuestro entorno, a posteriori, la aplicación de fuentes de luz independientes suma sus efectos a este entorno inicial. El color de las sombras es definido según el color elegido. Normalmente usaremos el color oscuro ofrecido por la aplicación (tal y como ocurre en la realidad), a no ser que deseemos aplicar algún tipo de efecto especial.

Luz ambiente

La iluminación definida en el entorno se suma de forma general a todas las fuentes de luz definidas. Un color negro significa que no alteramos las luces individuales. Cualquier otro color es ‘sumado’ al color de cada fuente de luz. Si usamos un color naranja, podemos conseguir un entorno similar al ‘atardecer’. Esta luz ‘global’ proviene de todas partes y hace que sean menos contrastados los claro-oscuros de la imagen final. En el siguiente esquema mostramos un escenario con iluminación general negra, blanca y naranja, aplicada a varios objetos.

Sistema de cálculo de sombras dinámico

La sombra que un objeto genera sobre otro depende directamente de las fuentes de luz. De ellas parten vectores de iluminación que intersectan con cada cara, vértice y aristas, proyectando sombra sobre otros objetos (esta misma técnica es usada en cierta manera cuando se calculan reflexiones, pero a la inversa). Los dos modos de cálculo de sombras difieren en velocidad y calidad, siendo el método ‘óptimo’ mucho más ‘caro’ a nivel computacional ya que implica realizan un número elevado de cálculos. En cualquier caso la ‘calidad’ de las sombras depende del número de puntos de la superficie que arroja las sombras y la de la superficie que las recibe.

En el modo ‘Óptimo’ se calculan vectores con direcciones independientes, produciendo resultados más cercanos a la realidad que en el tipo ‘aproximado’ que es el utilizado por defecto. Como en otras ocasiones, se recomienda usar los modos ‘finos’ cuando vamos a generar el producto final. Actualmente, sólo la luz que tengamos seleccionada como activa, es la que generará las sombras, aunque en la escena existan varias luces encendidas.



7 32

4.3.3

Simulación de niebla Con esta función, además de poder recrear una niebla o calima, podemos simular la pérdida de la visibilidad con la distancia. Se permite definir el color de la niebla, así como los puntos (en metros) de ‘inicio de niebla’ y ‘niebla total’, que son aplicados de forma general a la cámara activa. La aplicación es inmediata, valorando su efecto en tiempo real.

Podemos crear, tal y como vemos en la ilustración, un efecto de ‘entrada en la niebla’ o de ‘salida de la niebla’. Para este segundo caso simplemente introduciremos un valor mayor en ‘comienzo de la niebla’ que en ‘niebla total’

8 32



4.3.4

Mapa de entorno

Los mapas de entorno son una técnica que nos permite simular el efecto de la reflexión sobre los objetos. Consiste en proyectar una imagen sobre los objetos de la escena, de tal manera que parezca que reflejan el contenido de la misma. Para ello, únicamente necesitamos seleccionar la imagen que deseamos se refleje en los objetos de la escena, de la lista que se nos ofrece en la sección ‘Mapa Entorno’ en el menú de propiedades de entorno. Dicha lista coincide con la que se nos ofrece para las imágenes de fondo.

Para que un objeto refleje el mapa de entorno, su tamaño de brillo debe ser 0 (ver la sección ‘Propiedades Básicas’ del material asociado al objeto).

4.3.5

Propiedades OpenGL aplicables al entorno Estos parámetros permiten definir como va a trabajar OpenGL a la hora de tratar la iluminación de los objetos. Las opciones relacionadas con las ‘caras de atrás’ de los triángulos son efectivas si no vamos a tener en cuenta la iluminación de unos objetos sobre otros, y lo mismo ocurre con su visualización.

Su activación o desactivación tienen mucha influencia en la velocidad de procesado de la geometría 3D y su visualización. En cuanto a la iluminación (óptima o aproximada), ocurre algo parecido que con los métodos de cálculo de sombras. Uno de ellos es mucho más rápido que el otro. En el caso de la iluminación óptima, para cada triángulo de cada superficie se crea un vector de reflexión que parte desde la fuente de iluminación. En el otro caso (aproximada), desde la fuente de luz se crean todos los vectores en la misma dirección y lógicamente la detección del brillo es menos real.



9 32

4.4

Cámaras, control sobre la visualización En el capítulo dedicado a la explicación del entorno y utilización básica del programa se explicaron de forma breve algunos conceptos relacionados con las cámaras e iluminación. En este momento, somos capaces de movernos por una escena (utilizando el ratón), examinándola. Incluso es posible (y recomendable) que se haya atrevido a crear varias cámaras, activándolas para ‘ir’ inmediatamente a un punto particular de la escena. Veamos a continuación algunos parámetros en detalle.

4.4.1

Control sobre la posición de la cámara y referencia, orientación

Los movimientos de ratón son traducidos en movimientos de la cámara y referencia, elementos que sólo pueden ser visualizados con otra cámara, lógicamente en otra vista. La orientación de la cámara con respecto a los tres ejes del espacio permite definir el ‘campo’ visual de la escena que queremos representar. El vector construido es utilizado para ubicar la referencia o ‘centro’ de la escena. Como vemos en la ilustración, además de las coordenadas de la posición y de la referencia se ofrecen tres deslizadores para actuar de manera precisa sobre Azimut, Cenit y Ladeo (o inclinación lateral). Los movimientos que realizamos con el ratón a la hora de buscar una vista determinada son inmediatamente reconocidos y almacenados en los campos numéricos correspondientes.

El ángulo de giro según el eje Z es expresado en grados centesimales, con la intención de poder sincronizar una cámara con el azimut de un eje, en tanto que los otros dos ángulos son especificados en formato sexagesimal.

Cámaras vinculadas

Como veremos en el apartado de animaciones en el próximo capítulo, es posible vincular una cámara a una línea guía de una animación, con el objetivo principal de realizar una secuencia de vídeo. Esta cámara NO se puede mover libremente y al pretender desplazarla con el zoom de ratón solo conseguiremos desplazarnos por los cuadros, de uno e uno, de la línea la guía usada .

10 32



4.4.2

Campo visual, ajuste del ‘objetivo’ de la cámara En teoría el ojo humano tiene un campo de visión detallado cercano a los 90º, y una visión periférica que permite llegar incluso a los 180º. A nivel fotográfico, los objetivos ‘gran angular’ permiten llegar hasta los 100º de visión y los llamados ‘ojos de pez’ permiten llegar hasta los 180º, evidentemente con una importante distorsión que no parece natural. Por defecto ese ángulo en VIRTUAL 3D es de 60º, pero puede ser modificado.

4.4.3

Definición de rango de visualización, recorte frontal

La delimitación del rango de visualización en distancia, que por defecto está activada a modo automático (es decir, vemos todo) puede permitirnos aplicar ciertos ‘efectos’. Los campos cercano y lejano significan las distancias en las que se colocaría un ‘plano’ que tapase los objetos situados por detrás (para el campo cercan o) y por delante (campo lejano). La aplicación de un límite de visión puede ser activado con la intención ‘aligerar’ la carga de geometría que debe de procesar la aplicación, ya que los objetos ‘no vistos’ no son procesados y por tanto no consumen recursos. La adopción de un plano de corte situado a una distancia adecuada puede permitirnos obtener una ‘sección’ frontal, como la de la ilustración del automóvil o una vista de sección de una autovía.



11 32

4.5

Iluminación, caracterización y propiedades avanzadas

Cada fuente de luz que ubiquemos en el escenario tiene tres componentes de color: 





El color ambiente sirve para definir el color que mostrarán las superficies por si mismas. Este color es ‘sumado’ al color propio. La componente difusa es aplicada sobre la componente difusa de cada superficie. Así, con una luz rosa, un objeto blanco se ve rosa. Es el color que emite (que no refleja) el objeto por efecto de la iluminación. La componente especular es aplicada (de la misma forma que en el caso anterior) sobre la componente especular (el brillo) de cada objeto.

En el ejemplo de la ilustración observamos una fuente de luz que estaría iluminando las pilas del viaduc to desde la parte izquierda y por eso son visualizadas en color rosa.

En general, salvo escenas nocturnas o montajes especiales, las luces añadidas a nuestro escenario serán blancas, grises o ligeramente amarillas. La componente de la luz especular es (o debe ser) generalmente gris o blanca, otros colores producen resultados antinaturales. Técnicas de iluminación

Esta materia puede dar por si misma para un manual específico, ya que está íntimamente ligada a conceptos de creatividad. La adición de colores es un proceso a complejo que depende del tipo de color de la luz y del objeto. Los colores claros absorben más luz que los oscuros. Los colores intermedios son los más ‘problemáticos’, un objeto amarillo iluminado con una luz rosa será naranja, que en todo caso es resuelto por la aplicación. En el caso de los objetos oscuros, la adición no tiene tanto efecto, un objeto negro se seguirá viendo negro. En general, la mejor solución (y en principio más ‘rápido’ y ‘natural’) es usar los colores propu estos por la aplicación: gris y blanco para ambiente y difusa respectivamente. La relación entra la densidad de triángulos de un objeto y los efectos de iluminación

Es importante tener en cuenta, como ya indicamos cuando se describieron las fuentes de luz del entorno aplicado, que los efectos de iluminación y difusión son directamente dependientes de la calidad de las superficies que iluminan. Esta calidad está basada en el número de triángulos con que están definidas.

12 32



4.5.1

Tipos de iluminación

VIRTUAL 3D, como ya vimos en la introducción del capítulo 2, contempla 3 tipos de iluminación: 



Luz direccional: Esta luz lanza rayos de iluminación paralelos siguiendo una única dirección. El resultado es el mismo que se produce con una luz solar. No permite modificar su grado de intensidad.

Luz direccional solar: Dentro del tipo direccional se ofrece la posibilidad de reproducir una posición virtual del sol según una fecha y hora particular, además de poder usar la hora actual.

La utilidad más importante de este tipo de iluminación es que se reproducen las sombras exactamente igual que en la realidad (evidentemente es necesario que nuestro escenario esté ubicado en coordenadas UTM correctas), pudiendo reproducir la escena del modo más conveniente con la ortofoto general que se esté aplicando. También puede ser usada para valorar el grado de influencia de la iluminación en dos horas diferentes del día, así como ser usada en animaciones (como podemos realizar una secuencia ultrarrápida de lo que sucede a lo largo de un periodo de tiempo).



Luz tipo foco: Tal y como indica su nombre, este tipo de iluminación se comporta como un foco. Así, se definen su ángulo de apertura y el grado de difusión del borde, cuyo valor puede ser 0 (no hay difusión y los bordes son nítidos) y 100% (difuminado total).

