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Conceptos Básicos de Computación GráficaPablo Figueroa, PhD
Monday, April 9, 12
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Contenido
X3D: herramientas, conceptos básicos y referencias Representación por la frontera Transformaciones rígidas Composición de transformaciones Efectos básicos: luces y texturas Posicionamiento de cámara
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X3D ¿Qué es X3D?
X3D es un formato estandar abierto y arquitectura en tiempo de ejecución que representa y comunica escenas 3D y objetos utilizando XML.
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X3D Ventajas de X3D
Permite ver qué se esta agregando a la escena. Facilita la modificación de los elementos. Permite incluir audio, video, y elementos 3D. Facilita agregar componentes nuevos y extender su
funcionalidad.
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X3D Soporta:
Gráficos 3D y shaders programables Gráficos 2D Data tipo CAD Animación Distribución espacial de audio and video
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X3D Soporta:
Interacción del usuario Navegación Objetos definidos por el usuario Scripting Networking Simulación física y comunicación en tiempo real
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X3D Herramientas
La herramienta de desarrollo más básica es el bloc de notas.
X3D-edit permite el desarrollo de X3D de una manera más gráfica y soporta la importación de archivos vrml. http://www.web3d.org/x3d/content/README.X3D-Edit.html
Xj3D permite la visualización de modelos X3D. Es una aplicación de código abierto que traduce el archivo a un grafo de escena de Java3D.
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X3D Referencias y tutoriales
www.web3d.org http://www.swirlx3d.com/x3d/index.php?
option=com_content&view=article&id=56
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Representación por la Frontera
Los objetos se representan por su contorno, y su interior es hueco.
Imagen y código tomado de http://darenatwork.blogspot.com/2010/02/how-to-create-3d-wireframe-with-x3d.html
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Representación por la Frontera
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Transformaciones rígidas Una transformación
permite transladar, rotar o escalar un objeto.
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Transformaciones rígidas Translación
La esfera está en el origen (x, y, z) = (0, 0, 0) y el cubo se encuentra -4 unidades en x.
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Transformaciones Rígidas Rotación
El cubo morado esta rotado en términos (x,y,z,w).
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Transformaciones Rígidas Escalamiento
El cubo morado esta escalado en (x, y, z) = (0.5, 0.3, 0.3) para que quede más pequeño que el verde y tome forma rectangular.
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Composición de Transformaciones
Múltiples transformaciones se pueden asignar entre objetos, de tal manera que la transformación del objeto externo afecte la transformación del objeto interno.
Veamos un ejemplo.
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Composición de Transformaciones
Sin Composición Cada uno de los objetos tiene
una transformación propia, y no se mueve en consecuencia a el movimiento de otro.
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Composición de Transformaciones
Con Composición Mover el brazo del humanoide implica que el codo y el
antebrazo se mueven de acuerdo a esto.
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Composición de Transformaciones
• Lo anterior se logra relacionando una transformación y un objeto dentro de otro.
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Luces Existen 3 tipos de luces:
Luz Direccional Luz Puntual Spotlight
Imagen tomada de http://thunkd.com/blog/wp-content/uploads/2009/04/sv_diary_6_pixar_lamp.jpg
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Luz Direccional Una fuente de luz direccional ilumina únicamente los objetos que
pertenecen al grupo en el que fue declarada. La luz ilumina todo entre su sistema de coordenadas, incluyendo los objetos que la preceden en su grafo de escena.
Código tomado de http://www.web3d.org/x3d/content/examples/Basic/X3dSpecification/_pages/page07.html
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Luz Puntual Una fuente de luz puntual emite luz equitativamente en
todas las direcciones; es decir, es omnidireccional. El emisor es afectado por las transformaciones de sus ancestros.
Emisor en (0,0,0)
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Spotlight Un emisor de tipo spotlight envía la luz desde un punto
específico por un vector dirigido y acondicionado por un ángulo.
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Propiedades de las luces Todas las fuentes de luz tienen:
Intensidad: brillo de la emisión directa de la luz. Valores de 0.0 a 1.0.
Intensidad Ambiental: Brillo de la emisión del ambiente. Valores de 0.0 a 1.0.
Color: Propiedades del color espectral tanto de la luz ambiental como del emisor de luz directo. Valores RGB.
On: True si la luz está encendida, false de lo contrario.
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Texturas Asignar una o varias imágenes a un modelo 3D. Asignar texturas a una primitiva (cubo, esfera, cono,
cilindro) es sencillo. El problema está en asignarla a otro tipo de modelo.
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Texturas Sobre las primitivas
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Texturas Sobre Modelos complejos
Se debe mapear cada coordenada de la imagen a una coordenada de la superficie del modelo. Los valores van de 0 a 1 de manera lateral (s) y vertical (t).
La parte inferior de la imagen es t =0; la parte izquierda de la imagen es s= 0; Parte superior- derecha es
(s, t) = (1, 1). Campos comunes en texturas:
RepeatT y RepeatS
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Texturas Ejemplo
Puntos del modelo 3D
Puntos de la textura
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Posicionamiento de la cámara Se determina posición, orientación y campo de vista. Por defecto, se encuentra en (0,0,0).
Vista Frontal Vista Izquierda Vista Superior
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Referencias http://www.web3d.org/about/overview/ http://libx3d.sourceforge.net/screenshots.html http://x3dgraphics.com X3D: extensible 3D graphics for Web authors, Don
Brutzman, Leonard Daly. 2007.
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