Hard surface modeling (Modelando lo inorgánico)
Hard Surface modeling o modelado de superficies rígidas o «duras» (traducción literal del inglés)
Es ese conjunto de métodos que nos sirven para crear elementos generalmente no orgánicos (vivos).
Debido a que el término se ha popularizado en su lenguaje en inglés no nos esforzaremos por darle un nombre alternativo y a lo largo de todo el artículo nos referiremos como “hard Surface”.
Máquinas de todo tipo, desde cafeteras hasta carrocerías de coche pasando por robots y armas. Todo esto y más cae dentro del espectro del hard Surface .
Debido a su relación con todo lo que el ser humano maneja a diario, el hard Surface es una mezcla entre lo técnico y lo artístico.
Las superficies rígidas o duras son la muestra perfecta de la coexistencia entre lo técnico y lo artístico
Este tipo de modelado sirve tanto para un concept art de un “mecha” o de una nave futurista como para generar los planos de la patente de un prototipo de una nueva cortadora de césped.
A continuación, veremos las peculiaridades que caracterizan al hard Surface modeling y el tipo de software que se usa para este efecto.
Este robot está creado con project neo de ADOBE. Puedes mencionar las cosas Geek que se han usado para su creación?
Características del hard Surface.-
Siluetas definidas y formas “limpias”.-
Al tratarse de diseño de todo tipo de máquinas nos encontramos con que los niveles de precisión en su diseño hacen en todo momento evidente la comunión entre estética y funcionalidad.
Se busca que además de placentero a la vista, sea capaz de cumplir la función para la que se ha creado (albergar un motor, permitir la movilidad o facilitar su manejo por le usuario final).
Modelado siempre con el objetivo de materiales concretos. –
A diferencia de los modelados orgánicos, es necesario tener en mente los materiales con los que podría ser posible crearlos de forma real. Es cierto que algunas hard Surfaces pueden ser “híbridos” pero la mayoría son pensados como un conjunto de piezas que encajan para funcionar y no como cuerpos abstractos o deformables.
Plausibilidad mecánica. –
Técnicas básicas como las superficies de revolución o los barridos Son ideales para tener control en el modelo- Como es el caso de este disco de freno en cAD
Cuando está modelando un hard Surface suele tener en cuenta la mecánica del objeto. Se piensa en cómo se ensambla y cómo funciona.
Tronillos, pernos, clavos, encastes, y un largo etc de elementos de unión son frecuentes.
Algunas excepciones se pueden hacer en los concept arts de objetos ficticios, pero la mayoría de las veces cuando se crea algo así se está pensando en cómo puede ponerse en ejecución.
Arte y funcionalidad.-
Con el surgimiento de la impresión 3D muchos de los objetos que no pueden ser concebidos físicamente pierden su punto interesante. Muchos de los hard Surface creados para la ficción tienen aún más presente que en un hipotético caso de que todo se alineara en las estrellas tendría que ser posible crear maquinarias como la armadura de iron man o una mochila cohete con alas.
Esto supone un reto que hace más interesante el método de hard Surface modeling. Hay artistas e inventores que están muy inmersos en que sus creaciones puedan ser potenciales objetos que rompan los moldes establecidos.
En el mundo del 3D.-
Las técnicas que se contemplan en el 3D para hacer hard Surface modeling son:
- Los objetos complejos suelen ser uniones de objetos más sencillos y controlables.
- Esferas, cajas, cilindros, todos los objetos básicos paramétricos suelen intervenir en el proceso de Blockout de formas más complejas para poder tener control minucionsos de medidas y formas. Muchas geometrías “difíciles” puedes reducirse a la interacción de elementos más simples.
- Se buscan geometrías limpias y libres de errores y pinzamientos.
- Se suele respetar la regla de Quads (la que se usa para la subdivisión poligonal) y la sensación de Cuadrícula del modelo final está siempre presente.
Técnicas usadas.-
Un ejemplo de modelado mediante operaciones booleanas es este tambor de revolver en 3dsmax
Muchos componentes pueden ser reproducidos con matrices y simetrías.
Para controlar el redondeo de los bordes se recurre a chamfers sobre la subdivisión poligonal.
