Curvas

Blender • PRÁCTICO

Construcción de modelos 3D con Blender

CURVAS PELIGROSAS

A pesar de que nadie puede olvidar el legado de los clásicos de Walt Disney, los dibujos animados tradicionales son cosa del pasado. Con el estreno en 1995 de “Toy Story”, se demostró que los ordenadores eran más que capaces de acometer la tarea de la animación de películas. En este artículo, mostramos cómo iniciarse en la animación tridimensional con Blender. POR PETER KREUSEL

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os modelos espaciales se inician como modelos de alambre. Tras añadirles las texturas y la iluminación, se convierten en escenas 3D artificiales. Este proceso se denomina renderizado. La mayoría de los diseños industriales, desde coches a cafeteras, se crean siguiendo este proceso. Blender es un programa de código abierto que se encarga de todos estos pasos, que van desde la construcción del modelo, pasando por la aplicación de las texturas y el iluminado hasta el renderizado de la escena 3D. También posee potentes características para la animación. Este artículo describe cómo construir un modelo 3D básico usando un personaje de dibujos animados como referencia. En el próximo número, se describirá cómo enseñar a caminar a este modelo estático.

Preparado para 3D No hay necesidad de instalar Blender tal y como se hace con otros programas. Se descarga el archivo desde su sitio web [1]

y se copia el directorio de Blender en el lugar que se desee dentro del sistema de ficheros. Luego se copia el directorio .blender en el directorio home. En este momento la máquina ya está lista para ejecutar el programa y crear los modelos 3D. Para hacer las cosas más sencillas, se va a utilizar un segundo programa en este tutorial: el programa de gráficos vectoriales Inkscape [2], con el que se crean las curvas que serán la base de las formas 3D. Aunque dichas curvas se pueden dibujar directamente en Blender, es mucho más sencillo utilizar Inkscape. Blender puede importar de forma directa el formato SVG de Inkscape. La mayoría de las distribuciones actuales incluyen Inkscape, aunque si no se dispone de ella puede encontrarse un RPM en [3]; la única dependencia crítica para el RPM es GTK 2.4.

Dibujo Virtual Se ejecuta Inkscape y se selecciona la herramienta de dibujo a mano alzada pre-

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sionando [F6]. Se puede modificar el factor de zoom girando la rueda del ratón, y con el botón central de éste se mueve la sección de la vista actual. La Figura 1 muestra un esquema del personaje de dibujos animados que se va a convertir en el modelo 3D. Valiéndose de la Figura 1 como guía, hay que dibujar el contorno de la mitad izquierda del sombrero del personaje. Para ello se pulsa la tecla [Shift] manteniendo apretado el botón izquierdo del ratón mientras se hace. Se puede dejar de dibujar soltando el botón izquierdo del ratón, y se puede comenzar de nuevo justo donde se dejó. Esto hace que sea más sencillo dibujar las líneas largas. Cuando se haya finalizado con el dibujo del sombrero, hay que seguir los mismos pasos para dibujar la cabeza y el cuerpo de la figura. Cuando se dibuje el cuerpo, nótese que el dibujo del fondo no proporciona la forma real. La línea morada de la Figura 1 muestra la forma del cuerpo bajo los brazos. No es necesario realizar el dibujo con mucha precisión. Se seleccionan las líneas que se han dibujado y pulsando [Ctrl]+[L] repetidamente se le indica a Inkscape que las suavice. A continuación, con [Ctrl]+[A] se selecciona el dibujo completo, se arrastra a la esquina superior

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Figura 1: La construcción de los elementos básicos para crear objetos 3D es sencilla con inkscape. Se dibuja el contorno con el ratón y se suaviza la línea presionando [Ctrl]+[L].

izquierda de la página y se guarda el trabajo realizado.

