UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL ESTADO DE HIDALGO INSTITUTO DE CIENCIAS BÁSICAS E INGENIERÍA LICENCIATURA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES
GRAFICACIÓN M.A.T.E. Ma. Del Carmen Vera Carranza
Principales herramientas y estándares de graficación: 3D Studio Max, POV Ray, Java 3D, VRML, Maya, otros sistemas L. S. C. Samuel Azpeitia Hernández L. S. C. Diego Emanuel Peralta Suarez Sexto Semestre Grupo 1
Fecha de elaboración: Febrero 2011 Pachuca, Hidalgo
Contenido 1.- 3d studio max................................................................................................3 1
1.1 Definición...................................................................................................4 1.2 Interfaz......................................................................................................4 1.3 Versiones...................................................................................................5 1.4 Características...........................................................................................6 1.5 Ventajas.....................................................................................................7 1.6 Desventajas...............................................................................................7 1.7 Información general...................................................................................7 2.- Pov ray...........................................................................................................9 2.1 Definición.................................................................................................10 2.2 Interfaz....................................................................................................10 2.3 Versiones.................................................................................................10 2.4 Características.........................................................................................11 2.5 Ventajas...................................................................................................12 2.6 Desventajas.............................................................................................12 2.7 Información en general............................................................................12 2.7 Información en general
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INTRODUCCION La graficación como tal es una ciencia que desde hace mas de una década se ha apoyado de la tecnología, y sobre todo de la computación para su optimo desarrollo. Las aplicaciones de la graficación se han multiplicado bastante hoy en día, por eso es que un sinnúmero de organizaciones de diferentes ideologias han decidido crear software especializado en el uso y manejo de las graficas en un ordenador. En este documento usted podrá conocer una descripción general, las características, ventajas y desventajas de cada una de las aplicaciones que sirven para el modelado de imágenes en 2D y 3D. De esta manera usted sea capaz de escoger el software que más le sea útil para sus propositos si es que usted está inmiscuido en el ámbito de la computación, y si no lo está le servirá para enriquecer sus conocimientos. Nuestro artículo consta de 5 apartados, en los que se describirán en particular 5 programas de desarrollo de gráficos. Son pocos pero la información le servirá de mucho. Cada apartado contiene una imagen de la interfaz grafica del software, si por alguna razón no hay información acerca del grafico es por falta de información de la organización. Recuerde que puede leer este apartado de principio a fin o solo ir a la página de su interés. Cabe mencionar que este articulo es una investigación escolar, no por eso significa que este echa de mala manera o mal investigada, al contrario es una investigación que tiene como propósito la iniciativa propia de nosotros por aprender a usar herramientas computacionales que todavía no conocíamos. Lea primero la investigación con detenimiento y dé un veredicto después. L. S. C. Samuel Azpeitia Hernández L. S. C. Diego Emanuel Peralta Suarez 3
1.0 3D STUDIO MAX 1.1 DEFINICIÓN Autodesk 3ds Max o 3D Studio Max es un programa de creación de gráficos y animación 3D cuyo desarrollador es Autodesk. Es el programa más utilizado en el campo de la animación y creación 3D. Es utilizado por la mayoría de compañías que crean juegos de ordenador. También se utiliza en arquitectura para hacer representaciones y recorridos en 3D por el exterior y el interior de edificios. Para compañías cinematográficas en la creación de complejas escenas, en cadenas de tv o agencias de publicidad para la realización de anuncios, en centros de investigación para representar simulaciones de sus progresos o en institutos forenses para la reproducción de accidentes o crímenes.
1.2 INTERFAZ La Interfaz de 3ds Max puede ser clasificada en 5 elementos y estos elementos pueden ser aun agrupados en varios sub-elementos: 1. Menús: Los menús tienen la mayoría de los comandos de 3ds Max. Estos 2. 3. 4.