Suponiendo un grado de apertura de 90º, una difusión del 100% nos ofrecería una iluminación nítida de los 45º centrales del foco. Este tipo de luz es el que usaremos a la hora de definir un sistema de alumbrado y también puede ser usada para simular la iluminación generada por los focos de un coche, ya que podemos variar origen y referencia para conseguir el efecto deseado. Según el grado de apertura tenemos los siguientes tipos:   

0-30 Intensiva 30-40 Semi-intensiva 40-50 Dispersora


  

50-60 Semi-extensiva 60-70 Extensiva 70-80 Hiper-extensiva


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4.5 4. 5.1 .1.1 .1

El conce pto de aten uac ión

La luz es distribuida uniformemente en un espacio esférico cuya superficie aumenta conforme nos vamos alejando de la fuente lumínica. Al ser una onda física la luz se atenúa con la distancia. En el caso de VIRTUAL 3D, los conceptos han sido simplificados para comodidad del usuario y ofrecidos en un sencillo cuadro de diálogo ofrecido en el panel derecho. La atenuación solo es aplicable a luces puntuales. El valor ‘K atenuación’ es e s una constante multiplicativa que participa en la formula: 1

K  k d  d  K q  d 2

Donde:

K = Constante de atenuación Kd = Factor de atenuación por distancia Kq = Factor de atenuación por cuadrado de distancia d = distancia

Puede construir una hoja de cálculo y analizar una simulación de datos, visualizando gráficos del tipo: Las curvas de atenuación más efectiva usan valores: 1, 0, 1 en tanto que la más suavizada usa 1, 0.01, 0. Dependiendo del objetivo, según tengamos una fuente de iluminación ubicada en una farola, un vehículo o en una habitación, los valores necesarios y adecuados pueden ser variables. Los efectos de iluminación en realidad virtual pueden a veces ser una tarea más creativa que técnica. A la hora de definir los valores de atenuación, se ofrecen dos parámetros: 



Inversamente lineal (atenuación por distancia): Establece la atenuación como la inversa de la distancia lineal desde la luz puntual. Por ejemplo, a una distancia de 2 unidades de una luz puntual, la luz presenta la mitad de intensidad que la luz puntual; a una distancia de 4 unidades, 1/16 de intensidad. Si es lineal inversa, el valor por defecto es la mitad de la intensidad máxima. Inversa del cuadrado: Establece la atenuación como la inversa del cuadrado de la distancia desde la luz puntual. Por ejemplo, a una distancia de 2 unidades de una luz puntual, la luz presenta la cuarta parte de intensidad que la luz puntual; a una distancia de 4 unidades, un dieciseisavo de la intensidad.

Los objetos se oscurecen antes cuando se utiliza la atenuación inversa del cuadrado que cuando se usa la inversamente inversamente lineal. Elija una u otra opción en función del efecto que persiga.

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4.5.2

Acciones aplicables a las fuentes de Iluminación

Como indicamos en el apartado de clonación, las luces pueden ser clonadas, siendo la mejor estrategia para simular un alumbrado público urbano o en una carretera diseñada con ISPOL. El número máximo de fuentes de luz es determinado de forma automática en función de su equipo y su sistema operativo. Lo normal a la fecha de edición de este manual es que sólo podamos usar 8 luces simultáneas, para

solventarlo existe una técnica denominada ‘Light maps’ que todavía no está implementada en VIRTUAL 3D.

4.5. 4. 5.2 2.1

Luc es clo na nadas das

Para clonar una luz simplemente usaremos la opción ofrecida por el menú contextual, apareciendo la luz creada con el prefijo >>. Como clones, se comportan como una unidad, todos los cambios de las propiedades de la luz original son transmitidos a todos los elementos clonados. La principal peculiaridad de esta funcionalidad es que se transmite de forma inmediata los cambios de la luz original a todos sus clones, simulando, por ejemplo, una iluminación iluminación urbana, un encendido y apagado, etc. Solo se permiten clonar luces puntuales.

4.5 4. 5.2 .2.2 .2

Luce s vin cula das a un obje to

A menudo es necesario vincular una luz con un objeto, con la principal intención de que se mueva solidariamente con él. Para realizar esta acción se selecciona la luz y en el panel derecho, d erecho, pulsaremos sobre el botón ‘Vincul ar’, ar’, eligiendo el objeto con quien va a quedar enlazada. La posición relativa de la luz con el objeto es conservada, mostrándose en el panel las coordenadas relativas en vez de las absolutas que tenía la luz antes de ser vinculada.

Estas luces quedan almacenadas, por motivos de organización, organización , en el nodo ‘Luces Vinculadas’. Vinculadas’. La aplicación permite almacenar objetos 3D con luces vinculadas, permitiendo diseñar un automóvil, un semáforo o cualquier otro elemento que incorpore luces en su estructura. Una buena medida a la hora de tener varios elementos 3D que poseen luces es que el nombre de éstas sea fácilmente identificable. identificable.

4.5 4. 5.2 .2.3 .3

La gene raci ón de somb ras

La generación de sombras es un fenómeno físico que depende del modo en que van a ser calculadas (ver definición del entorno), y del grado de complejidad de nuestra escena. La potencia del ordenador debe de ser tenida en cuenta, en modo visualización puede que no podamos ‘movernos’ por la escena con comodidad, siendo recomendable en este caso activar la opción de cálculo de sombras a la hora de generar el render o la secuencia de vídeo final.



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4.66 4.

Edición, gestión y asignación de materiales

Las texturas proporcionadas por ISPOL VIRTUAL 3D a través de su librería LIBSOL han sido creadas pensando en el usuario y en el tipo de necesidades que va a tener, todas relacionadas con la representación de cartografía y proyectos de ingeniería civil. La librería de materiales entregada con la aplicación ofrece un completo catálogo de materiales e imágenes digitales listo para ser usado en el escenario creado. Sin embargo es necesario ofrecer los medios que permitan crear y modificar materiales, definiendo sus texturas y propiedades geométricas. Además de texturas simples adecuadas para representar el pavimento de una carretera, carretera, el hormigón de una estructura, los ladrillos de un muro, una cubierta, etc. se ofrecen otras más complejas destinadas a decorar elementos particulares como un talud, un camino de obra, etc.

4.6.1

Conceptos relacionados relacionados con el aspecto de los materiales

La apariencia que muestra un objeto es el resultado de varios fenómenos estrechamente relacionados: 

La imagen digital elegida: En algunos casos debe tener capacidad para autorepetirse sin dar sensación de mosaico, en otros debe rellenar toda la superficie superficie.. En cada caso se necesita una imagen diferente.



Los parámetros de color ambiente, difuso y especular que se hayan definido.



El número de triángulos que definen la superficie sobre la que se aplica.



Las fuentes de iluminación aplicadas y la luz general del entorno activo.



La iluminación según ‘normal por triángulo’ o ‘normal por vértice’.

Como vemos de forma inicial, parece un tema complejo y muy relacionado con conceptos de creatividad. En ocasiones una textura textura ‘mala’ vista de lejos puede ser suficiente, en tanto que una buena puede resultar excesiva. Para todos estos ’problemas’ VIRTUAL 3D ofrece soluciones sencillas. Debe de tener en cuenta que la aplicación de texturas consume unos recursos computacionales, que dependiendo de varios factores son muy elevados. Por ellos es aconsejable que utilice texturas del tamaño adecuado al destino y/o función que van a ejercer. También debe de tener en cuenta la posibilidad que ofrece VIRTUAL 3D de utilizar una configuración configuración visual de trabajo y otra de ‘producción’. El factor creativo

En todo caso, cuando sea necesario, tendrá que realizar un pequeño esfuerzo creativo, tomar fotografías de ‘exteriores’, procesarlas con su aplicación de tratamiento de imágenes (Photosh op o GIMP, este último gratuito) y comprobar como quedan en su escenario.

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4.6.2

Definición y almacenamiento materiales Los materiales de VIRTUAL 3D se almacenan, en principio, dentro de carpetas almacenadas en la principal LIBSOL\Material (en esta ubicación es donde localizamos las texturas oficiales de VIRTUAL 3D). Los nombres de estas carpetas corresponden a acrónimos mat_000, mat_010, etc. En esta ubicación encontramos un archivo material.xml, que permite ‘traducir’ estos diminutivos en nombres conocidos, como ‘asfalto y pavimento’, ‘vegetación’, etc. Esta organización es visualizada por el panel de gestión de materiales, permitiendo una cómoda edición y asignación. Esta forma de trabajo permite que su proyecto pueda ser independiente del idioma, ya que en ese archivo es posible escribir los nombres descriptivos en los lenguajes soportados por ISTRAM®/ISPOL®. La navegación por el catálogo y su utilización puede ser compartida por usuarios de diferentes lenguas maternas, el proyecto 3D puede así ser realizado en Rumanía y visualizado correctamente en España.

El contenido de este archivo, que puede ser modificado con un editor de textos ‘plano’ es el siguiente: Contenido del fichero material.xml

Como veremos a continuación, además de los materiales almacenados en \LIBSOL\Material, también son ofrecidos los encontrados en la subcarpeta LIBSOL almacenada en la carpeta de trabajo actual. En este último caso, no se admiten subcarpetas ni existe un sistema de sustitución de nombres. En esta carpeta es además donde almacenaremos la información relativa a las ortofotos que podamos usar en el proyecto.



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4.6.2.1

Funciona miento del sistema de lectura de la bibliote ca de material es

Al acceder al módulo, se leen los archivos de la biblioteca general y de usuario siguiendo el siguiente proceso: VIRTUAL 3D examina todas las subcarpetas contenidas en \Material. Para aquellas que estén declaradas en el fichero .xml, se ofrecerá el nombre sustituido que hemos escrito, quedando el nombre de la subcarpeta en caso de que no haya sido posible encontrar equivalencia.



Las subcarpetas que contiene la librería oficial tienen siempre el nombre base Mat y un número de 3 dígitos. Puede sin embargo crear subcarpetas con cualquier otro nombre, recomendando usar, por ejemplo, USER_### para definir sus propios materiales.



Puede escribir nombres en otros lenguajes encabezándolos con el tag en=, pl=, pt=, ro= para los idiomas inglés, polaco, portugués y rumano que en principio son los soportados por ISTRAM ISPOL.



Por último se leen los materiales localizados en la subcarpeta LIBSOL que exista en el directorio de trabajo actual y todos los materiales localizados son mostrados en dos últimas entradas de lista denominadas [Local] y [Ortofotos].



Una vez que se ha completado la lectura de materiales, se organizan según carpetas para que puedan ser elegidos cómodamente por el usuario. Dentro de cada subcarpeta, existen una serie de archivos de extensión .3dm que contienen todos los datos de definición. Cada uno de ellos aparece en un segundo desplegable, ordenado alfabéticamente según el nombre utilizado a la hora de ser definido. También observamos la ruta del archivo. En el panel de edición y asignación de materiales quedan disponibles todos los elementos leídos al entrar en el módulo o después de pulsar sobre el icono de actualización de la biblioteca. Nuestro equipo de desarrollo actualiza frecuentemente estas librerías con nuevos elementos. No dude en hacer llegar sugerencias y necesidades, así es posible valorar el tipo de objetos más solicitado por la comunidad de usuarios. Tenga en cuenta que una posible reinstalación de la aplicación puede sobrescribir material creado por usted. Bien porque se sobrescriba el fichero material.xml o los ficheros de definición de material almacenados. Realice una copia de seguridad frecuente y/o utilice carpetas de usuario (cualquiera que no tenga un nombre mat_###).

4.6.2.2

Pasos a seguir para defin ir o modifica r un materia l y eva luarlo

Para crear un material en la carpeta deseada, simplemente pulsaremos sobre el botón ‘ Nuevo’. En ese momento disponemos de un material archivado en memoria, con un nombre formado por la palabra ‘Material’ y un número que se corresponde con el total de materiales localizados incrementado en una unidad. Este material ya puede ser asignado a cualquier objeto, evidentemente de forma ‘volátil’ ya que no está almacenado en disco. Esta volatilidad puede ser útil cuando queremos evaluar el comportamiento de un nuevo material y no estamos seguros ni del aspecto que queremos que tenga, ni de su nombre definitivo (o incluso si queremos al final almacenarlo).

