Conceptos Básicos de Computación GráficaPablo Figueroa, PhD

Monday, April 9, 12

Contenido

X3D: herramientas, conceptos básicos y referencias Representación por la frontera Transformaciones rígidas Composición de transformaciones Efectos básicos: luces y texturas Posicionamiento de cámara

Monday, April 9, 12

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.

Monday, April 9, 12

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.

Monday, April 9, 12

X3D Soporta:

Gráficos 3D y shaders programables Gráficos 2D   Data tipo CAD  Animación Distribución espacial de audio and video 

Monday, April 9, 12

X3D Soporta:

Interacción del usuario  Navegación  Objetos definidos por el usuario  Scripting  Networking  Simulación física y comunicación en tiempo real

Monday, April 9, 12

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.

Monday, April 9, 12

X3D Referencias y tutoriales

www.web3d.org http://www.swirlx3d.com/x3d/index.php?

option=com_content&view=article&id=56

Monday, April 9, 12

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

Monday, April 9, 12

Representación por la Frontera

Monday, April 9, 12

Transformaciones rígidas Una transformación

permite transladar, rotar o escalar un objeto.

Monday, April 9, 12

Transformaciones rígidas Translación

La esfera está en el origen (x, y, z) = (0, 0, 0) y el cubo se encuentra -4 unidades en x.

Monday, April 9, 12

Transformaciones Rígidas Rotación

El cubo morado esta rotado en términos (x,y,z,w).

Monday, April 9, 12

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.

Monday, April 9, 12

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.

Monday, April 9, 12

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.

Monday, April 9, 12

Composición de Transformaciones

Con Composición Mover el brazo del humanoide implica que el codo y el

antebrazo se mueven de acuerdo a esto.

Monday, April 9, 12

Composición de Transformaciones

• Lo anterior se logra relacionando una transformación y un objeto dentro de otro.

Monday, April 9, 12

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

Monday, April 9, 12

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

Monday, April 9, 12

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)

Monday, April 9, 12

Spotlight Un emisor de tipo spotlight envía la luz desde un punto

específico por un vector dirigido y acondicionado por un ángulo. 

Monday, April 9, 12

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.

Monday, April 9, 12

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.

Monday, April 9, 12

Texturas Sobre las primitivas

Monday, April 9, 12

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

Monday, April 9, 12

Texturas Ejemplo

Puntos del modelo 3D

Puntos de la textura

Monday, April 9, 12

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

Monday, April 9, 12

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.

Monday, April 9, 12