5.
menús se encuentran a lo largo del borde superior de la ventana de Max. ToolBars: Hay una serie de barra de herramientas que contienen iconos los cuales proporcionan acceso con un solo clic a las funciones. Viewports: Hay cuatro puntos de vista independientes en la muestra de escena: Top, Front, Left and Prespective. Command: Panel: El panel de mando se encuentra a la derecha de los 4 Viewports: Contiene 6 iconos con pestañas en su parte superior. Cada panel contiene algunos parámetros y ajustes. Todo está en función de la ficha y el objeto que se selecciona. Lower interface bar: A lo largo del borde inferior de la ventana de la interfaz esta una colección de varios controles.
A continuación se muestra la interfaz de Autodesk3ds Max Studio.
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1.3 VERSIONES Versión
Plataforma
Lanzamiento
3D Studio
MS-DOS
1990
3D Studio 2
MS-DOS
1992
3D Studio 3
MS-DOS
1993
3D Studio 4
MS-DOS
1994
3D Studio MAX 1.0
Windows
1996
3D Studio MAX R2
Windows
1997
5
3D Studio MAX R3
Windows
1999
Discreet 3dsmax 4
Windows
2000
Discreet 3dsmax 5
Windows
2002
Discreet 3dsmax 6
Windows
2003
Discreet 3dsmax 7
Windows
2004
Autodesk 3ds Max 8
Windows
2005
Autodesk 3ds Max 9
Windows
2006
Autodesk 3ds Max 2008
Windows
2007
Autodesk 3ds Max 2009
Windows
2008
Autodesk 3ds Max 2010
Windows
2009
Autodesk 3ds Max 2011
Windows
2010
1.4 CARACTERÍSTICAS •
Amplio juego de herramientas de modelado 3D: Más de 100 herramientas avanzadas para modelado poligonal y diseño de formas libres en 3D.
•
Sombreado y texturización: Gran variedad de opciones para pintar texturas, mapearlas y asignarlas a capas.
•
Animación: Herramientas muy animaciones 3D de alta calidad.
•
Dinámica, efectos y simulación: Herramientas de producción con alto rendimiento para crear efectos y dinámica.
•
Potente funcionalidad de renderización 3D
•
Integración en la estructura productiva: Importación de datos de numerosos orígenes y transferencia de información de 3ds Max y 3ds Max Design entre archivos, aplicaciones, usuarios y ubicaciones.
•
Flujos de trabajo colaborativos: Recopilación y uso compartido de datos en escenas complejas, para que múltiples usuarios puedan colaborar en el flujo de trabajo.
•
MAXScript: Se pueden automatizar tareas repetitivas.
avanzadas
6
para
crear
personajes
y
1.5 VENTAJAS • •
•
• •
• •
Si no tenemos la posibilidad de comprar el producto hay versiones de prueba del software en la pagina oficial http://www.autodesk.es 3D Studio Max Ofrece un gran cantidad de plugins que facilitan el uso de sus recursos y la creación de nuevos proyectos. Existen 2 versiones del producto: Una se enfoca en desarrolladores de juegos, realizadores de efectos visuales y diseñadores gráficos mientras que la otra versión tiene características especializadas para los arquitectos, diseñadores, ingenieros y especialistas en visualización. Dispone de una larga tradición en plataformas de Microsoft Windows. Debido al alto precio de la versión comercial, Autodesk ofrece una versión libre para los estudiantes la cual establece que se utilizara para fines educativos. Existe ayuda y soporte técnico para el software directamente desde su página oficial. Para facilitar el uso de 3ds Max, la mayoría de sus funciones (sobre todo cuando son repetitivas) pueden ser automatizadas por scripts.
1.6 DESVENTAJAS •
•
• •
• •
La cantidad de recursos que necesita tanto para su instalación como para su uso es muy alta (Memoria RAM 4GB para óptimo rendimiento). El software con toda su interfaz completa, todos sus componentes y todos sus servicios tienen un elevado costo que solo es accesible para pocas personas en la industria. Solo trabaja en plataformas Windows y Mac. Hasta el momento no existe alguna versión que sea compatible con Linux o alguna otra plataforma. Debido a su amplia gama de herramientas y funciones, 3ds Max es un software que requiere del aprendizaje de cada una de estas, ya sea en cursos, certificaciones o tutoriales. 3ds Max es solo compatible con software fabricado por Autodesk (auto CAD por ejemplo). Algunas interfaces de algunas versiones no están en idioma español.
