COMO ES LA ESTRUCTURA DE UN OBJETO 3D y TIPOS DE FICHEROS DONDE GUARDARLA

Creo que es el momento de analizar con más detalle qué es realmente un modelo u objeto 3D y como se guarda la información que lo define.

Hemos visto como obtenerlos o cómo generarlos nosotros mismos, pero saber como es su estructura o su composición nos puede ayudar a entender mejor el comportamiento del software con el que los manejamos o el porqué de algunos aspectos de la impresión de estos modelos en una impresora 3D.

Un modelo 3D es una representación tridimensional, con largo, ancho y alto, de un objeto real (existe y lo hemos capturado) o virtual (es un diseño que todavía no existe físicamente). Este objeto, que ocupa un volumen, puede ser visualizado desde múltiples ángulos y puede ser manipulado de diferentes maneras mediante el software especializado correspondiente. Por lo tanto, un modelo 3D es un fichero informático que contienen toda la información que necesitamos del objeto.

La información que guardamos del objeto tiene una relación con su “aspecto físico”. Para representar el objeto utilizamos el concepto de “malla”, que representa su geometría. La malla, una red, está formada por tres elementos:

    • Puntos definidos por coordenadas espaciales (X, Y, Z), llamados “vértices”

    • Líneas de unión entre los puntos, llamadas “aristas”

    • Polígonos que se forman al unir tres o más aristas, llamados “caras”

Normalmente las mallas deben estar formadas por triángulos (tris) o por cuadrados (quads) para que la malla sea eficiente, intentando evitar polígonos de más vértices (ngons) malos de gestionar con el software habitual.

La organización y calidad de esta malla, lo que se conoce como “topología”, es cómo se interconectan los polígonos entre si. Una buena topología es crucial en el diseño de un objeto y afectará posteriormente a la manipulación del objeto y al resultado obtenido.  

Sobre el nivel de detalle del objeto podemos deducir que a una malla más densa, más detalle podremos obtener, a cambio de un fichero con más información y por lo tanto más grande y en consecuencia más difícil de manejar. 

Podemos ver en esta imagen bajada de internet un mismo objeto con tres niveles diferentes de definición de malla, desde una definición baja (Low poly) hasta una definición alta (Hight poly), pasando por una definición de malla intermedia.

Sobre esta malla que define el objeto se puede añadir información complementaria, que en el caso del diseño 3D para videojuegos es fundamental, como son los materiales, los colores, las texturas, mientras que en el caso del diseño 3D orientado a la impresión, salvo que dispongamos de una impresora con posibilidad de imprimir en color y con gran variedad de materiales, estos aspectos quedan en un aspecto secundario.

Si hablamos de objetos 3D en movimiento, entramos en otro mundo al hablar de la reconstrucción de la malla, la “retopología”, y la generación del movimiento, el “renderizado”, temas que no están en este momento dentro de mi área de interés y de mis conocimientos.

Aquí podemos ver un video que explica con bastante claridad todos estos conceptos y alguno más.

Respecto al formato de archivos utilizados para guardar la información 3D, no hay un estándar definido. De hecho se utilizan una variedad de formatos de archivo, cada uno optimizado para diferentes propósitos, como la impresión 3D, el desarrollo de videojuegos o el diseño CAD. Si nos centramos en el tema de la impresión 3D, los formatos utilizados se centran principalmente en la geometría del modelo- Los más utilizados son:

    • STL (.stl): Es el formato más común para la impresión 3D. Es compatible con la mayoría del software de diseño e impresión, pero solo contiene datos de la geometría, sin información de color, textura o escala.

    • OBJ (.obj): Un formato antiguo y muy extendido que, a diferencia del STL, puede almacenar información geométrica, así como referencias a archivos de materiales y texturas externas. Es versátil pero su definición de materiales es algo anticuada.

    • 3MF (.3mf): Un formato más moderno diseñado para superar las limitaciones del STL. Permite guardar no solo la geometría, sino también el color, las texturas, la información de escala, y a veces hasta los parámetros de impresión, todo en un solo paquete de archivo.

    • AMF (.amf): Similar al 3MF, este formato también permite almacenar datos adicionales como color, materiales y metadatos internos, ofreciendo una representación más detallada que el STL. 

Creo que con este repaso podemos podemos avanzar en otros aspectos del diseño 3D. Espero que haya sido útil.

Novato 3D.