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Independientemente de si el material está siendo editado o es nuevo, la aplicación considera que la edición de un material se efectúa en memoria hasta que salvemos los cambios. Evaluar de forma inmediata la aplicación de un material nuevo o editado

Como ya sabemos la filosofía de trabajo de VIRTUAL 3D es la de que un material pueda ser aplicado a más de un objeto, de modo que las modificaciones que realicemos sobre un material son inmediatamente aplicadas a la escena, de forma que podemos valorar de inmediato el efecto obtenido al variar cada una de las propiedades disponibles. Esto quiere decir que podemos comprobar en tiempo real el efecto de variar el tamaño de aplicación de la textura, el color difuso del objeto y su mezcla con la imagen, la propia imagen en sí misma, etc. Guardar un material

En cualquiera de los dos casos, bien se trate de un material nuevo o uno que está siendo modificado, la acción de almacenamiento del material es realizada cuando pulsamos sobre el icono de disquete. En este momento, el sistema nos solicita que suministremos un nombre de archivo, que será el original en caso de edición. Para el caso de un material nuevo se ofrece un nombre de fichero construido con el nombre de la carpeta seguido de un número correspondiente al número de materiales incrementado en una unidad (Mat_000_18, por ejemplo). En cualquiera de los dos casos podemos mecanizar cualquier otro nombre, que en el caso de una edición equivaldría a un material nuevo (que en realidad ha partido de la copia y modificación de uno existente). Incorporar materiales a la biblioteca de forma manual, usando los archivos necesarios

Si por alguna razón necesitamos alimentar la biblioteca de forma manual, el proceso a seguir es muy sencillo y consiste en depositar en las carpetas de la biblioteca LIBSOL (o en la LIBSOL local de su carpeta de trabajo) los archivos .3dm y las imágenes utilizadas. Una vez realizada la acción, si estamos dentro de VIRTUAL 3D sería necesario pulsar sobre el botón ‘Actualizar li stas de materiales’, para que las nuevas incorporaciones estén disponibles. Es interesante recordar que cuando un material no es localizado o la textura que lo define (la imagen jpg, o tif), se emite un mensaje de aviso en la barra de estado inferior, de forma que podamos subsanar el error.



19 32

4.6.2.3

Pará metr os que defi nen un mate ria l

Los parámetros que están a nuestra disposición para definir un material son ofrecidos en el panel derecho y son mostrados para cada uno de los materiales elegidos en los dos desplegables. Se agrupan en cinco grupos: Propiedades Básicas, Parámetros de Textura, Transparencia de Textura, Filtros de Textura y Textura de sombreado o relieve. Propiedades básicas

En este apartado se definen algunos aspectos generales que son aplicables antes de definir una imagen a usar como textura. Las componentes Ambiente, Difusa y Especular son tratadas como el color del objeto, el color que emite el objeto si recibe luz, y el color que se refleja. El modelo de iluminación aproxima el color de los materiales en función de los porcentajes de rojo, verde y azul que reflejan. En este sentido tenemos que tener en cuenta la física asociada a la absorción y reflexión de la luz, que tiene en cuenta las tres componentes básicas. Por ejemplo una esfera roja refleja toda la luz roja y absorbe la luz verde y azul. Bajo una luz blanca la esfera se ve roja, bajo una luz roja se ve roja, bajo una verde se ve negra.

Como ya indicamos en el apartado de iluminación, la aplicación de colores es un proceso complejo. En general, las texturas que vamos a usar para nuestros proyectos de ingeniería civil, no usan colores extraños. Por esa razón, casi todos los materiales de la librería LIBSOL tienen una componente ambiente gris (dando un aspecto neutro al objeto), un color blanco para la componente difusa y un color blanco para el reflejo, salvo para materiales de escaso poder reflectante como es el caso d el hormigón o el asfalto. Funcionamiento del comportamiento especular

Una componente especular negra significa en realidad ‘brillo nulo’, ya que la componente negra absorbe todos los colores y no refleja ninguno. Definir porcentajes de brillo y transparencia

Brillo y transparencia son conceptos muy sencillos de entender, simplemente evalúe su efecto. La transparencia de la textura, que explicamos más adelante, se aplica para eliminar zonas blancas o negras que puedan definir los bordes de una imagen. ‘Reacciona ante la luz’ – ‘Emisor pasivo

Este parámetro permite decidir si el objeto va a reaccionar a las fuentes de iluminación definidas o no. En caso de ser emisor pasivo, siempre muestra el mismo aspecto, incluso ‘a oscuras’.

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Parámetros de textura, utilización de imágenes

El segundo paso a la hora de definir un material es elegir una imagen externa que esté almacenada en archivos de formato reconocido por la aplicación: .jpg, .tif, .bmp, .ecw, etc. Esta imagen actúa, en un sentido muy familiar, como una ‘piel’, envolviendo el objeto donde es aplicada. Todas las imágenes almacenadas en las subcarpetas de LIBSOL o LIBSOL local están disponibles para que puedan ser seleccionadas, usando el selector del cuadro de diálogo, tal y como vemos en la ilustración. Para cada imagen seleccionada, en la parte derecha del cuadro de diálogo se visualiza el nombre, el tamaño en píxeles que usará VIRTUAL 3D y el tamaño original. VIRTUAL 3D (obligado en cierta manera por OpenGL) adapta siempre los tamaños a la potencia de 2 más cercana, cuestión que debemos tener en cuenta. Las opciones 1x1, 2x2 y 3x3, permiten visualizar 1, 4 ó 9 imágenes a la vez, visualizando con un marco la actualmente seleccionada. Una vez definida, la textura es ‘escalada’ para ser aplicada al objeto en cuestión, esta escala está relacionada con el concepto repetición y puede ser de dos tipos, explicando para cada uno de ellos el funcionamiento: 



Repeticiones en unidades métricas: Se crea una imagen que tenga el tamaño en metros especificado en las direcciones x e y. A continuación esa imagen es aplicada a la superficie del objeto repitiéndose el número de veces que sea necesario. Repeticiones en función de un número de veces la dimensión de la superficie donde se aplica : Se trata del proceso contrario al anterior, se crea una imagen del tamaño de la superficie donde se va a aplicar dividido por el número de veces en X e Y.

Método 1 x 1 n

Método 2 x 2 m El objeto al que se aplica tiene 20 x 10 m. El sistema permite hacer combinaciones, es decir, elegir un método para la dimensión x, y otro distinto para la y. Los parámetros de desplazamiento permiten realizar un ajuste más detallado, desplazando la aplicación de la textura sobre el objeto en función de los valores especificados.



21 32

Modo de aplicación de la textura: Plana, envolvente y según pk’s

Cada material debe de llevar definido el método que va a ser usado para aplicar la textura a un objeto. Dependiendo de la forma y naturaleza de éste, puede ser de aplicación un método u otro. Los modos disponibles y el funcionamiento son los siguientes: Plana X, Y, Z

Este método es de aplicación cuando el objeto tiene unas superficies ‘bien’ orientadas con sus tres ejes del espacio (no confundir con los tres ejes universales). Para cada dirección elegida, las otras dos solo pueden mostrar una repetición del último píxel de la textura, tal y como vemos en la ilustración. Para un terreno o superficie generado por ISPOL, el método Z es el más adecuado, salvo para los elementos de obra lineal, para los que se ha programado el método pk’s. Envolvente

Este método funciona de tres formas en función del objeto sobre el que se aplica: 





Si se trata de un cilindro o una esfera, se aplica la textura de forma perfecta, envolviendo correctamente el objeto Para una caja o cualquier otro objeto 3D, se intenta aplicar la textura en función de las tres direcciones del espacio del objeto. Para objetos de tipo extrusión, la textura aplicada recorre el perímetro del objeto sobre el que tiene que ser aplicado, de forma que queda perfectamente dispuesta, siendo muy útil, por ejemplo, para el caso de fachadas de edificios.

Según PK ’s

Este método se ha desarrollado específicamente para ser aplicado a elementos de obra lineal creados por ISPOL, a los que sería imposible aplicar uno de los métodos anteriores. Para cada uno de los triángulos que definen los objetos anteriores, conocemos su dirección (proporcionada por el eje), aplicando así correctamente las texturas. Si el objeto sobre el que aplicamos la textura no es un

elemento de obra lineal, el programa aplica un ‘Plana Z’, de forma que sirva razonablemente bien a nuestros intereses.

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Eliminar un color determinado de la imagen para que sea transparente

En ocasiones, la forma de la imagen debe de ser aplicada realizando un recorte, como por ejemplo en el caso de un pedraplén como el mostrado por la ilustración. Únicamente debemos activar la opción ‘Blanco transparente’ y definir la tolerancia de 0 a 15, definida como un color RGB [0,0,0] hasta [15,15,15] (análogamente sería [255,255,255] hasta [240,240,240] para el caso del negro). Otra posible aplicación puede consistir en una señal de tráfico, una persona, un árbol, etc. En el fondo se trata de disponer de un contorno efectivo en color blanco o negro puros, lo que indirectamente nos indica que para este tipo de funcionalidad en el interior de la imagen no deben de existir, ya que se verán como transparentes.

Cómo se mezcla una imagen con las componentes básicas y los brillos

Los valores definidos en el apartado ‘propiedades básicas’ son usados a modo de ‘mezcla’ con el valor ‘Índice mezcla’ para la imagen elegida. En el caso del brillo a mostrar y el comportamiento respecto de la luz, diremos que existen tres posibilidades iniciales muy básicas: brillo negro, blanco y emisor pasivo, mostrando una ilustración del efecto producido sobre un terreno al que hemos aplicado una textura de vegetación.

Definir un tipo de suavizado para texturas muy alejadas o cercanas al observador

Cuando los objetos sobre los que se aplica una textura quedan muy lejos o muy cerca sucede que el aspecto de nuestros materiales puede no ser correcto, bien porque se emborrona el objeto con un co lor ‘medio’ o bien porque se pixela mucho si no se ha activado una difusión correcta. Para ambos casos (cercanía y lejanía) se ofrece la posibilidad de cambiar la configuración que por defecto se asocia a todo material (por defecto aplicamos interpolación lineal y LinearMipmapLinear). Por último se puede aplicar un filtrado anisotrópico (cuya explicación es conceptualmente complicada) que aplica 1,2,4,8 ó 16 píxeles en el algoritmo de suavizado (interno de la tarjeta gráfica). Es visible cuando aplicamos texturas con bordes muy definidos (por ejemplo un damero de ajedrez). En las ilustraciones inferiores se muestran los efectos de cada tipo.



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Cerca: Vecino más cercano

Cerca: Interpolación lineal

Lejos: Pixel más cercano

Lejos: Interpolación LinearMipmapLinear

Textura de sombreado o relieve

Podemos aplicar un efecto de sombreado o relieve a la textura original, añadiéndole una textura de sombreado o relieve. La forma de proceder es la misma que para la textura básica. Seleccionamos la imagen de entre las que se nos ofrece y su modo de aplicación. Para la textura de sombreado, además disponemos de los parámetros Sombreado, Negro T. y Blanco T., que nos permiten especificar cómo queremos que se aplique la textura, como un sombreado normal, haciendo que el color negro sea transparente, o que el color blanco sea transparente, respectivamente (es estos dos últimos casos, el grado de transparencia se hará progresivo en función del nivel de negro o blanco de la textura).