1.7 INFORMACIÓN GENERAL Muchas películas recientes han hecho uso de 3ds Max en animación CGI, como Avatar y 2012, que contienen los gráficos generados por computadora de 3ds Max junto con la acción actuando en vivo.
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3ds Max también se ha utilizado en el desarrollo de gráficos por ordenador en 3D para una serie de Video Juegos, tales como la saga de Tomb Raider, Splinter y una larga lista de títulos de la empresa Ubisoft.
2.0 POV RAY 2.1 DEFINICIÓN El trazador de rayos Persistence of Vision Raytracer crea imágenes tridimensionales fotorrealistas usando una técnica llamada trazado de rayos. Lee un archivo de texto conteniendo información que describe objetos e iluminación en una escena y genera una imagen de esa escena desde el punto de vista de una cámara, también descrita en el archivo de escena. El trazado de rayos no es de ninguna manera un proceso rápido, pero produce imágenes de muy alta calidad con reflexiones realistas, sombreado, perspectiva y otros efectos.
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2.2 INTERFAZ
2.3 VERSIONES La versión oficial actual de POV-Ray es POV-Ray 3.6. Estas son algunas de las características de esta versión: • • •
Agrega 16 Bits Y 32 Bits de datos enteros para presentar densidad. Varias correcciones de errores y de velocidad. Mejora a sistemas operativos de 64 Bits de compatibilidad.
Aquí Se muestra una tabla con las versiones y sus respectivas fechas: Versión de POV-Ray
Fecha de Publicación
1.0
24-07-1992
2.0
11-10-1993
2.1
12-12-1993 9
2.2
11-02-1994
3.0
20-07-1997
3.1
01-10-1998
3.1d
30-01-1999
3.1e
26-03-1999
3.1g
14-05-1999
3.5
09-06-2004
3.6
03-08-2009
2.4 CARACTERÍSTICAS POV-Ray ha madurado considerablemente desde su creación. Recent versions of the software include the following features: Las versiones recientes del software incluyen las siguientes características: •
• • •
• • • •
• • • •
A Turing-complete scene description language (SDL) that supports macros and loops. [ 5 ]Un Turing completo lenguaje de descripción de la escena (SDL) que admite macros y bucles. Lenguaje de descripción de escena fácil de usar. Gran Biblioteca de archivos de escenas asombrosas. Archivos de inclucion estándar que predefinen muchas formas, colores y texturas. Archivos de imagen de muy alta calidad. Crea paisajes usando suaves campos elevados. Library of ready-made scenes, textures, and objectsLa colección de escenas de ready-made, texturas y objetos. Support for a number of geometric primitives and constructive solid geometryEl apoyo a una serie de primitivas geométricas y la geometría sólida constructiva. Several kinds of light sourcesVarios tipos de fuentes de luz. Atmospheric effects such as fog and media ( smoke , clouds )Efectos atmosféricos como la niebla y los medios de comunicación (humo, nubes). Reflections , refractions , and light caustics using photon mappingReflexiones y refracciones usando mapeo de fotones. Surface patterns such as wrinkles , bumps, and ripples , for use in procedural textures and bump mappingSuperficie de los patrones, tales como arrugas , golpes y ondas , para su uso en las texturas de procedimiento y bump mapping. 10
• •
•
RadiosityRadiosidad. Image format support for textures and rendered output, including TGA , PNG , JPEG (only input) among othersSoporte de formatos TGA, PNG , JPEG (sólo entrada), entre otros. Extensive user documentationAmplia documentación de usuario.