A por las 3D Ahora es el momento de ejecutar el programa Blender. La aplicación siempre se ejecuta a pantalla completa, sin la barra de títulos de la ventana. Se inicia con una escena estándar que muestra un cubo en el centro de la pantalla. Presionando [X], Blender nos preguntará: Erase selected? (¿Borro la selección?). Pulsando [Enter] se confirma y se elimina el cubo. En el menú de la parte superior de la pantalla hay que seleccionar File | Import | Paths. En el cuadro de diálogo que aparece se selecciona Inkscape (.svg) . A continuación se abre el fichero SVG con la silueta del personaje de dibujos animados que se ha dibujado. Seguidamente aparece en la pantalla el menú Select Size . Hay que seleccionar Scale on Width. Con la rueda del ratón se cambia el factor de zoom hasta que el dibujo ocupe la pantalla. Pulsando [Ctrl]+[4], [6], [8] y [2] del teclado numérico, si fuera necesario, se ajusta la vista. Cuando se ejecuta Blender, el programa proporciona una vista superior de la escena. El personaje importado estará tumbado en el suelo. Evidentemente, se desea que la figura que estamos constru-

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yendo esté de pie. Para rotarla , primero hay que mover el cursor a la parte final de abajo de la curva. Pulsando [1] en el teclado numérico se habilita una vista frontal. Todo lo que puede verse de la figura es una línea recta. Hay que asegurarse que el cursor está localizado en el filo de la derecha de la línea de esta vista. Cada vez que se mueva el cursor o cualquier otro objeto a una posición específica del espacio 3D, es preciso comprobar los resultados en dos perspectivas diferentes (Figura 2). Muévase el puntero del ratón unos centímetros por debajo del cursor. Pulsando [R] (de Rotar) y [X] (para rotar sobre el eje X) se conseguirá rotar la curva hasta que el personaje se ponga de pie. Para ello, se rota la línea que se extiende desde el puntero del ratón exactamente 90 grados a la izquierda y se hace clic. A continuación se pulsa [Alt]+[C] y luego [Enter]. Con esto se está indicando a Blender que convierta la curva en un objeto de tipo malla. Las curvas importadas desde Inkscape como gráficos vectoriales siempre han de ser convertidas previamente para que Blender pueda transformarlas en objetos 3D. Para llevar a cabo la conversión del perfil en un objeto 3D hay que rotar los dos puntos finales sobre un eje. En el último paso dejamos el cursor marcando la posición del eje de rotación en la posición correcta. Blender siempre rota las curvas paralelamente al área de dibujo. Pulsando [7] en el teclado numérico volvemos de nuevo a la vista superior . A continuación se pulsa la tecla [Tabulador] para entrar en el modo de Edición, donde se pueden modificar las propiedades del objeto selec-

Figura 2: Visto de frente, el cursor parece permanecer exactamente en la línea. Visto de lado, el cursor parece estar a la derecha de la curva. Una vista superior muestra que el cursor está a la derecha al final de la línea, pero a bastante distancia del eje Y.

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cionado en el tercio inferior de la ventana. [A] selecciona todos los puntos de la línea; se deben resaltar en amarillo. Seguidamente se pulsa Degr: (Figura 3), se mantiene pulsado el botón del ratón y se arrastra hacia la derecha hasta que aparezca un valor de 360. Esto le indica a Blender que rote la línea seleccionada 360 grados completos. Se sigue el mismo procedimiento para Steps: ahora hay que obtener un valor de 36. Pulsando en Spin se crean el sombrero, la cabeza y el cuerpo del personaje (Figura 3). En este momento se pulsa de nuevo la tecla [Tabulador] para salir del modo de Edición. Blender muestra el “sólido de rotación” al completo con una superficie sombreada. En la vista frontal ([1] en el teclado numérico) se deberían ver el sombrero, la cabeza y el cuerpo de la figura.

