Modelo de estructura alámbrica

Representación de un objeto 3D con solo sus bordes renderizados

En gráficos por computadora en 3D , un modelo de estructura alámbrica (también escrito modelo de estructura alámbrica ) es una representación visual de un objeto físico tridimensional (3D). Se basa en una malla poligonal o una malla volumétrica , creada especificando cada borde del objeto físico donde se encuentran dos superficies lisas matemáticamente continuas, o conectando los vértices constituyentes de un objeto mediante líneas (rectas) o curvas . El objeto se proyecta en el espacio de la pantalla y se renderiza dibujando líneas en la ubicación de cada borde. El término "estructura alámbrica" proviene de los diseñadores que usan alambre de metal para representar la forma tridimensional de los objetos sólidos. Los modelos de computadora de estructura alámbrica en 3D permiten la construcción y manipulación de sólidos y superficies sólidas. El modelado de sólidos en 3D dibuja de manera eficiente representaciones de sólidos de mayor calidad que el dibujo de líneas convencional .

El uso de un modelo de estructura alámbrica permite visualizar la estructura de diseño subyacente de un modelo 3D. Se pueden crear vistas y dibujos/representaciones bidimensionales tradicionales mediante la rotación adecuada del objeto y la selección de la eliminación de líneas ocultas mediante planos de corte .

Dado que las representaciones de estructura alámbrica son relativamente simples y rápidas de calcular, a menudo se utilizan en casos en los que se necesita una velocidad de cuadros por segundo relativamente alta (por ejemplo, cuando se trabaja con un modelo 3D particularmente complejo o en sistemas en tiempo real que modelan fenómenos exteriores ). Cuando se desea un mayor detalle gráfico, se pueden agregar texturas de superficie automáticamente después de completar la representación inicial de la estructura alámbrica. Esto permite que un diseñador revise rápidamente los sólidos o gire objetos a diferentes vistas sin las largas demoras asociadas con la representación más realista o incluso el procesamiento de caras y sombreado plano simple .

El formato de estructura alámbrica también es adecuado y se utiliza ampliamente en la programación de trayectorias de herramientas para máquinas herramienta de control numérico directo (DNC) .

Las ilustraciones dibujadas a mano con forma de alambre se remontan al Renacimiento italiano . ^[2] Los modelos de alambre también se usaron ampliamente en los videojuegos para representar objetos 3D durante la década de 1980 y principios de la de 1990, cuando los objetos 3D "correctamente" rellenos habrían sido demasiado complejos para calcularlos y dibujarlos con las computadoras de la época. Los modelos de alambre también se utilizan como entrada para la fabricación asistida por computadora (CAM).

Existen tres tipos principales de modelos de diseño asistido por computadora (CAD) en 3D: el modelo de estructura alámbrica es el más abstracto y menos realista. Los otros tipos son el de superficie y el de sólidos . El método de modelado de estructura alámbrica consiste únicamente en líneas y curvas que conectan los puntos o vértices y, por lo tanto, definen los bordes de un objeto.

Ejemplo simple de modelo de estructura alámbrica

Un objeto se especifica mediante dos tablas: (1) Tabla de vértices y (2) Tabla de aristas.

La tabla de vértices consta de valores de coordenadas tridimensionales para cada vértice con referencia al origen.

Vértice	incógnita	Y	O
1	1	1	1
2	1	-1	1
3	-1	-1	1
4	-1	1	1
5	1	1	-1
6	1	-1	-1
7	-1	-1	-1
8	-1	1	-1

La tabla de aristas especifica los vértices inicial y final de cada arista.

Borde	Vértice inicial	Vértice final
1	1	2
2	2	3
3	3	4
4	4	1
5	5	6
6	6	7
7	7	8
8	8	5
9	1	5
10	2	6
11	3	7
12	4	8

Una interpretación ingenua podría crear una representación en forma de alambre simplemente dibujando líneas rectas entre las coordenadas de pantalla de los vértices apropiados utilizando la lista de bordes.

A diferencia de las representaciones diseñadas para una representación más detallada, la información del rostro no se especifica (debe calcularse si es necesario para una representación sólida).

Se deben realizar cálculos apropiados para transformar las coordenadas 3D de los vértices en coordenadas de pantalla 2D .

Véase también

Referencias

^ "Renders en wireframe de modelos 3D - Elfos CG". 26 de diciembre de 2015.
^ Nasifoglu, Yelda (7 de noviembre de 2012). "Renaissance wireframe". Architectural Intentions from Vitruvius to the Renaissance Studio Project for ARCH 531 . Universidad McGill . Consultado el 11 de marzo de 2013 .

Principios de gráficos de ingeniería de Maxwell Macmillan International Editions
Libro de datos del ingeniero ASME de Clifford Matthews
Dibujo de ingeniería de ND Bhatt
Texturizado y modelado por Davis S. Ebert
Gráficos 3D por computadora de Alan Watt

[1] "Renders en wireframe de modelos 3D - Elfos CG". 26 de diciembre de 2015.

[2] Nasifoglu, Yelda (7 de noviembre de 2012). "Renaissance wireframe". Architectural Intentions from Vitruvius to the Renaissance Studio Project for ARCH 531 . Universidad McGill . Consultado el 11 de marzo de 2013 .