One of POV-Ray's main attractions is its large collection of third party support. Una de las atracciones principales de POV-Ray es su gran colección de apoyo de terceros. A large number of tools, textures, models, scenes, and tutorials can be found on the web. Un gran número de herramientas, texturas, modelos, escenas y tutoriales se pueden encontrar en la web. It is also a useful reference for those wanting to learn how ray tracing and related geometry and graphics algorithms work. También es una referencia útil para aquellos que quieran aprender el trazado de rayos y de la geometría y los algoritmos gráficos relacionadas con el trabajo.
2.5 VENTAJAS •
Es capaz de interpretar ficheros de código ASCII de extensión ".pov" en los que se describe la escena.
•
Soporta un ligero lenguaje informático similar al lenguaje C que permite realizar tareas complejas con los objetos.
•
Es un programa completamente gratuito, pero no es libre ya que esta sujeto a la licencia de POV-Ray. Es una herramienta multiplataforma que funciona en sistemas operativos de Windows, Mac OS, y Linux. Tanto para su instalación como para su uso POV-Ray no requiere de una gran cantidad de recursos por parte del ordenador.
• •
2.6 DESVENTAJAS • •
POV no dispone de interfaz gráfica para modelar las imágenes como la mayor parte de los programas de creación 3D actuales. Aunque el código fuente está disponible para su modificación, debido a las restricciones específicas, no es de código abierto de acuerdo con la OSI. 11
•
• • •
La información del uso de este software es muy poca y la mayoría no esta en castellano, existen tutoriales pero para su aceptación necesitan de una invitación hecha por el grupo. Algunas versiones anteriores de este programa no eran compatibles con sistemas operativos con una arquitectura de 64 bits. Ya que es un software en constante desarrollo es de esperarse encontrar errores al momento de utilizarlo. Algunas versiones actualmente no son compatibles con el uso de plug-ins necesarios para la facilitación de sus funciones.
•
Algunas características, como radiosidad y estrías están todavía en desarrollo y pueden estar sujetas a cambios sintácticos.
•
No esta disponible en idioma castellano, la versión libre esta distribuida solo en idioma Ingles.
2.7 INFORMACIÓN EN GENERAL Pov-Ray fue el primer trazador de rayos que generó una imagen en órbita terrestre. La imagen fue hecha en una colaboración entre Gilles Tran y Jaime Vives Piqueres y fue generada por Mark Shuttleworth dentro de la estación espacial internacional. A continuación se muestra una lista de artistas POV-Ray notables: •
L.J. Altvater - Surrealismo.
•
Tom Aust - Creaciones arquitectónicas.
•
Christophe Bouffartigue - Macros y varias obras.
•
Paul Bourke - Imágenes y técnicas matemáticas, Short Code Contest.
•
René Bui - Arte inspirado de artistas contemporáneos como Duchamps et Hockney.
•
Jim Charter - Naturalezas muertas y Máscaras tribales africanas.
•
Emmanuel Corréia - Surrealismo.
•
François Dispot - Herramienta Arabeske ()
•
Douglas Eichenberg - Surrealismo.
•
Christoph Gerber - Fantasía y paisajes.
•
Mick Hazelgrove - Fantasía y paisajes ingleses.
•
Tsutomu Higo - Arte matemático gracias al código de POV-Ray.
•
Tor Olav Kristensen - Arte matemático.
•
Andrea Loehmüller + Friedrich A. Loehmüller - Arte matemático. 12
•
Rune Skovbo Johansen - Animación, macros.
•
Christoph Hormann - Generación automática de paisajes.
•
Gena Obukhov - Distintas obras, técnicas y código de un vencedor recurrente del IRTC.
•
Gilles Tran - Veterano y reconocido artista usuario de POV-Ray, ha sido galardonado múltiples veces en el IRTC. Su sitio web contiene cientos de imágenes, comentadas, así como también herramientas y modelos.
•
Jaime Vives Piqueres - Distintas obras, técnicas y código de un español concursante habitual del IRTC.