Manos y Pies Para crear los brazos se puede utilizar un círculo. Para crearlo, se lleva el cursor a la posición deseada del torso en la vista frontal ([1] en el teclado numérico). Se selecciona Add | Mesh | Circle en el menú de la parte superior de la pantalla. Esto le indica a Blender que cree una figura circular y se sitúe en el modo de Edición. Pulsando [A] se deselecciona la selección actual. Se coloca el cursor 3D en el centro del círculo, se mueve el puntero del ratón unos pocos centímetros a la derecha y se pulsa [A] para seleccionar todos los puntos del círculo. Luego se pulsa la tecla [S]. Se arrastra el ratón para escalar el círculo hasta que la circunferencia del brazo coincida con la figura (Figura 4). Para hacer que los cambios sean permanentes se hace clic con el ratón. A continuación se pulsa [R], [X] para rotar el círculo paralelo al área de dibujo, hasta que tan sólo se vea una línea simple. Para extruir el círculo se pulsa la tecla [E], se selecciona Only Edges, y entonces, en la ventana emergente que acaba de aparecer, se mueve la copia del círculo hacia abajo hasta que el “tubo” tenga la longitud correcta de un brazo. [A] deselecciona la selección actual. Pulsando [B] y manteniendo pulsado el botón izquierdo del ratón se dibuja un cuadro de selección. De este modo se selecciona el círculo que delimita la parte superior del brazo. Se pulsa la tecla [E], se da a Only Edges y se extruye el círculo un poco hacia la parte superior izquierda en la ventana emergente que aparece (Figura 4,

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teclado numéunos milímetros; se pulsa primero rico) se mueve [Shift]+[S] y se selecciona Cursor -> el cursor a una Selection para mover el cursor 3D al centro posición a la de la sección seleccionada. Pulsando [S] derecha del se establece su tamaño más o menos a torso y se seleccero (Figura 5, sección 6). Con esto se ciona Add | completa la pierna. Tras salir del modo de Curve | Bezier Edición hay que llevarla a la posición Circle para crear correcta. Si se pulsa [1] en el teclado un arco. Luego numérico se muestra la vista frontal, hay que salirse aunque probablemente haya que moverla del modo de en dirección del eje X para situarla en el Edición (tecla sitio correcto del torso. Con [Shift]+[D] se [Tabulador]) y duplica y pulsando la tecla [Cursor se pulsa [R], Izquierdo] se desplaza a la posición [X] para rotar el correcta. Con esto se ha completado la arco paralelo al figura, y ha permitido que haya aprendido suelo virtual de mucho acerca de la extrusión durante la escena. todo el proceso. [Alt]+[C] la Cirugía Plástica convierte en un objeto de tipo Es hora de diseñar la cara. Para este promalla. Pulceso se necesitan las superficies Figura 3: Blender crea un cuerpo 3D haciendo rotar un perfil de dos sando [S] se denominadas NURBS, objetos cuya superdimensiones (la línea amarilla en la vista aérea). puede escalar el ficie puede ser manipulada ajustando objeto al unos manejadores externos al objeto. Se izquierda). Se hace clic con el ratón para tamaño correcto de una pierna (Figura 5, coloca el cursor cerca de la cabeza y se fijar la posición del círculo. Para crear una sección 1). Con la tecla [Tabulador] volveselecciona una esfera: Add Surface | curva, hay que rotar la parte superior de la mos al modo de Edición, donde se puede NURBS Sphere. Se mueve el cursor sobre sección. Para ello, se arrastra el ratón unos pulsar [A] para seleccionar todos los punla esfera y se extiende lateralmente pulpocos centímetros pasado el arco tos de la línea. Pulsando [E] y en sando [S], [X]. Se pulsa la tecla [4] del seleccionado y se pulsa [R] y luego [Y]. Individual Faces se comienza la extrusión. teclado numérico 6 veces para rotar la Con el ratón se rota el cursor 45 grados A continuación se mueve la sección hacia vista al lado y aplastar la esfera en esta (Figura 4, centro). Se extruye la sección de abajo hasta obtener la longitud de las pierperspectiva hasta que se obtenga una nuevo y se vuelve a rotar, tal como se ha nas (Figura 5, sección 2). lente plana ([S], [Y]). Se cambia a la vista descrito anteriormente, para crear la Para modelar la curvatura del pie, frontal de la imagen ([1] en el teclado siguiente sección del brazo (Figura 4, primero hay que rotar la vista 45 grados numérico) y se pulsa [A] para deseleccioderecha). Con esto se completa el brazo pulsando la tecla [4] del teclado nar. Luego se pulsa izquierdo. Pulsando la tecla [Tabulador] numérico 6 veces. Entonces se mueve [B] y se utiliza el se sale del modo Edición. Si ahora se pulsa el cursor al extremo derecho de la cuadro de selecla tecla [G] se mueve el brazo a la posición base de la sección. Se pulsa [E] y se ción para correcta. Trabajando en el modo Objeto se selecciona Individual Faces, luego se seleccionar los puede seleccionar, escalar, mover y rotar pulsa [R]. Ahora se puede rotar la manejadores objetos simples o múltiples haciendo clic nueva sección otros 45 grados sobre el pequeños de color con el botón derecho del ratón. Al cursor. Al contrario que las piernas, la rosa del lado derecontrario que en el modo de Edición, no sección del pie es ovalada. Para cho de las guías. es posible modificar la forma de los comprimir el círculo seleccionado se De nuevo pulobjetos. Para crear un duplicado del brazo pulsa [S], [Z] (escalado en dirección sando [B] y se pulsa [Shift]+[D]. Pulsando [G] y del eje Z) cerca de dos tercios de su manteniendo pulluego [X] se mueve la copia a la izquierda tamaño original (Figura 5, sección 3). sada la tecla [Shift] a lo largo del eje X, pasado el torso Se extruye y se rota de nuevo hasta se selecciona el superior. Para obtener la imagen especular que el arco que se crea esté derecho manejador supede ésta, se coloca el cursor en el medio de (Figura 5, sección 4). De nuevo se rior de la derecha. la sección superior. Pulsando [Ctrl]+[M] escala unos dos tercios. Ahora se Figura 4: La extrusión Se pulsa [G] y se y seleccionando X Local se voltea el brazo, extruye la parte plana del pie sin implica copiar, mover y mueven ambos que puede colocarse en la posición realizar la rotación (Figura 5, sección rotar las secciones. ligeramente hacia correcta pulsando [G], [X]. 5). De nuevo habrá que escalar la Blender utiliza las arriba. Las curvas Para crear las piernas puede utilizarse la sección unos dos tercios. Por último, secciones para calcular de la parte superior extrusión. En la vista frontal ([1] en el hay que realizar una extrusión de la forma del objeto 3D. del círculo son