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Sin textura de sombreado

Con textura de sombreado

Las imágenes ofrecidas para las texturas de sombreado y de relieve, se encuentran localizadas en las carpetas Material\Tex_Som y Material\Tex_Rel dentro de la librería LIBSOL. Si deseamos añadir alguna nueva, debemos hacerlo dentro de estas carpetas.



25 32

4.6.2.4

Algunos aspectos decisiv os en el aspect o de las textura s

En las páginas anteriores hemos descrito todo lo relacionado con la definición y aplicación de materiales. La aplicabilidad de los mismos puede ser exitosa, pero la cualidad ‘bonito’, ‘real’ o ‘impactante’ que vaya a tener nuestro escenario 3D depende de algunos otros factores que vamos a enumerar. 







26 32

El tamaño y calidad de las imágenes externas es decisivo a la hora de ser aplicado a los objetos. En principio una textura de 256 x 256 puede ser suficiente, necesitándose mayores resoluciones si queremos resultados verdaderamente reales. El tamaño de las imágenes debe de consistir en potencias de 2, ya que la operativa interna trabaja mucho mejor si la imagen previa ya tiene una dimensión correcta (de todas formas OpenGL transformaría las imágenes originales a la hora de ser aplicadas, con la consiguiente pérdida de calidad y tiempo). La visualización de una textura y de su reacción frente a las fuentes de iluminación depende del número de triángulos que definen su superficie. Algunos objetos disponen de parámetros que definen el número de divisiones que van a ser utilizadas para representarlo, aumentar este número significa mayor calidad (pero también hacen más ‘pesado’ el escenario). La iluminación según normales por triángulo realiza una interpolación y suaviza la superficie. La opción ‘normales por vértice’ es mucho más detallada, pero depende entonces de que el tama ño de la imagen sea correcto. De todas formas cada una de ellas tiene su momento de aplicación. En la ilustración inferior vemos los dos ejemplos.



4.6.3

Utilización de texturas georreferenciadas A menudo necesitaremos aplicar una ortofoto a un terreno, definido éste por un TTP (cargado de forma normal o mediante la opción TTP-vinculado) o por un objeto ‘grid binario ispol’. La aplicación de la ortofoto pasa necesariamente, por la obligatoriedad de definir un material. La imagen que utilizaremos para definir la textura debe de ser aplicada en las coordenadas correctas y sin intervención del usuario (es decir, sin definir ningún otro parámetro adicional mas que la imagen misma). VIRTUAL 3D soporta imágenes georreferenciadas en formato ecw, tiff y jpg (estos últimos con sus correspondientes ficheros de georreferenciación).

Cómo se define un material con una textura georreferenciada

La definición de este tipo de materiales es un proceso similar al explicado para los otros materiales, salvo que son almacenados en la carpeta LIBSOL dentro del directorio de trabajo del proyecto. Así, si necesita enviar su proyecto a otra ubicación, sólo debe de tener en cuenta que debe de copiar esta carpeta. En el selector de carpetas de materiales seleccionaremos la última entrada, [Ortofotos]. Para asociar la imagen o conjunto de imágenes pulsaremos sobre los iconos correspondientes. En caso de disponer de varias ortofotos, VIRTUAL 3D examinará la carpeta que hemos indicado para encontrar en todo momento, y de forma automática, la imagen que es necesario aplicar en cada punto de la superficie del objeto sobre el que se aplica. Una vez seleccionado el origen, se muestran los valores que nos informan de la extensión que ocupan las mismas y la resolución espacial. Las imágenes georreferenciadas pueden encontrarse en cualquier localización, no obligando la aplicación a que residan en LIBSOL local de su carpeta de trabajo (ahí deben de encontrarse necesariamente los archivos de material .3dm). En cualquier caso, podría ser una ubicación de lo más adecuada.

Por último, es posible (para el caso en que las imágenes no tienen un color alpha o transparente) definir que color queremos eliminar de la imagen. De la misma forma que explicamos anteriormente usaremos los parámetros ofrecidos por el panel ‘Transparencia de la textura’. Aplicar el material georreferenciado a los objetos

Para aplicarlo al objeto en cuestión usaremos los mismos métodos anteriormente descritos. 

Seleccionar el objeto y asociar en el panel de propiedades la textura deseada.



Usar la acción ‘caldero de pintura’ y señalar con el ratón el objeto deseado. Para el caso de TTP’s vinculados, almacenados en un mismo organizador o un sub -elemento de un objeto grid binario ispol, basta con aplicar el material a un solo objeto para que sea aplicado a todos los demás miembros.



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4.6.3.1

Carga dinámica de textur as georr eferenc iadas

El gran tamaño de la topografía que queremos representar, basada en modelos digitales, bien sean objetos TTP cargados o vinculados y el modelo ‘grid binario ispol’, puede impedir que podamos llegar a aplicar una ortofoto, principalmente por la limitación de las tarjetas gráficas. Para solventar este problema VIRTUAL 3D utiliza una técnica de aplicación de textura especial: la calidad de la textura es dinámica y se aplica un tamaño en pixeles dependiente del tamaño que ocupen los objetos en pantalla. Así, para un objeto que está lejos y que ocupa poco tamaño, solo será necesario cargar una imagen pequeña, y así hasta que lleguemos al máximo posible, que como ya hemos indicado depende de la tarjeta gráfica de su equipo.

Cargar el terreno mediante múltiples objetos, segmentación.

Es evidente que esta técnica es totalmente efectiva cuando es combinada con la carga de un catálogo de objetos (TTP’s o grid binario ispol) cuyo tamaño es relativamente pequeño, por lo menos en relación al objeto total. Dependiendo de varios factores, que vamos a explicar a continuación, este tamaño puede ser del 1000 x 1000 m, o de 8000 x 8000. La ‘ecuación’ que debemos resolver es muy sencilla: el tamaño de cada ‘bloque’ de terreno debe de ser el resultado = Máxima resolución de la tarjeta gráfica x resolución píxel/m de la ortofoto utilizada.

Además de visualizar un estado ‘ generando textura’ en el área de información superior, en todo momento se informa del tamaño de la textura generada. Este límite depende de tres posibles factores: 





De la limitación de la tarjeta gráfica De la limitación provocada por el tamaño del objeto. Si la textura tiene una resolución espacial de 1x1 m/píxel, un objeto de 500 x 500 m no necesita más de 512 x 512 pixeles. De la limitación impuesta mediante la especificación de calidad borrador, media y alta y máxima, definida en la configuración.

Recordemos que la generación de múltiples TTP’s es facilitada por la función ‘Salvar recinto’ del menú de modelos digitales triangulados, en tanto que los modelos ‘grid binario ispol’ son generados desde la función ‘Útiles ISMOS> Rejilla MDT’, del módulo de modelado de superficies.

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4.6.3.2

Grado de detalle de las textura s georrefe renciad as

Los ordenadores actuales de tipo medio disponen de tarjetas que permiten utilizar imágenes de 4096 x 4096 pixeles y de 8192 x 8192 pixeles, así que para un terreno de 8192x8192 metros sólo podríamos aplicar una textura de 1 píxel/metro. Con otro tipo de tamaños, potencia de tarjeta y resolución espacial de las imágenes puede llegar a ocurrir lo mismo: pérdida de calidad. VIRTUAL 3D aplica varios tipos de interpolación según la necesidad: 



Cuando el tamaño de la textura es inferior al del objeto al que va a ser aplicada (por ejemplo una textura de 1000 x 1000 pixeles a razón de 1 píxel / metro) es de tipo ‘ nearest neighbour’ que realiza una media entre los pixeles mas cercanos a uno central. El efecto es similar al que producen los programas de tratamiento de imágenes como Photoshop o similares. Cuando el tamaño de la textura es superior al del objeto al que va a ser aplicada. Esto sucede cuando 1 píxel de ortofoto aplicado a 1 metro de objeto ocupe, por ejemplo, 100 pixeles de pantalla. En este caso también se aplica la misma técnica de interpolación.



29 32

4.7

Configuración de la librería LIBSOL

Todos los objetos, billboards externos, materiales y fondos proporcionados por la aplicación se encuentran alojados en la librería ISPOL\LIBSOL, que el usuario puede alimentar con sus propios elementos. A continuación explicamos la estructura de la misma así como los pasos seguir para realizar una personalización correcta. La librería LIBSOL, debido a su gran tamaño, solo es entregada en el CD de instalación o descargable desde nuestro servicio FTP, previa solicitud.

4.7.1

El sistema de almacenamiento en subcarpetas

La librería LIBSOL está basada en una estructura de carpetas jerarquizadas que alojan todos y cada uno de los elementos soportados (mencionados al principio). Para favorecer que la utilización del programa no dependa de un idioma en particular, para cada carpeta ‘principal’ existe un fichero ‘guía’ que sirve de traducción. Las carpetas principales de la librería, cuyo nombre no puede ser modificado (de lo contrario no pueden ser encontrados sus elementos) son: 

Billboards: imágenes raster (formatos tif, jpg, bmp, …) usadas como imágenes 3D.



Fondos:

almacenamiento de imágenes usadas como fondo estático de escenario.



Material:

almacenados en ficheros .3dm junto con archivos gráficos (texturas).



Objetos:

elementos 3D almacenados en archivos .3do.



Tmp:

carpeta interna donde se generan archivos temporales. *

La carpeta tmp no debería ser borrada ya que la aplicación hace uso de los archivos que contiene y que son generados

durante los procesos de ‘lectura de materiales’ y/o ‘generación de billboards para biblioteca interna’. De todas formas la regeneración de los archivos tarda unos pocos minutos, así que cuando crea que existe la posibilidad de tener archivos obsoletos puede borrarla para que la aplicación cree el contenido desde cero.

4.7.2

Los ficheros material.xml, objetos.xml y billboards.xml

Como ya explicamos anteriormente, la selección de materiales y objetos se realiza mediante selectores que muestran en vez del nombre de la carpeta real un texto sustitutivo de la misma. Esta sustitución está definida en los ficheros material.xml y objetos.xml, cada uno de ellos almacenado en la carpeta correspondiente. Puede revisar la explicación del fichero material.xml ya mostrado anteriormente, y cuyas características son similares a al archivo objetos.xml. El proceso llevado a cabo por la aplicación al cargar estos ficheros es el siguiente: 



El programa lee la librería buscando las carpetas almacenadas en \LIBSOL\objetos, y LIBSOL\Material y busca en los ficheros xml el ‘alias’ en el idioma activo. Si no lo encuentra no ocurre nada, simplemente vemos esa carpeta con el nombre original. Tenga en cuenta que si piensa compartir su librería es recomendable que utilice un sistema de nombres que permita conocer rápida y sencillamente el tipo de objetos almacenados. La edición de estos archivos puede ser efectuada con un editor ASC II ‘plano’ como el ‘notepad’ de Windows. La aplicación controla los errores cometidos al manipular dichos archivos, emitiendo en la barra de estado los informes de

error localizados. Por ello, después de una manipulación manual, compruebe en un acceso ‘limpio’ a VIRTUAL 3D que todo es correcto.