Para el enfoque inicial de los volúmenes las operaciones booleanas suelen ser adecuadas aunque luego haya que generar una geometría “limpia” mediante la retopolgía, si se pretende animar o deformar o llevar a un videojuego.
En el único campo en el que no es muy necesario limpiar la geometría es el de la impresión 3D.
La subdivisión poligonal es otra alternativa viable pero los resultados de este tipo de trabajos son muy “high poly” por lo que también habría que reducirlos mediante retopología o “decimation”.
El tambor en gris y los elementos a excluir del volumen inicial con colores vivos rojo amarillo azul y celeste
Luego de la operación booleana la malla es irregular, pero el volumen se ha logrado de forma precisa
Con la retopología se logra una geometría ideal para cualquier tipo de output. Además un modificador cvhamfer para redondear las esquinas
KITBASHING.-
Dado que hablamos de piezas que existen en la realidad, una forma alternativa de crear modelos hard Surface “articulables” o mecánicos es mediante la reutilización de piezas previamente construidas. Como si se tratase de un lego o un mecano.
Es totalmente válido seguir este camino porque incluso hay personas que se dedican a crear kits o sets de piezas que luego pueden convertirse en muchas cosas diferentes.
Un artista que es muy famoso creando robots y creando contenido para kitbash es Vitaly Bulgarov
Software usado en hard Surface modeling.-
Absolutamente cualquier software de creación de contenido digital (DCC) tiene actualmente comandos para operaciones booleanas y alguna forma de retopología (manual o automática)
Por tanto, cualquier programa como 3dsmax, maya, Blender, cinema 4D, etc. Son adecuados. A pesar de que se pueden crear objetos con precisión física, no es su objetivo principal. Se peude pero también se permite la creatividad para crear concept art y versiones estilizadas de objetos,
Otros programas que permiten no solo la creación de modelos hard Surface sino que también lo hacen de forma paramétrica o incluso guardando la historia del procedimiento, son los programas CAD.
Entre ellos tenemos Autocad, Inventor, Fusión 360, Solid Works, etc.
Estos programas permiten generar planos y preparar los objetos para su creación real, pero con ese acercamiento del arte y la técnica, terminan siendo aliados del proceso creativo.
SDF.-
Existen otros programas que usan métodos como el llamado SDF (Signed Distance Fields o Campos de Distancia Firmados) es una técnica de modelado 3D avanzada que define formas matemáticamente mediante funciones, en lugar de utilizar mallas poligonales tradicionales (vértices, aristas y caras). Se basa en medir la distancia desde cualquier punto del espacio hasta la superficie de un objeto, determinando si el punto está dentro (distancia negativa) o fuera (distancia positiva) “Wikipedia”
Las características príncipales de los SDF son :
Superficies suaves y precisas: Permite obtener formas orgánicas o duras con bordes suaves de manera muy sencilla.
Resolución infinita: Al ser una definición matemática, no sufre de pixelación o facetado al acercarse, proporcionando detalles nítidos.
Operaciones booleanas: Facilita enormemente las operaciones de unión, resta e intersección, permitiendo esculpir formas complejas con facilidad.
Flujo no destructivo: Es posible modificar, añadir o sustraer volumen en cualquier momento sin destruir la geometría subyacente.
Esta última forma es más adecuada para conceptos iniciales porque si que se presta para explorar formas de una manera más flexible pero su resultado como malla es demasaido denso y a menudo poco manejable fuera de su entorno nativo.
Los representantes de esta forma de modelado son
Otros programas de esta técnica son Project neo de ADOBE y WOMP
Conclusiones.-
La técnica de hard Surface modeling es en estos momento bastante popular por la estrecha relación que genera entre el trabajo artístico, el dibujo técnico y la creación de objetos reales.
En su mayoría depende de obedecer a criterios reales por una idea de potencial futura fabricación, pero no está reñida con el trabajo creativo.
Así como se suele decir que alguien que dibuja o ilustra tendrá facilidades con la creación de personajes, los que tengan formación técnica de ingeniería o mecánica o de dibujo técnico lo tendrán más fácil para desenvolverse en este campo.
Aun así, no hay nada que, con paciencia, dedicación y buena voluntad, no se pueda aprender y sacar mucho provecho.
El modelado de hard surfaces es un mundo que abre muchas puertas y, si se hace bien, es muy gratificante a la vez que divertido.