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ahora casi rectangulares. Pulsando la tecla [7] del teclado numérico se puede ver el objeto desde lo alto. A continuación se habilitan los tres manejadores de en medio, y además el izquierdo y el derecho de la parte de abajo. Se mueve la selección ligeramente hacia abajo para crear una curva. La superficie con forma de lente puede ahora colocarse sobre la cara. Para ello, hay que salirse del modo Edición, cambiarse a la vista frontal y arrastrar el objeto a la posición correcta. Luego, en la vista lateral, se coloca el nuevo componente cerca de la cabeza y se posiciona el cursor sobre ella. Se pulsa [R], [X] para volcarla ligeramente y por último incrustarla aproximadamente una tercera parte dentro de la cabeza (Figura 6). Las pupilas son esferas que pueden añadirse seleccionando Add | Mesh | UVSphere; se escalan y se mueven a la posición correcta. Como siempre cuando se mueve algo en el espacio 3D, hay que comprobarlo en las vistas frontal y lateral para asegurarse que los ojos están colocados en la posición correcta. Seguidamente se van a crear las orejas en la vista lateral. Para ello se mueve el cursor a una posición a la derecha de la cabeza. Se inserta un círculo NURBS (Add | Curve | NURBS Circle) y se escala

Figura 5: Las piernas se crean por extrusión del mismo modo que los brazos. Tras el movimiento de rotación se alisan las secciones 3-6.