30 32



Billboards.xml

El archivo se almacena en LIBSOL\billboards, y guarda las clases que sirven para identificar y clasificar las imágenes 3D definidas en el sistema. Este archivo es modificado desde el propio cuadro de diálogo que controla la biblioteca de billboards y no debería ser editado de forma manual.

4.7.3

Alimentación de la librería de objetos 3D

La librería LIBSOL puede ser alimentada por el usuario con nuevos elementos. Para ello simplemente debe de almacenar los sólidos prealmacenados (archivos .3do) en carpetas de usuario dentro de \LIBSOL\objetos (por ejemplo user_001, user_002, etc.) y definir un nombre en el archivo objetos.xml que permita identificar posteriormente cada carpeta en el selector. Una vez que ha creado o importado un objeto 3D, use el icono de guardar y almacénelo en la ubicación deseada. En ese momento ya estará disponible.

4.7.4

Actualizaciones

Es importante hacer notar que la actualización de la librería (usando nuestro sistema de FTP) puede sobrescribir elementos introducidos por el usuario. Antes de realizar una actualización, guarde los archivos

.xml y

realice los ajustes posteriores que sean necesarios.

El gran tamaño de esta librería (>50 Mb) nos obliga a que las actualizaciones de la misma se efectúen muy de vez en cuando, avisando convenientemente a los usuarios de las novedades introducidas. Tenga en cuenta que la librería oficial siempre utilizará nombres de carpeta \mat_nnn y \obj_nnn. Así, llamar user_nnn a sus carpetas puede ser una sencilla solución para evitar problemas.



31 32

32 32



ISTRAM ISPOL v10.13

VIRTUAL 3D

5

Render, animaciones y secuencias de vídeo

Una vez que estamos satisfechos con la composición del escenario, es necesario obtener imágenes y videos que nos permitan mostrar el mundo virtual que hemos creado La „renderización‟ es un complicado proceso de interpretación del mundo 3D y de los objetos que lo componen, cuyo resultado es una imagen 2D, almacenable en un archivo. También podemos obtener una secuencia de video, „montando‟ varios cientos de imágenes generadas aplicando la misma técnica. ISTRAM ISPOL VIRTUAL 3D contempla la necesidad de tener en cuenta procesos dinámicos. La definición de animaciones, en las que los elementos cambian de posición, rotan o modifican sus propiedades físicas, permite añadir el grado de veracidad necesario para alejarnos de una simple „naturaleza muerta‟. Para que estos objetivos puedan ser logrados con rapidez tenemos que tener en cuenta dos elementos: por un lado la potencia de nuestro equipo y por otro lado el volumen de datos del escenario que hemos organizado. La filosofía de trabajo propuesta por la aplicación permite minimizar este impacto, ofreciendo soluciones sencillas para pasar de „montaje‟ a „producción‟. Contenido de la unidad >

Metodología de trabajo

>

Render y video opciones del sistema

>

Animación y simulación

INDICE 01 1

5.1

5.2

5.3

02 2

ISTRAM ISPOL v10.13 | VIRTUAL 3D | Render, animaciones y secuencias de vídeo

03 3

04 4

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5

La presentación de imágenes y secuencias de video .................................................................................... 1 5.1.1 Elementos a tener en cuenta en el momento de generar resultados ........................................................ 2 5.1.2 Metodología de trabajo, con sejos y e strategias ................................................................................ 3 Render, obtener una fotografía del escenario ........................................................................................... 5 5.2.1 Opciones del sistema de render y video ......................................................................................... 6 5.2.1.1 La generación de vídeo ................................................................................................... 8 5.2.1.2 Codecs de vídeo utilizables por ISTRAM ® /ISPOL ® ..................................................................... 9 5.2.1.3 Postproducción videográfica ............................................................................................. 9 Definición de animaciones ................................................................................................................. 10 5.3.1 Menú de animación ................................................................................................................ 11 5.3.2 Definición de la secuencia temporal, navegador de video ................................................................... 11 5.3.3 Definición de líneas guía de movimiento ....................................................................................... 12 5.3.3.1 Añadir líneas guía al escenario ......................................................................................... 12 5.3.3.2 Tipos de suavizado aplicables a las líneas guía ...................................................................... 13 5.3.4 El guión de la animación: crear papeles, asignar actores y líneas guía ................................................... 14 5.3.4.1 Intervalos de desplazamiento ........................................................................................... 15 5.3.4.2 Intervalos de rotación ................................................................................................... 18 5.3.4.3 Intervalos de aparición .................................................................................................. 19 5.3.4.4 Ventana de gestión de la animación ................................................................................... 21

5.1

La presentación de imágenes y secuencias de video

En los capítulos anteriores se han descrito todas las funciones y herramientas que VIRTUAL 3D ® pone a disposición del usuario para preparar un escenario con contenido geométrico, modelos digitales triangulados del terreo y proyectos de obra lineal. Ahora entramos en el área de generación de resultados, objetivo de todo proyecto 3D. Para que este trabajo sea exitoso, es necesario que el escenario tenga información 3D y además que esté correctamente „decorada‟ con texturas, objetos 3D e imágenes (billboards). Es necesario cambiar de mentalidad y explotar nuestro sentido creativo para buscar la forma de obtener la mejor imagen de nuestro proyecto. La generación de resultados puede consistir en una serie de fotos o „instantáneas‟ que representan diversos lugares o elementos que pretendemos mostrar. Por otro lado, la posibilidad de generar una secuencia de video o película mostrando nuestro proyecto a vista de pájaro, o como si circuláramos en un automóvil es cada vez más valorada y requerida como método de presentación. En el fondo se trata de „vender‟ nuestro trabajo.

Dos formas de obtener resultados Una simple colección de imágenes puede resultar apropiada en aquellos casos en los que los resultados deban de ser incluidos en documentos digitales estáticos, tal y como es el caso de los anejos de proyecto o de los planos que presentamos de forma habitual. Por otra parte, hoy en día es muy común utilizar contenido videográfico a la hora de presentar proyectos de ingeniería, bien a los organismos que nos han contratado o como medio de comunicación general, por ejemplo presentando el proyecto a la sociedad.

El concepto de animación En ambos casos, la presencia de animaciones, en las que los objetos sufren modificaciones de alguna de sus características geométricas y físicas, añade realismo y veracidad al mundo virtual. Aunque podemos obtener diferentes instantáneas, es evidente que es necesario generar un vídeo. La definición de animaciones, en las que participan un buen número de actores es esencial para que una secuencia de video sea creíble. La circulación de automóviles por una carretera o incluso el vuelo de unos pájaros pueden ser cruciales a la hora de obtener un producto final impactante. Animación y simulación son conceptos muy relacionados, no existiendo uno sin el otro. En la animación un personaje o actor se mueve y una cámara recoge la secuencia durante un espacio de tiempo. VIRTUAL 3D® permite simular movimiento, rotación, transparencia y otras características más que veremos a continuación. Las funciones desarrolladas han sido diseñadas pensando en la sencillez y productividad del usuario.



1 22

5.1.1

Elementos a tener en cuenta en el momento de generar resultados

La obtención de imágenes y videos de nuestro mundo virtual depende estrechamente de la calidad del escenario y de la disposición creativa del usuario. En este apartado vamos a describir algunos conceptos básicos que es necesario tener siempre en mente, con el objetivo de obtener los mejores resultados.

Material de partida Como ya hemos indicando con anterioridad, el escenario debe de contar con geometría y material 3D correctamente integrado y suficientemente detallado para que las texturas aplicadas puedan ser visualizadas de la mejor manera posible. Por otro lado, un modelo digital del terreno con poca densidad o excesivamente „desnudo‟ ( sin árboles, elementos arquitectónicos y detalles similares) va a provocar casi con toda seguridad que generemos una pobre imagen. Lo mismo podemos decir en cuanto a la ortofoto utilizada como textura del modelo digital. Además de las texturas proporcionadas por la librería LIBSOL, puede ser necesario que trabaje sus propios materiales con el objetivo de integrar nuestra presentación en el entorno donde está ubicado nuestro proyecto. Dedique, si es posible, un tiempo extra en tomar fotografías del entorno, de los suelos, del tipo de vegetación, etc.

Luces y cámaras La cámara debe de estar situada en un lugar apropiado, ni muy cerca ni muy lejos del objetivo a „fotografiar‟ o „filmar‟. Tenga en cuenta que los objetos lejanos no se visualizan correctamente (incluso puede llegar a haber un ligero parpadeo fruto de la acumulación de elementos de diferente color ubicados en un mismo lugar) En el caso de las animaciones, es conveniente que la cámara tenga un „guión‟ propio y que se mueva por el escenario de forma suave, realizando diversas „tomas‟ de del escenario, a veces desde un punto fijo y otras en movimiento. Una correcta iluminación es clave parta integrar el proyecto en su entorno. Por otra parte, las sombras arrojadas añaden un grado de veracidad importante. Un „truco‟ habitualmente utilizado consiste en intentar que las sombras proyectadas sigan la misma dirección que las existentes en la ortofoto. Para conseguir este efecto se puede „jugar‟ con la iluminación solar real que ofrece la aplicación. En el caso de escenas nocturnas, la definición de luces de forma cónica, alcance variable y dispersión está contemplada en ISPOL VIRTUAL 3D, ofreciendo resultados de gran belleza. Recuerde que la activación de la generación de sombras se realiza en el apartado „Luz ambiental y sombreado‟ del nodo entorno.

Elementos 3D Utilice en la medida de lo posible la mayor cantidad de objetos 3D que sea posible. Una escena con objetos reales es mucho mas creíble y en cierta manera „comunica‟ que nos hemos tomado un especial interés en el trabajo. Nuestro cliente valorará a bien seguro el esfuerzo empleado. Puede utilizar los ofrecidos por la librería LIBSOL o importar material construido con otras aplicaciones. Existen numerosas empresas que se dedican a vender material 3D de gran detalle y espectacularidad. En cualquier caso tenga en cuenta las capacidades de los ordenadores con los que está trabajando y los tiempos de generación de las imágenes, a la hora de hacer animaciones se generan muchos fotogramas y se puede necesitar mucho tiempo para generar dichas animaciones.

2 22



5.1.2

Metodología de trabajo, consejos y estrategias

La generación de modelos sólidos 3D de aspecto realista implica complejos algoritmos de cálculo que hacen imposible obtener los resultados requeridos en tiempo real, esto es, con una mínima espera por parte del usuario, incluso utilizando las más potentes estaciones de trabajo disponibles. Objetos importantes y „no importantes‟

No debe emplear excesivo tiempo en crear con todo detalle y perfección los objetos que vayamos a mostrar si van a verse "desde lejos" o van a estar "detrás de otros", en las escenas que deseamos crear. Aplicar el principio de que "lo que no se ve",‟sobra‟. En un momento dado puede ser adecuado desactivar la visualización de determinados objetos.

Calidades y tamaños Es importante acostumbrarse al concepto de que sólo nos interesa la máxima calidad de generado en la imagen definitiva que vayamos a generar. Todo el tiempo que empleemos en generar imágenes de gran tamaño con altos modos de generado, cuando sólo estamos realizando pruebas, será tiempo perdido. Los tiempos de generado están en relación directa con el tamaño en pixeles seleccionado. Para ajustar encuadres, iluminación, etc. debemos utilizar solo los tamaños de generado mediano o pequeño. Cuanta más calidad ofrezca el formato de generado que hayamos escogido, más tardará en generarse la imagen. No utilizar opciones avanzadas de generado, como el antialiasing de sobremuestreo, hasta el momento de generar la imagen o video final, ya que de lo contrario estaremos utilizando tiempos de generado inútiles.