3.0 JAVA 3D 3.1 DEFINICIÓN La API (Application Program Interface) Java3D es una interfaz de programación utilizada para realizar aplicaciones y applets con gráficos en tres dimensiones. Proporciona a los desarrolladores de dichos objetos. Se pueden describir grandes mundos virtuales utilizando estos un alto nivel para crear y manipular objetos geométricos 3D y para construir las estructuras utilizadas en el renderizado constructores, que proporcionan a Java3D la suficiente información para hacer un renderizado de forma eficiente. Java3D es parte del conjunto de APIs JavaMedia, lo cual hace que esté disponible en un gran número de plataformas. También, se integra correctamente con Internet ya que tanto los applets como las aplicaciones escritas utilizando Java3D tienen acceso al conjunto completo de clases de Java.
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3.2 INTERFAZ
3.3 VERSIONES •
Intel, Gráficos del silicio, Apple, y Sol todos tenían modo conservado gráfico de la escena APIs bajo desarrollo en 1996. Puesto que desearon todo hacer una versión de Java, decidían a colaborar en la fabricación de ella. Ese proyecto se convirtió en Java 3D.
•
El desarrollo estaba en curso ya adentro 1997.
•
Una versión beta pública fue lanzada en marzo de 1998.
•
Diciembre de 1998 lanzado primera versión.
•
De mediados de2003 con verano 2004, el desarrollo de Java 3D fue continuado.
•
En el verano de 2004 Java 3D fue lanzada como a fuente de la comunidad proyecto, y Sol y los voluntarios han estado continuando desde entonces su desarrollo.
•
La versión 1.4.0 del API fue lanzada encendido 24 de febrero, 2006.
•
La versión 1.5.0 del API fue lanzada encendido 13 de diciembre, 2006.
•
La versión 1.5.1 del API fue lanzada encendido 27 de junio, 2007. 14
3.4 CARACTERÍSTICAS •
Multithreaded gráfico de la escena estructura
•
Independiente de la plataforma
•
Genérico En tiempo real API, usable para la visualización y el juego
•
Ayuda para conservado, representación
•
Incluye hardware-acelerado (dependiendo de plataforma)
•
El modelo virtual-realidad-basado de la visión con la ayuda para la representación estereoscópica y complejos sofisticados multi-exhiben configuraciones
•
Ayuda nativa para exhibición cabeza-montada
•
CUEVA (proyectores múltiples de la pantalla)
•
sonido espacial 3D
•
Shaders programables, apoyando ambos GLSL y CG
•
Almacenador intermediario de la plantilla
•
Importadores para la mayoría de los formatos de corriente, como 3DS, OBJ, VRML, X3D, NWN, y FLT
• • • • • • • •
Java 3D es una extensión de Java que Proporciona una interfaz de alto nivel Para la creación de aplicaciones 3D. En un API multiplataforma. Permite incluir en la escena multitud de formatos. Se puede integrar con cualquier aplicación escrita en el lenguaje Java. Es de código abierto.
compilar-conservado, JOGL,
OpenGL
y
y
modo
inmediato
Direct3D
renderers
3.5 VENTAJAS DE JAVA 3D • • •
De los objetos se puede controlar su color y textura. Permite añadir luces y efectos de niebla. De los objetos se puede controlar su tamaño, posición y orientación y cómo dichos atributos evolucionan en el tiempo.
3.6 DESVENTAJAS DE JAVA 3D •
Hasta ahora Sun sólo proporcionaba apoyo para la versión de Solaris y la de Windows. 15
• • • •
El API oculta detalles de cómo se visualiza la escena. Los componentes de Java 3D son pesados (heavyweight). Java 3D es una extensión que no forma parte de la distribución estándar de Java. No es tan rápido como una aplicación en código nativo en OpenGL o DirectX.