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Figura 6: El fondo blanco de los ojos es un objeto denominado NURBS que puede ser manipulado arrastrando los manipuladores externos.

el círculo al tamaño correcto. Luego se pulsa el botón derecho del ratón y se mantiene pulsada la tecla [Shift] para seleccionar los dos manejadores superiores; se pulsa [G] y se arrastran los manejadores ligeramente hacia arriba. La mitad superior del círculo debería aproximarse a la forma de un cuadrado. No hay que arrastrar los manejadores demasiado como para crear una forma de “B” (Figura 7). Habrá que repetir este proceso con los manejadores inferiores y luego salir del modo de Edición. Pulsando la tecla [1] del teclado numérico se cambia a la vista frontal. Con [Alt]+[C] se convierte la curva en un objeto de tipo malla. Con [Tabulador], [A] se habilita el modo de Edición de nuevo y se seleccionan los puntos de la línea. Se pulsa [E] y se selecciona Individual Faces para transformar la línea en un disco plano. Pulsando [A] dos veces se habilitan todos los puntos de la malla. Con Mesh | Edges | Subdivide Smooth se crea una ligera curva en el lado derecho del disco. Se deja el valor de Porcentage a 100 por cien. A continuación hay que salirse del modo de Edición. Se vuelca la oreja ligeramente a la izquierda para coincidir con la forma de la cabeza y se coloca en su lugar. Hay que asegurarse de que está en la posición correcta tanto en la perspectiva frontal como en la lateral. Con [Shift]+[D] se duplica. Se coloca el cursor en el medio de la oreja; se pulsa [Ctrl]+[M] y se selecciona Z Local para voltearla y luego se posiciona en su lugar. La nariz es simplemente un círculo que puede añadirse al dibujo seleccionando Add | Mesh | UVSphere. Es necesario introducir el valor 16 para Segment y Rings en las dos ventanas emergentes que aparecen. Se escala el círculo hasta obtener el tamaño correcto para una nariz (véase la Figura 10) y utilizando las vistas frontal y lateral se posiciona de modo que, aproximadamente la mitad de la misma desaparezca en el interior de la

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cara. Pulsando [A] en el modo de Edición se deselecciona la selección actual. A continuación, en la vista frontal se pulsa el botón derecho del ratón para seleccionar el punto superior del círculo. Se habilita Proportional Editing en el menú Mesh en la parte inferior de la zona de dibujo y se selecciona Sphere en Proportional Falloff. Luego, en la vista lateral, se pulsa [G] y se arrastra el manejador hacia arriba y hacia la izquierda para alargar la esfera. La Edición Proporcional significa que modificando un manejador se ven afectados todos los puntos vecinos. Falloff especifica cómo el efecto deja de afectar conforme se aleja de la fuente. La opción Sphere proporciona una forma redondeada cuando se mueve. Desafortunadamente, la esfera completa se mueve en la dirección del punto que se ha movido y se necesitará reposicionar la nariz. Con esto se completa el modelo 3D del personaje de dibujos animados sin que le falte un mínimo detalle. Hay que pulsar [A] para seleccionar todos los objetos. Se deben resaltar en rosa; de lo contrario, púlsese de nuevo [A]. Luego en la parte inferior de la pantalla, en la zona debajo del título Mesh, hay que establecer ambos campos de texto de Subdiv: línea a 2; se hace clic en el campo y se arrastra el ratón hacia la derecha. Luego se hace clic en SubSurf para indicarle a Blender que suavice las superficies. Los brazos estarán ahora redondeados como en el objeto renderizado final (Figura 10).

Figura 7: La oreja está basada en un círculo NURB; luego se mueven los manejadores, se extruye y se aplica la función “Subdivide Smooth” de Blender.

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Figura 8: Las lámparas virtuales iluminan la escena como si se estuviera en un plató cinematográfico.

