La era del 3D

Quiero tratar un asunto sobre las tecnologías que nos han hecho pasar del concepto de plano a la realidad espacial y como desde distintos medios han evolucionado para que la informática hoy por hoy sea tridimensional.

Primer paso el Hardware

El primer paso fue crear coprocesadores llamados GPU estos dispositivos ayudan a las CPU a generar los gráficos, algo muy resumido sería decir, que la CPU controla los procesos del ordenador pero todos los cálculos relacionados con gráficos se los manda a la GPU. La razón es simple los gráficos requieren muchas operaciones y mas los que son en 3D de esta forma libramos de carga a la CPU. Por otro lado estos dispositivos están más especializados para las operaciones que precisan las animaciones por lo que son mas eficientes en este aspecto.

GPU

Dibujos animados en 3D

Según los ordenadores iban avanzando en capacidad y rendimiento nacen animaciones generadas por ellos. Pasamos de los clásicos dibujos echos a mano a diseños tridimensionales. El primer diseño realizado por ordenadores fue en la película de Disney Tron, donde un simple polígono que representaba un bit contestaba si o no a las preguntas. Sin embargo el gran paso lo dio Pixar con una aplicación de fractales a la creación de escenarios o arboles y a diseños totalmente computerizados. Resltar éxitos de taquilla por sus efectos digitales como Terminator 2 o Parque Jurasico.

 

Michael Wazowski personaje de Monstruos SA de Pixar.

 

Existen de este hace años softwares para realización de animaciones tridimensionales y comenzamos con el 3D Studio uno de los primeros y de los más famosos hasta la época actual. Existe otro grande, además open source, el Blender potentemente y grandioso programa y por último el Maya uno de los más actuales quizás para muchos diseñadores el mejor, pero no es mi intención discutir eso aquí.

Los videojuegos se hacen en 3D

Si una empresa como Pixar realiza una inversión es su época para comprar super ordenadores que realicen las animaciónes posteriormente se graban y se proyectan en cines o en casa es relativamente sencillo, pero ¿quién tiene un super ordenador? pues aquí continua nuestra historia del espacio, con PCs cada vez más potentes que pueden procesar grandes datos gráficos en tiempo real y hacernos disfrutar como el mundo real, tridimensional. Todo el mundo sabe que el PACMAN era un juego totalmente 2D, pero existian juegos espaciales como el Wolfestien que consistía en ir matando nazis a diestro y siniestro en una castillo, pero las animaciones eran texturas dibujos en dos dimensiones. Es decir si girábamos sobre el propio soldado nazi siempre veíamos el mismo dibujo y no fue hasta la llegada del Mario 64 que pudimos disfrutar de los juegos puramente tridimensionales y a partir de ese momento todo ha ido cada vez mas rápido y mas realista.

Wolfestien, juego 3D con personajes 2D

 

De la pantalla plana a imágenes en estéreo

Las primeras películas que existieron tridimensionales consistían en dos imágenes superpuestas con dos colores predominantes distintos sobre otra imagen principal, nos poníamos unas gafas donde cada lente era de un color y «tachan» el cerebro creía ver en tres dimensiones. Pero claro sacrificamos toda la gama de colores y era bastante artificial. Aún así habia miles de animaciones y libros que usaban dicho 3D no apto para daltónicos (lo digo de broma yo lo soy y veía sin problemas las imágenes). Pero llego la tecnología definitiva gafas polarizadas de forma distinta cada lente, entonces emitimos dos imágenes con distinta polarización, el mismo sistema que con colores pero usando algo mas sofisticado, no pretendo entrar en detalle sobre este asunto pero en resumen seria que una luz de cualquier color viaja en horizontal y la otra en vertical, sin gafas vemos las dos pero una lente de la gafa deja pasar la horizontal y la otra lente la vertical. Los softwares de animación permiten crear este tipo de contenidos directamente al renderizar, pero en imagenes reales usan una cámara doble con una separación similar a la de los ojos entre dichas camaras cada una capta dos imágenes que posteriormente son mezcladas.

Dibujo para ver en 3D con gafas de colores

De diseñar en diédrico a crear directamente 3D

Ingenieros, arquitectos y delineantes hasta el momento han trabajado con diseños 2D, planos en diferentes formas de representación usando el famoso Autocad y anteriormente a mano, pero desde hace años se trabaja directamente en 3D, creando un solido con programas como Inventor, SolidWorks o Catia. Las ventajas eran enormes estos programas permitían simular el solido antes de fabricarlo por lo que nos daban una idea sobre si cumpliría su función, además podíamos ver como ajustaban las piezas, simular movimiento… etc.

Engranajes creados con SolidWorks

 

Los arquitectos tardaron un poco más de tiempo, tiene su lógica en cierta maquinaria es muy importante crear todo con precisión y luego que las CNC nos hagan los diseños finales y estos sean funcionales, pero en arquitectura es diferente no es tan importante, de hecho solo se suele usar el plano superior de la casa. Sin embargo existen ya softwares para crear casas en 3D como el Revit, pero lo interesante de este software no es el diseño 3D como tal, es crear el edificio antes de fabricarlo, tanto la estructura como las instalaciones. Por lo tanto podemos simular y calcular con el propio programa la estructura o las instalaciones de clima o eléctricas. Por lo tanto nos ahorra mucho tiempo cálculos.

 

Render Revit

 

En este área hablare del Rhinoceros que es un software de edición 3D que vale para todo y para nada, realmente no hace simulaciones ni animaciones pero es el más versátil para crear modelos tridimensionales

WebGL el 3D de Internet

Las aplicaciones de escritorio son más eficientes que correr apps en un navegador, aún así la facilidad de conexión a Internet desde cualquier dispositivo esta favoreciendo el diseño de aplicaciones tridimensionales en paginas web y usan las librerias WebGL. La utilidad de aplicaciones puede ser el subir nuestros diseños (industriales, animaciones u otros) y que cualquier persona pueda verlos y disfrutar de ellos sin tener que instalar nada y programar simulaciones o juegos que funcionen a través de un navegador.

Lo Etéreo hecho Realidad, impresión 3D

No se puede finalizar este post sin hablar de las impresoras 3D, ¿que son? pues eso, tienes un diseño y lo imprimes en 3D, coleccionas soldaditos, pues no compres mas bajatelos de internet e imprimelos tu mismo. Actualmente las impresoras de plástico, las mas comunes, están en pleno auge porque muchos geeks queremos una y siendo un poco manitas, pues nos las podemos fabricar por unos 500€ o menos.  Y esto no ha hecho nada mas que empezar ya existen impresoras de resina, se están trabajando en las de metal y se cree que en un futuro próximo podrán crear un corazón con impresoras de células madre.

 

Impresora de la marca Lion 3D

 

Saludos and Geeking

 

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Tecnología en 3D, el hardware y software que hacen posible este milagro, conceptos y diferentes campos de aplicación y la novedosa impresión 3D.
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