Trabajando con mallas poligonales: Subdivisión
El método de subdivisión se utiliza principalmente en modelado orgánico. Recibe este nombre porque con este método se suelen modelar objetos vivos, animales, plantas, humanos, etc. Realmente no se limita sólo a este tipo de objetos, se utiliza también cuando el modelo va a ser animado y la deformación requiere una distribución de malla concreta.
Las explicaciones que siguen tienen como objetivo afianzar algunos conceptos más bien teóricos que ayudan a comprender el modelado de malla poligonal. No pretende ser una guía paso a paso de cómo modelar con un programa concreto. Como información, los ejemplos aquí presentes están creados en Blender, un software gratuito y muy completo.
¿Qué es la subdivisión en modelado 3D?
Aunque la edición básica es muy útil no podemos pretender modelar un objeto (mínimamente complejo) ubicando a mano cada vértice y cada polígono. Aquí es donde entra en juego la subdivisión, que nos permite dar resolución y crear una superficie suave.
Para ser más concretos, la subdivisión consiste en dividir y promediar la geometría de partida. Utiliza un algoritmo matemático para conseguirlo y podemos aplicarlo tantas veces como necesitemos. Para entenderlo mejor veamos algunos ejemplos, empezando con un plano 2D:
Se pueden observar los 2 pasos de la subdivisión, primero divide el plano por los puntos medios y después promedia la posición de los vértices originales, dando lugar a un octógono.
En el siguiente ejemplo se aplican varias iteraciones a la subdivisión. De este modo, en la primera pasamos de 1 cara a 4, en la segunda de 4 a 16 (cada cara se divide en 4) y así sucesivamente.
Si en vez de un plano utilizamos un cubo el resultado en 3D es el siguiente:
El primer paso es el que implica un mayor cambio en la geometría, los siguientes añaden resolución. Por último, veamos cómo quedaría con una geometría más compleja:
Como decíamos al principio la ventaja es doble, ya que conseguimos aumentar la resolución y obtener superficies suaves. Por este motivo es ideal para crear formas orgánicas rápidamente. Además, para editar la malla que genera la subdivisión normalmente tendremos la posibilidad de hacerlo utilizando la malla original, que al tener menos vértices es más manejable.
La malla perfecta
En modelado orgánico no vale con colocar los vértices de cualquier manera para definir la superficie de nuestro modelo. La forma de malla óptima es aquella en la que todos los polígonos son cuadrados (en modelado 3D los cuadrados reciben el nombre de Quads, y todas las caras que tengan 5 o más lados se denominan Ngons). Esto facilita crear mallas ordenadas, donde se aprecian fácilmente 2 direcciones a lo largo de las cuales se extiende la superficie. Esto es importante por varios motivos:
Facilita la edición: trabajar con una malla bien ordenada es mucho más fácil, ya que podemos seleccionar de forma rápida bucles de aristas o caras.
La deformación en objetos animados es más limpia: con una distribución de quads las deformaciones son más naturales y no generan defectos.
Facilita la aplicación de texturas: a la hora de aplicar materiales al objeto es importante que sea fácil definir dónde van las costuras, lo que sucede si tenemos una malla con quads.
Evitamos defectos al subdividir: la subdivisión funciona correctamente cuando partimos de quads. Los Ngons o los vértices con demasiadas aristas provocan defectos que pueden arruinar nuestro modelo.
En la imagen vemos dos distribuciones de malla diferentes para dibujar una esfera. A la izquierda se utilizan Quads y a la derecha triángulos. Si tuviéramos que partir por la mitad la esfera resultaría mucho más sencillo y exacto en el primer caso, ya que bastaría con seleccionar el bucle de aristas central y partir por ahí la malla.
Además, al subdividir ambas esferas a la izquierda conservamos la distribución intacta y por el contrario a la derecha lo único que conseguimos es volverla más compleja.
La mayoría de las veces no será posible diseñar una malla perfecta y tendremos que permitir que se nos cuele algún triángulo o algún vértice con 3 lados, pero debemos situar estas zonas potencialmente conflictivas en lugares estratégicos, donde se vayan a notar menos.
Todo esto puede resultar difícil de aplicar al principio, por es recomendable observar cómo diseñan las mallas otros artistas 3D. En Sketchfab podéis explorar modelos 3D creados con malla poligonal y ver cómo está hecha. No todos los ejemplos son buenos pero si le dedicáis un poco de tiempo seguro que encontráis cosas interesantes.