Creando una Escena Antes de poder renderizar a nuestro pequeño héroe, hay que establecer la posición de la cámara y las luces, como en la toma de una película real. Pulsando la tecla [7] del teclado numérico se conmuta a la vista superior, lo que proporciona una vista mejor de la escena. Luego, si fuera necesario, se ajusta el factor de zoom hasta que la cámara se vuelva visible abajo a la derecha, y una vez se consiga, se selecciona pulsándola con el botón derecho. A continuación pasamos a la perspectiva de la cámara pulsando la tecla [0] del teclado numérico. El marco central muestra una toma de la escena renderizada. Hay que mover el cursor hacia arriba, a la esquina derecha de este marco y arrastrar el ratón hacia abajo y ligeramente hacia la izquierda. Se pulsa [S] para utilizar el ratón para ajustar la distancia de la cámara. Hay que mover la cámara hacia arriba de modo que el personaje ocupe la mayor parte de la toma. Si ahora se pulsa [G], podrá moverse para situar la figura en el centro de la imagen. Pulsando [R], [Z] es posible rotar la pantalla hasta que el personaje nos mire a los ojos. Es preferible una perspectiva ligeramente descentrada a una toma totalmente directa (véase la Figura 10).

Figura 9: Haciendo clic en el cuadrado de color se abre la paleta de colores.

En este momento debemos iluminar la figura. Para ello, se conmuta a la vista superior. Se selecciona Add | Lamp, como se muestra en la parte izquierda de la Figura 8, para añadir dos focos de tipo Spot y una lámpara de tipo Hemi. Desde la vista frontal hay que asegurarse de que los focos están al mismo nivel que el pecho de la figura, moviéndolos si fuera necesario. Para configurar los focos como se muestra en la Figura 8, hay que escalarlos una vez que hayan sido posicionados, y girarlos de modo que apunten en la dirección correcta. La escena virtual ya está preparada para tomar una fotografía. Se pulsa [F12]. La imagen que Blender renderiza ahora en una ventana nueva debería parecerse a la que aparece en la Figura 10, independientemente de los colores, los cuales se definen en el último paso. Hay que seleccionar una parte del gráfico que se importó de Inkscape (el sombrero, la cabeza y el torso) y pasar al modo de Edición. Se pulsa [B] y se selecciona el sombrero. [P] lo aislará del resto de la figura. Se repite este paso para la cabeza y luego se sale del modo de Edición. A continuación ya pueden seleccionarse el sombrero, la cabeza y el torso como objetos individuales. Primero se selecciona el sombrero. Con [F5] se muestra el modo de sombreado en la parte de abajo de la pantalla de Blender. El área cuadrada bajo Preview muestra las propiedades de las superficies bajo la iluminación estándar. Se puede establecer el color pulsando el cuadrado de color junto al botón Col (Figura 9). Siguiendo estos pasos configuramos los colores de las partes individuales de la figura. Cuando se haya hecho, con la tecla [F12] se ren-

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Figura 10: El acabado: el personaje de dibujos animados con un sombreado y una iluminación realista después del renderizado. La segunda parte de este artículo muestra cómo darle vida a este héroe de ficción.

deriza la figura de nuevo, pero esta vez en colores.

Futuro Con esto se completan las fases de modelado 3D, desde el perfil bidimensional, pasando por la malla 3D, hasta el renderizado de la escena 3D. Un modelo 3D es algo más que un dibujo, ya que permite ser visto desde cualquier ángulo. Si se sitúa sobre una superficie, proyectará una sombra realista. Por último, se puede mover y grabar estos movimientos para crear una película. En el número del mes que viene veremos cómo crear la animación como segunda parte de esta serie de artículos. Para un mejor manejo de Blender puede descargarse su documentación desde [4]. Si se necesita más ayuda y trucos, se aconseja buscar en la enorme comunidad de usuarios de Blender [5] ■ existente en Internet.

RECURSOS [1] Sitio web de Blender: http://blender. org [2] Gráficos vectoriales con Inkscape: http://www.linux-magazine.es/issue/ 09 [3] Descarga de Inkscape: http:// www. inkscape.org/download.php [4] Descarga de la documentación de Blender: http://download.blender.org/ documentation/BlenderManualIen.23. html.tar.gz [5] Comunidad: http://blender.org/cms/ Websites.7.0.html

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