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3.7 INFORMACIÓN GENERAL
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4.0 VRML 4.1 DEFINICIÓN 4.2 INTERFAZ 4.3 VERSIONES 4.4 CARACTERÍSTICAS 4.5 VENTAJAS 4.6 DESVENTAJAS 4.7 INFORMACIÓN GENERAL
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5.0 MAYA 5.1 DEFINICIÓN 5.2 INTERFAZ 5.3 VERSIONES 5.4 CARACTERÍSTICAS 5.5 VENTAJAS 5.6 DESVENTAJAS 5.7 INFORMACIÓN GENERAL
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CONCLUSIONES Bueno con esta investigación que realizamos nos dimos cuenta del gran impacto que tiene en la actualidad el modelado en 3D y 2D ya que se ocupa en diferentes aspectos. Llegamos a la conclusión de que gracias al modelado de gráficos se a logrado un gran avance en diferentes rubros de la vida y de la ciencia tales como el entretenimiento, la industria y la arquitectura ya que de esta forma se puede recrear los modelos y ponerlos a prueba para ver como actuarían en la vida cotidiana. En esta investigación pudimos observar que hay mucho software dedicado al diseño de imágenes lo cual es de gran utilidad por que así hay más competencia y esto motiva a los fabricantes a desarrollar mejor sus aplicaciones. Cabe mencionar que el software investigado es de mas reconocido y popular, y por los comentarios que observamos en la búsqueda de información nos pudimos percatar que su uso no es fácil ya que se requiere de una previa preparación para poder manipular por lo menos lo mas básico de su interfaz. Para concluir, esperamos que este curso nos marque el camino para ver de lo que realmente es capaz nuestro potencial y que a su vez podamos explotar todas nuestras habilidades en cuestión del diseño y modelado de gráficos y así llevarnos un conocimiento basto de la asignatura y sobretodo poder aplicarlo en distintas áreas laborales, a la cuales estamos próximos a experimentar. En este articulo no se mencionó nada acerca del uso de las aplicaciones, ya que se necesita de un curso completo para su comprensión y uso, sin embargo hay bastante información en internet, tutoriales, ayuda en las mismas paginas del producto o software; así que se recomienda a las personas que estén interesadas en aprender a manipular las herramientas de alguna aplicación, nos contacte, nos otros le podemos brindar información sin costo. L. S. C. Samuel Azpeitia Hernández L. S. C. Diego Emanuel Peralta Suarez Correos respectivos:
[email protected] shadie
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BIBLIOGRAFIA •
• • • • •
•
El Gran Libro De Autodesk 3ds Max 9, Nuria Álvarez, Carlos Enrich, Sónia Llena, Luis Riera. ALFAOMEGA http://www.autodesk.es/adsk/servlet/pc/index?siteID=455755&id=14626995 http://www.expertrating.com/courseware/3DCourse/3DMaxUserInterface.asp ftp://ftp.povray.org/pub/povray/Old-Versions/ http://manualinux.my-place.us/povray.html http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Java_3D http://www.dsi.uclm.es/personal/JosePascualMolina/archivos/2004j3D&lglas s.pdf
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APÉNDICE CGI: Es la aplicación del campo de gráficos realizados por computadoras (por computación gráfica, o más expresamente, mediante gráficos en tres dimensiones -3D- por computadora) para la creación, entre muchas otras cosas, de efectos especiales. El término «infografía» es a veces sinónimo de «Imagen generada por computadora». Renderizacion: (render en inglés) es un término usado en jerga informática para referirse al proceso de generar una imagen desde un modelo. Este término técnico es utilizado por los animadores o productores audiovisuales y en programas de diseño en 3D. Trazado de rayos: El trazado de rayos es una técnica que calcula una imagen de una escena disparando rayos a la escena. La escena está construida por formas, fuentes de luz, una cámara, materiales, efectos especiales, etc. Mapeado de fotones: El concepto de Mapeado de fotones (en inglés Photon mapping), fue introducido por Henrik Wann Jensen en junio de 1996. Él, al igual que los que se dedican a la informática gráfica, tuvo la necesidad de un algoritmo que fuera capaz de renderizar imágenes de geometría compleja con iluminación global; un algoritmo que fuera capaz de manejar cualquier tipo de geometría y de BRDF (Bidirectional reflectance distribution function).
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