Iluminación y cálculo de sombras Los algoritmos de sombreado, necesitan realizar miles de cálculos, de manera que una escena compleja puede necesitar horas para poder ser generada si no se utilizan correctamente y solo en objetos realmente representativos de generar tal fenómeno. Activar la emisión de sombras sólo en aquellos objetos cuyo efecto sea relevante sobre el entorno, tales como tableros, puentes y pilares, edificios, túneles, etc.



3 22

Establecer modos de vista de menos exigencia gráfica si es necesario La velocidad con que podemos ver la acción de nuestro espacio 3D depende de l a potencia de nuestro equipo y de la carga de trabajo. Por esta razón, en determinadas situaciones puede ser conveniente abandonar el modo de dibujo texturado a favor de uno más „económico‟ (sólido, alámbrico o envolventes). También podemos desactivar algún elemento que tiene una gran cantidad de triángulos, como las líneas paramétricas, que en el caso de trazados de gran longitud pueden ser muy „pesadas‟ y realmente pueden quedar al margen del trabajo. La posibilidad de usar organizadores y activar o desactivar su visualización es también un elemento de gran ayuda, ya que nos ayudan a „apartar‟ de los cálculos a un buen número de elementos con un simple clic. Por ejemplo puede tener un organizador para todos los vehículos que vayan a circular por un su animación y desactivarlos porque quiera observar el movimiento de un tren acercándose a un paso a nivel.

4 22



5.2

Render, obtener una fotografía del escenario

El termino „render‟ puede ser definido como „ un proceso complejo destinado a generar una imagen 2D a partir de una escena 3D‟. Es habitual que el concepto de „render‟ signifique la interrelación entre los parámetros de la cámara y del entorno. Así, independientemente de la calidad de la imagen que vamos a obtener, es necesario definir correctamente algunos parámetros, como el modo en que se generan las sombras, la aplicación de suavizado y otros factores. La obtención de la instantánea hace un uso conjunto de los parámetros de „funcionamiento‟ de la cámara, las variables definidas en el apartado „entorno‟ y las opciones propias del „render‟. Esta claro que es posible variar alguno de los tres elementos en todo momento o, de forma más cómoda, activar desde el árbol los que consideremos apropiados en cada momento. Una buena filosofía de trabajo puede consistir en que cámaras, entornos y „renders‟ tengan un nombre suficientemente significativo. Es importante tener en cuenta que el resultado obtenido va ser, inicialmente, sensiblemente mejor que lo que estemos viendo en pantalla. Esto es debido a que en la „producción‟ de la imagen se aplican una serie de funciones que no pueden utilizarse en tiempo real (y ralentizarían mucho los procesos normales de visualización 3D) Otra consideración importante es que el aspecto (relación ancho – alto) de la ventana de trabajo y de la imagen generada pueden diferir, confundiendo al usuario. Para solventar esta situación pruebe a definir una ventana de trabajo cuyo aspecto sea igual a la imagen de salida o viceversa, defina el tamaño de salida con una proporción igual a la de la ventana de trabajo.

Generar la fotografía con un simple clic Para generar de forma rápida un render solo es necesario pulsar en el icono de la barra de herramientas principal. En breves segundos (dependiendo de la configuración y de la potencia de su ordenador) se mostrará la imagen generada, pudiendo almacenarla con otro nombre diferente al utilizado.

Como veremos a continuación, se ofrecen una serie de opciones de renderizado que quedan establecidas de forma permanente. VIRTUAL 3D® contempla la posibilidad de definir varios sistemas, almacenarlos con el escenario y activarlos cuando sea conveniente.



5 22

5.2.1

Opciones del sistema de render y video

La obtención de esa „instantánea‟ utiliza los parámetros definidos en la configuración del sistema de render. Los parámetros que definen el modo de generación del render están disponibles en el panel que aparece al pulsar el icono „flecha abajo‟ situado junto al icono principal. Los parámetros que podemos definir en este apartado afectan a la obtención de imágenes individuales y también al sistema de generación de video. Están agrupados en varias categorías: 

Calidad de generación de billboards : Las imágenes 3D se generan utilizando un „lienzo virtual‟ cuyo tamaño en píxeles es establecido de dos formas. Una de ellas es especificada en el propio sistema de configuración, quedando definido el tamaño de cada uno de ellos. Independientemente del tamaño original, a la hora de generar el render, podemos definir una calidad diferente a la original. De esta forma podemos definir la calidad de „producción‟.



Muestreo: Las posibilidades ofrecidas son: sin muestreo, 2x y 4x. En el caso de las dos últimas el sistema genera 2 o 4 imágenes con cada ½ o ¼ de la imagen global. Con las 2 o cuatros imágenes se genera una imagen cuyo tamaño es 2 o cuatro veces el original. Por último se reduce el tamaño de la imagen generada al tamaño destino aplicando un suavizado del tipo „natural neighbour‟ (cada píxel final es generado usando los colores conjuntos de los más cercanos). Esta técnica permite generar imágenes de gran calidad y belleza, ya que numerosos elementos que pueden aparecer pixelados, como la señalización horizontal, quedan difuminados. Las diferencias son claras entre las dos ilustraciones inferiores.

Sin muestreo

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Con muestreo 4x


Definición de los parámetros de imagen instantánea La generación de „fotos instantáneas‟ usa unos parám etros propios, diferenciándose de los que mecanicemos para la generación de secuencias de vídeo. Estos valores especifican el tamaño y tipo del archivo gráfico de salida.

Tamaño y formato para instantáneas individuales Permite definir cualquier dimensión de formato, preservando o no el „aspecto‟ predefinido. También se ofrece un desplegable con una selección de tamaños preestablecidos. En cualquier caso tenga la diferencia de tamaño definido para el render y el que actualmente tenga la vista 3D, ya que de alguna forma no estará generando exactamente lo que ve, sino algo generalmente de mayor „campo‟ de visión. Pruebe a minimizar el árbol siempre que sea posible. Para obtener una imagen que tenga el mismo aspecto que la ventana actual de trabajo, simplemente pulsaremos sobre el icono „actualizar‟. En cuanto al formato, la aplicación permite generar archivos en formato .bmp, .jpg y .tif. Recuerde que los archivos en formato .bmp son los que conservan la máxima calidad, generando el mayor tamaño de archivo (ya que no aplican técnicas de compresión de datos) El botón generar y el icono „render‟ realizan la misma acción, este último es muy cómodo de utilizar, permitiendo que obtengamos una instantánea rápida sin necesidad de acudir al cuadro de diálogo de renderizado. Una buena idea es definir varios tipos de render y activarlos según sea necesario. La aplicación ofrece la posibilidad de tener varios definidos en el escenario y almacenarlos en archivos externos para usarlos en otros proyectos. Recuerde que puede generar renders de cualquier vista isométrica.

Parámetros de generación de vídeo La generación de vídeo puede tener sus propios valores, y diferenciarse de los definidos para el caso del render instantáneo. Por otro lado, tenga en cuenta q ue utiliza los mismos parámetros de calidad de billboards y muestreo definidos en la parte superior del cuadro de diálogo. El valor especificado en muestreo puede multiplicar por 4 el tiempo necesario para generar la secuencia completa. Debe de ser activado sólo cuando se vaya a generar la película definitiva.

Tamaños de salida Se ofrece un sistema independiente al de „imagen‟, pero similar. La diferencia de que en este caso definimos el tipo de formato de video de salida, en el momento de la versión actual sólo avi. Los archivos individuales generados usan siempre el nombre „base‟ del archivo de vídeo y un número secuencial correspondiente al fotograma generado (de animación.avi > animación1, animacion2, etc.). Podemos activar o desactivar la eliminación de archivos temporales (cada archivo o fotograma de la secuencia a montar tiene un número correlativo). Estos archivos son almacenados en la carpeta \tmpvideo de su directorio de trabajo. Así, si necesita estos archivos debe de localizarlos en esa ubicación. Si se han conservado los archivos, con el botón [Regenerar avi], se puede generar otra animación con un códec distinto. El parámetro Mostrar generación animación permite ir observando lo que ocurre en el escenario mientras se genera el vídeo, proceso que podemos abortar pulsando el botón „detener‟.



7 22

5.2.1.1

La gene raci ón de víd eo

La generación de vídeo no tiene sentido si no hay definida una animación en la que algunos objetos (coches por ejemplo) se desplacen por el escenario. Así, el tiempo definido para la animación, el número de cuadros por segundo y los intervalos inicial y final dentro del tiempo total, deben ser tenidos en cuenta a la hora de generar la película, bien por el tiempo que pueda ser necesario para crear la película así como la calidad que se va a obtener. Podemos definir el segundo inicial y final que van a ser contemplados para generar el vídeo. Así, en una secuencia de 30 segundos podemos queremos generar un momento particular que sucede entre los segundos 12 y 21.

Tenga precaución al especificar los intervalos de tiempo que quiere que se contemplen a la hora de generar la película, ya que pueden diferir de lo esperado y perder tiempo en generar una película incorrecta.

La generación del video propiamente dicha Cuando pulsamos en el botón [Generar], la aplicación genera todos los archivos correspondientes a cada fotograma (y algunos más internos con sufijos del tipo „n_n‟, que son generados para montar cada fotograma. Estos archivos son borrados por la aplicación. Si por alguna terminación anormal del programa quedan alojados en \tmpvideo puede borrarlos, si lo desea, de forma manual). En la barra de estado inferior se informa del fotograma y segundo en curso. La duración estimada del proceso es visualizada en la barra de progreso. Al término del trabajo, se ofrece una pantalla donde el usuario debe de elegir el codec de vídeo para generar el archivo multimedia. Un poco más adelante explicamos en detalle este tema. Recuerde activar la cámara animada (si es el caso) en el momento de generar la secuencia de video.

El tiempo que se emplea en la generación de los fotogramas La generación de video es un proceso laborioso, invirtiéndose mucho tiempo en la generación de los fotogramas individuales. Por poner un ejemplo, en un ordenador de tipo medio que pueda tardar 2 segundos por fotograma, una película de 30 segundos a 25 FPS (750 fotogramas) invertirá 1500 segundos ( aproximadamente 25 minutos). Este dato es el esperado para una animación simple, con unos pocos vehículos en movimiento. La aplicación de filtros y el sobremuestreo incrementan el tiempo de computación, por ello no debería de utilizar estos elementos si no está seguro de querer generar el video definitivo.

8 22



5.2.1.2

Codec s de víd eo util izab les por ISTR AM ® /ISPOL® Una vez se han preparado todos los archivos individuales, aparece una pantalla en la que debemos elegir el códec de vídeo más apropiado. Es necesario tener precaución porque es posible que este cuadro q uede detrás de la aplicación, por ello es conveniente observar la barra de progreso.

5.2.1.3

Postp rodu cció n vide ogr áfic a

Una vez que tenemos la secuencia generada en el disco duro las imágenes deben ser exportadas a un sistema adecuado de postproducción videográfica o cinematográfica para ser editadas en un formato profesional de vídeo o cine y obtener la animación resultante en dicho formato. Existen programas populares cuyo rendimiento y funcionalidades es lógicamente superior al ofrecido por VIRTUAL 3D®. El coste de estas aplicaciones puede ser asumible. Esta es la lista de los programas más populares: - SONY Vegas Video - Adobe Premiere - VirtualDub

De pago De pago Licencia GNU (Totalmente libre y gratuito)

Con este tipo de programas, es muy sencillo cargar los archivos individuales generados por VIRTUAL 3D y generar los vídeos, contando con técnicas artísticas de todo tipo.



9 22

5.3

Definición de animaciones

La generación de animaciones puede ser entendida como un proceso de simulación. Se trata de definir situaciones dinámicas que suceden en el escenario durante un espacio de tiempo. No debemos confundir animación con generación de una película en formato .avi. En un momento dado la simulación puede haber sido definida para comprobar el tráfico en un cruce, por ejemplo, y generar una simple instantánea del momento. La simulación inicial más básica es la necesidad de mover la cámara por el escenario, con la intención posterior de generar una secuencia de video. Otro sencillo ejemplo tiene que ver con simulación del movimiento de un automóvil. A la hora de realizar una presentación espectacular es necesario poder incluir „actores‟ que desarrollen ciertos „papeles‟ sobre el escenario. VIRTUAL 3D® contempla movimiento, rotación y cambio transparencia. Con unas pequeñas dosis de creatividad el usuario puede obtener resultados impactantes y transmitir un mensaje adecuado al espectador. En el caso de un proyecto de obra lineal, para que resulte creíble es necesario como mínimo visualizar algunos vehículos desplazándose sobre la carretera o autovía diseñada. Usando las opciones de transparencia y cambio de color podemos hacer que determinados elementos aparezcan y desaparezcan de la escena, lo cual añade un grado de espectacularidad importante.

Tener en cuenta el „peso‟ de la escena En ocasiones es posible que una escena compleja no pueda ser manejada con soltura durante la etapa de definición de la animación. En ese caso puede probar a establecer modos de visualización menos exigentes (modos envolventes, alámbrico y/o sólido) y activar el modo texturado en el momento de realizar la secuencia de video final. Otro consejo puede ser el de activar o desactivar los elementos de mayor peso de la escena. Por ejemplo los sólidos paramétricos, como barreras de seguridad (formados por miles de triángulos) o la señalización vertical (billboards) pueden ser desactivados con un simple clic.

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5.3.1

Menú de animación

El menú de animaciones se despliega haciendo clic en el icono asociado de la barra de herramientas principal, desplegándose un panel donde se agrupan las diferentes opciones y métodos disponibles.

El árbol organizador permite almacenar los „guiones‟ o definición de animaciones que el usuario desee. Tan solo debe de indicar cuál es la activa. Con esta posibilidad que ofrece la aplicación es muy fácil segmentar los procesos de simulación y organizarlos de forma libre. La principal novedad aportada por la aplicación es la facilidad con la que se pueden mecanizar movimientos „reales‟, o dicho de otra manera: podemos vincular movimientos especificando km/h. Esta funcionalidad ha sido diseñada pensando en el usuario del programa y en el contenido básico de un escenario de VIRTUAL3D ®, formado en muchas ocasiones por carreteras o ferrocarriles y vehículos que circulan por ellas. Los diferentes grupos de f unciones preparados en el panel del trabajo permiten tener una visión „vertical‟ de la estructura que tenemos que ir definiendo para caracterizar nuestra película.

Unos pocos parámetros para definir la animación Los pasos generales a seguir para crear nuestro espacio de animación o simulación son los siguientes: 

Definir la duración en segundos de nuestra animación



Crear unas líneas guía y vincularlas a varios objetos, entre ellos alguna cámara.



Pulsar sobre el botón Play y valorar la animación definida.



5.3.2

Establecer un intervalo más ajustado a un suceso particular y afinar la definición de tiempos, desplazamientos, rotaciones, etc.

Definición de la secuencia temporal, navegador de video

La definición de la secuencia temporal se basa en unos pocos parámetros, ofrecidos por el cuadro de diálogo que además hace las funciones de „navegador‟. 

La duración en segundos : Es el tiempo total en la que van a poder desarrollarse los diferentes papeles. Así, la circulación de un vehículo en particular puede suceder en la totalidad de la secuencia o en un momento particular de la misma, pero siempre dentro de los límites definidos.



FPS, o fotogramas por segundo : Este parámetro es directamente responsable de la calidad del video que vayamos a generar. Al multiplicar la duración de la película por el valor FPS obtenemos el número total de fotogramas que será necesario generar para montar la secuencia de vídeo.

VIRTUAL 3D® ofrece por defecto 25 FPS, usando este número para favorecer que el número de fotogramas totales de la película sea un número comprensible.



11 22

Cambiar la configuración de frames por segundo Al cambiar el parámetro FPS a un valor inferior conseguimos „aligerar‟ la carga de cálculos que debe realizar la aplicación y podemos evaluar de forma más rápida los movimientos y acciones desarrolladas en el escenario. La reposición del valor original no altera ningún elemento.

5.3.3

Definición de líneas guía de movimiento

Aunque este panel está ubicado en la parte inferior del cuadro de diálogo, vamos a explicar su importante función dentro del escenario. Sin guías no es posible definir el movimiento de ningún objeto. Una guía es una polilínea 3D en la que se van a vincul ar unos „puntos guía‟ que se corresponden con la posición de un fotograma particular. En cada punto clave se conocen las coordenadas (X,Y,Z) y así es posible indicar al programa que cierto objeto, por ejemplo un coche, se mueva por ella. Por ejemplo, si la secuencia del escenario es de 10 segundos (250 fotogramas a 25 FPS) y la línea tiene una longitud de 1000 metros, se crearán 250 puntos guía, uno cada 4 metros.

Un poco más adelante veremos que cada objeto vinculado a una línea guía puede tener una escala de tiempo diferente, es decir, se puede mover a una velocidad dada y como es lógico los „puntos guía‟ deben de situarse en otra posición. Con los botones situados en la cabecera del panel, podemos gestionar la lista de líneas guía.

5.3.3.1

Añadi r líne as guía al esce nari o

Para conseguir este objetivo se ofrecen tres métodos: 





Crear una línea. Simplemente iremos pulsando con el ratón en los puntos deseados del escenario 3D, recogiéndose de forma automática las coordenadas X,Y,Z. Elegir una línea de cartografía. Simplemente piche con el ratón en la línea deseada. Crear una línea basándonos en la información e un eje de obra lineal, eligiendo incluso el lado (izquierdo o derecho) y el kilometraje. Esta opción es tremendamente útil, ya que es especialmente indicada para crear guías de una carretera, autovía o ferrocarril.

Cada línea guía tiene su propio nombre, modificable, que en principio es creado usando un número correlativo. No es posible eliminar una línea guía que esté siendo utilizada por algún „actor‟, siendo preferible que el usuario desvincule los diferentes objetos que usan la línea guía. Se avise de esta situación en la barra de estado inferior. Debe de ser activado sólo cuando se vaya a generar la película definitiva.

12 22



Editar y modificar los puntos de las líneas guía Cada línea insertada en el escenario puede ser „editada‟ y modificada. Podemos ubicarnos en cualquier punto gracias al „navegador‟, avanzando o retorciendo hasta encontrar el punto deseado. Se ofrecen los siguientes modificadores: 

Invertir una línea, que no necesita explicación, pues se encarga de cambiar el sentido de circulación.



Mover un punto, permite elegir una ubicación dentro del escenario 3D, haciendo clic con el ratón.



Suprimir el punto actual.



Insertar y/o añadir un punto , eligiendo su ubicación dentro del escenario 3D con ayuda del ratón.

La lista de líneas guía se puede cargar y guardar en archivos de extensión .3dg. Atención, al cargar un archivo se sustituye la lista actual.

5.3.3.2

Tipo s de suaviz ado apli cabl es a las lín eas guía

Todas las líneas usan el mismo tipo de suavizado que ISTRAM ®/ISPOL®. Opcionalmente es posible activar la opción Bezier que crea un suavizado de interpolación bi-cúbica, más complejo que el propio de ISTRAM ®/ISPOL®. La aplicación contempla que las líneas están suavizadas en los tres ejes del espacio, en el caso de la coordenada Z, el suavizado ISTRAM®/ISPOL® no es muy efectivo ya que la línea generada pasa por todos los puntos. En caso de disponer de pocos puntos no va a ser posible tener un buen suavizado. Para poder solventar el problema anterior tenemos dos opciones, aumentar la densidad de los puntos de la línea 3D o activar la opción Bezier. Las guías creadas en el mundo 3D tienen su equivalente en el entorno de cartografía. Puede borrarlas o grabarlas en ficheros .edm/.edb si lo considera necesario. La suavidad con la que un objeto recorre un espacio está íntimamente relacionada con la densidad de puntos guía que se crean en función de la duración y del numero de fotogramas por segundo. Así, es posible que tenga que „trabajar‟ la definición de determinados movimientos para que puedan recoger con claridad un movimiento circular (por ejemplo cuando un vehículo entra en una curva). Esto se logra definiendo varios papeles para el mismo actor, que circula por una misma guía pero a diferentes velocidades.



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5.3.4

El guión de la animación: crear papeles, asignar actores y líneas guía

Cada objeto del escenario puede convertirse en un actor activo, desempeñando algún tipo de acción o papel. El panel de definición del guión ofrece un sistema de navegación para añadir y borrar papeles. La casilla Activo permite que el papel sea tenido en cuenta por el motor de simulación o no. En algunos casos esta opción puede ser muy útil, permitiendo que aislemos los actores que estamos evaluando sin que nos molesten otras acciones que se estén llevando a cabo. En este menú se selecciona un nombre descriptivo del papel y el actor que representará el papel. En función de su tipo podrá realizar unos papeles u otros:

Tipo de actor Geometría, billboards

imágenes

3D

Desplazamiento Posición

Desplazamiento Referencia

Rotación

Transparencia

Aparición

Sí

No

Sí

Sí

Sí

Sí No

Sí No

Sí No

No No

No Sí

y

Cámaras y luces Organizadores de geometría, ejes

Una vez que se ha seleccionado un actor se puede utilizar el botón [Editar Papel] para especificar tiempos, distancias, ángulos… en un menú especializado para cada tipo de papel. A continuación se muestra un menú generado para una geometría. En él se recuerda el nombre del papel y de la geometría y se proponen como apartados expansibles los distintos tipos de papeles que puede realizar este actor.

Dentro de cada apartado se puede especificar múltiples intervalos de actuación que pueden continuarse unos a otros o ser disjuntos. Un actor p uede tener intervalos de actuación en cualquiera de los apartados disponibles. Al asignar un papel a un actor, si ese actor ya tiene más papeles, se le añade al final de sus papeles y como continuación del último.

Transmisión de movimiento y rotación entre objetos vinculados Es interesante tener en cuenta que VIRTUAL 3D ® va a transmitir las acciones de movimiento y rotación a los objetos dependientes del actor. Así, si tenemos un coche con una jerarquía en el que las ruedas dependen del „chasis‟, podremos definir un movimiento general para el coche y unas rotaciones individuales para las ruedas. Lo mismo sucede con la rotación, los objetos vinculados rotarán de forma solidaria con el objeto „padre‟. Así, para hacer girar las aspas de un molino aplicaremos una rotación al „rotor‟ que ejerce de „padre de las aspas. Es importante observar que todo este tipo de acciones es resuelto por la aplicación después de haber consumido cierto tiempo computacional que en ocasiones (dependiendo de la potencia de su equipo) puede ser importante.

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5.3.4.1

Inte rval os de despl azami ent o

Estos intervalos se aplican a geometrías, imágenes 3D, billboards, cámaras y luces. Permiten que los objetos se muevan por el escenario. En el caso d e las luces y las cámaras se puede especificar un movimiento distinto para la posición del objeto que para la posición de la referencia (punto al que se mira o ilumina). Para mover un objeto por el escenario es necesario indicar cómo lo hace: por qué camino, a qué velocidad, en qué momento… y mantener las leyes básicas de la Física. Virtual 3D simula el movimiento de objetos por el escenario utilizando una línea guía a lo largo de la cual se supone que el objeto se mueve en distintos intervalos de tiempo, con una aceleración constante (quizás nula) y sin considerar opciones de potencia de los vehículos, pendientes, masa, etc. Es decir, en cada intervalo se cumplen estas dos leyes:

v f



v0



a  t

e f



e0



v0  t 

1 2



a  t 2

Siendo:

v f

Velocidad alcanzada al final del intervalo.

v0 a t e f

Velocidad con la que se comienza el intervalo.

e0

Distancia recorrida de la guía al comenzar el intervalo.

Aceleración durante el intervalo. Duración del intervalo. Distancia recorrida de la guía al final del intervalo.

Para que se puedan cumplir estas leyes, al usuario se le permite modificar cualquiera de estos valores excepto la aceleración, que es un concepto poco usual (en el caso de un vehículo no nos informa de la aceleración que lleva, ni media, ni instantánea, como hace con la velocidad, y, por supuesto, no está siempre relacionada de la misma manera con la presión ejercida sobre el acelerador). Además el usuario debe indicar un valor autocalculado entre los valores

v f , t y e f para que el sistema pueda mantener la coherencia física de esas leyes. Virtual 3D ® no

admite que el usuario cambie el valor de un campo autocalculado, pero se puede marcar uno cualquiera de esos tres valores como autocalculado en cualquier momento. La trayectoria de cada objeto actor, definida como la sucesión de posiciones que el actor ocupará a lo largo del tiempo en cada fotograma, se puede dibujar en el escenario y se muestra acompañada de los segundos transcurridos cuando el objeto llegue a esa posición, permitiendo conocer la futura situación del objeto en cada momento. Se dibujan, en color azul, los puntos de la trayectoria, en su posición correcta. Se marcan en rojo los puntos que coinciden con el comienzo de cada segundo y en verde el punto en que está el actor en el fotograma actual. Recuerde que el tamaño de los puntos guía es establecido en la configuración del sistema.



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Los objetos que siguen una guía pueden hacerlo de forma desplazada es decir: su posición se calcula sobre la guía en función del tiempo correspondiente a cada fotograma, pero después puede desplazarse transversal, longitudinal o verticalmente una distancia definida por el usuario. En cualquier caso los cálculos físicos se realizan sobre la guía, no se consideran las diferencias de distancia recorrida debidas a estos desplazamientos.

Los objetos pueden recorrer la guía “pegados al suelo”, es decir la guía indica la posición (X,Y) del objeto y su azimut (giro alrededor del eje Z), pero su cota y su giro respecto a los otros ejes depende del “terreno” que dicho objeto tenga “debajo”, sin importar la cota de la guía. A continuación se muestra un ejemplo de configuración de intervalos de desplazamiento. En él se pueden observar algunos otros elementos de interfaz de usuario comunes a todos los intervalos de cualquier tipo:

Activo: Permite la activación o desactivación del intervalo. Continuar anterior: Indica que el intervalo actual continúa donde terminó el intervalo anterior, es decir que las características iniciales de este intervalo coinciden con las finales del intervalo anterior. El primer intervalo no puede continuar ninguno “anterior”. Botón

: Inserta un intervalo en la posición del botón.

Botón

: Elimina el intervalo en el que está.

En la parte inferior se muestran 3 gráficos que representan la evolución en el intervalo de la velocidad respecto a la distancia recorrida, V(e), la evolución de la velocidad respecto al tiempo, V(t), y la evolución de la distancia recorrida respecto al tiempo, E(t). En el caso de que el actor sea una cámara o una luz, aparece la posibilidad de especificar intervalos de desplazamiento diferenciados para la posición y para la referencia. En este caso hay dos apartados de desplazamiento, el segundo tiene una casilla para indicar que se va a utilizar la referencia como un actor diferenciado. Para especificar que la posición o la referencia queden fijos en un punto hay que marcar esta casilla de “Referencia es actor aparte” y dejar uno de los dos apartados de desplazamiento vacío. En ese caso la posición o la referencia (según el apartado que quede vacío) se mantendrán en los valores especificados en las propiedades del objeto. Todos los intervalos que continúan a otros anteriores trabajan con la misma guía que el inicial, aunque en un papel pueda haber intervalos con diferentes guías. En los intervalos de desplazamiento, al modificar las propiedades de un intervalo, se afecta todos los que lo continúen: pasando las propiedades finales de cada intervalo como propiedades iniciales al siguiente y recalculando las propiedades finales de los intervalos siguientes. Este se recálculo se repite en todos los intervalos encadenados por la casilla Continuar anterior . Es muy conveniente revisar esos intervalos siguientes cuando se modifica un intervalo de desplazamiento. Incluso puede ocurrir que dejen de tener sentido. Pueden salirse del tiempo de animación, del espacio de la guía o alcanzar velocidades muy altas, ya que las características modificadas “empujan” a las características de los sig uientes intervalos. Los cambios nunca afectan hacia atrás.

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En la imagen siguiente se muestra un papel de una cámara con intervalos distintos para la posición y la referencia (punto al que se mira), de hecho incluso posición y referencia siguen guías distintas.



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5.3.4.2

Inte rval os de rota ción

Estos intervalos se aplican a geometrías, imágenes 3D, billboards, cámaras y luces. Permiten que los objetos giren alrededor de tres ejes cartesianos ubicados en el punto de pivote del objeto. Para cada eje se especifica el ángulo inicial y el giro que se realiza durante el papel. Este giro se expresa en vueltas y grados sexagesimales adicionales. Las rotaciones se especifican para cada eje. Si el actor de estos intervalos, tiene intervalos de desplazamiento el giro se suma a la orientación correspondiente por ese desplazamiento. A continuación se muestra una imagen con unos intervalos de rotación de un vehículo que simulan un pequeño derrape.

Y en la siguiente imagen el efecto sobre el vehículo:

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5.3.4.3

Inte rval os de apari ción

La aparición o desaparición de objetos se puede realizar en base a dos efectos: transparencia y por “cortina”. Virtual 3D® clasifica estos dos efectos en los apartados “Transparencia” y “Aparición”

Transparencia Estos intervalos se aplican a geometrías, imágenes 3D y billboards. Permiten indicar el porcentaje de transparencia del objeto al principio y al final del intervalo, evolucionando dicha transparencia de forma lineal a lo largo del tiempo. El objeto va apareciendo o desapareciendo todo a la vez.

En la imagen anterior se muestra un intervalo de transparencia de una geometría. En la imagen siguiente se muestra el efecto de ese papel en un terreno y un vehículo que también tiene un papel de transparencia.

Produce buenos efectos en objetos de cualquier tamaño. Cuando hay intervalos de transparencia, el objeto adquiere la transparencia inicial del primer intervalo hasta que empieza dicho intervalo. Cuando termina cada intervalo de transparencia el objeto mantiene la transparencia final hasta que empiece otro intervalo de transparencia, en cuyo momento adquirirá la transparencia indicada por ese intervalo.



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Aparición por “cortina”

Estos intervalos se aplican a geometrías, imágenes 3D, billboards y organizadores de geometría. Los actores van apareciendo o desapareciendo como si una cortina los tapase sólo a ellos y se moviese desde un extremo a otro de la pantalla. Las direcciones de movimiento de la “cortina” son: de izquierda a derecha, de derecha a izq uierda, de abajo a arriba y de arriba abajo. Se puede especificar varias direcciones, incluso todas. Si se indican dos complementarias, las “cortinas” se desplazan desde el extremo de la pantalla correspondiente hasta el centro de la pantalla, donde terminan las dos. En la imagen siguiente se muestra un intervalo de aparición por “cortina”.

En un papel de aparición, el actor no se ve hasta que empieza su papel, va apareciendo en el intervalo de tiempo establecido en la dirección establecida y cuando termina el papel el objeto es visible hasta que no se oculte por algún método. Si el papel es de desaparición, el actor es visible hasta que empieza su papel, va desapareciendo durante el desarrollo del mismo y no se verá a no ser que realice un papel de aparición. Este tipo de papeles obtiene los mejores resultados cuando el objeto ocupa mucha pantalla (mejor toda) durante la representación del papel. Esto suele ocurrir con objetos grandes y quietos como terrenos y ejes, pero se puede aplicar con cualquier objeto. Es un efecto referido a la pantalla (ventana) en la que se representan los objetos, por lo que si el objeto es pequeño o se mueve puede no apreciarse el efecto. En la imagen se muestran 3 fases de una escena en que aparece una obra sobre un terreno, de izquierda a derecha.

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5.3.4.4

Vent ana de gest ión de la anim ació n

Al entrar en el apartado de animaciones, en la parte inferior de la ventana de ISTRAM ®/ISPOL®, aparece una ventana que permite hacernos una idea de las relaciones entre los distintos papeles que componen el guión de la animación. En ella se puede simular la animación, visualizar un fotograma concreto o un rango especial de ellos.

Como se muestra en la imagen anterior, esta ventana se compone de las siguientes partes: Botonera superior (parte izquierda) con la que se puede reproducir la animación o mostrar un fotograma concreto (botones fotograma anterior , fotograma actual, fotograma siguiente, primer fotograma, play/pausa, último fotograma y stop). Botonera superior (parte derecha), que sirve para ver con más o menos detalles la distribución temporal de papeles (botones más detalle, menos detalle, ver toda la animación en la ventana y ver la animación con máximo detalle). Escala de tiempos y fotogramas, en ella se muestra que segundo y fotograma corresponde con cada instante de la animación. Línea de fotograma actual, indica el fotograma que se está mostrando (triángulo rojo). También permite seleccionar un nuevo fotograma actual o un rango para reproducir un trozo concreto de la animación. Nombres de actores y papeles. En esta zona se muestra una tabla en que para cada actor se muestra los papeles que representa. Las casillas blancas permiten cambiar el instante inicial o final de cada papel, pero sin solaparlos. También se pueden mover los papeles enteros si variar su duración siempre que no choquen con papeles anteriores o siguientes. El papel actual, cuyos datos se están mostrando en el menú habitual de la derecha, se muestra en color rojo. Una vez definidos todos los papeles con sus actores, tiempos y acciones se puede realizar la fase de Render anteriormente mencionada. Estas fases de animación y render suelen tener un "ciclo de vida" distinto del resto de la aplicación, pues a partir de un escenario básico (Terreno + Obra + Objetos 3D) se pueden definir múltiples formas de mostrarlo utilizando distintos papeles, cámaras, luces, y efectos.



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Istram Ispol Virtual 3d

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