Unidad 2

 

 

INSTITUTO TECNOLOGICO DE ISTMO TEMA: UNIDAD 2: MODELADO EN 3 DIMENSIONES 

MATERIA: DISEÑO EINGENIERIA ASISTIDO POR COMPUTADOR COMPUTADORA A

ESPECIALIDAD: NG. ELECTROMECANICA 

ESTUDIANTE: VICENTE JIMÉNEZ JAVIER RONALDO

GRUPO: 6J 

JUCHITAN DE ZARAGOZA OAX

 

UNIDAD 2: MODELADO EN TRES DIMENSIONES 2.1 MODELADO EN 3D: 3D es En gráficos En  gráficos 3D por computadora, el proceso de desarrollo de una representación matemáticael modelado de cualquier objeto objeto tridimensional  tridimensional (ya sea inanimado o vivo) a través de un  un  software especializado. especializado.   Al producto se le llama modelo 3D. Se puede visualizar como una imagen bidimensional imagen  bidimensional mediante un proceso llamado  llamado renderizado 3D o utilizar en una  una simulación por computadora de fenómenos físicos. El modelo también se puede crear físicamente usando dispositivos de impresión 3D. 3D.   Los modelos pueden ser creados automática o manualmente. El proceso manual de preparar la información geométrica para los gráficos 3D es similar al de las artes las  artes plásticas y la la escultura.  escultura.   El software de modelado 3D  es un tipo de software de  software de gráficos 3D utilizado para producir modelos tridimensionales. Los programas individuales de este tipo son

llamados «Aplicaciones de modelado» o «modeladores». Los modelos 3D representan un objeto tridimensional usando una colección de puntos en el espacio dentro de un espacio 3D, conectados por varias entidades geométricas tales como triángulos, líneas, superficies curvas, etc. Siendo una colección de datos (puntos y otro tipo de información), los modelos 3D pueden ser hechos a mano, a través de algoritmos o bien escaneados. bien  escaneados.   Los modelos 3D son ampliamente usados en gráficos en  gráficos 3D. 3D. De  De hecho, su uso predata se extiende al uso de gráficos 3D en ordenadores. en  ordenadores. Algunos  Algunos videojuegos  videojuegos usan imágenes pre-renderizadas de modelos 3D como sprites como  sprites antes de que los ordenadores pudieran renderizarlas en tiempo real. Hoy en día, los modelos 3D son usados en una amplia variedad de campos. La industria médica usa modelos detallados de órganos; esto puede ser creado con múltiples partes de imágenes 2-D de un MRI o escáner CT. La industria del cine lo usa como personajes y objetos para la animación o la realidad  motion pictures. pictures. La  La industria de los videojuegos  videojuegos video game industry los utiliza como recurso para videojuegos. para  videojuegos. El  El sector científico los u utiliza tiliza como modelos altamente detallados 2 de componentes químicos. químicos.  La industria de la arquitectura los utiliza para demostrar las propuestas de edificios y panoramas a través de Software de Software Architectural Models.  Models.  La comunidad ingeniera lo utiliza para diseños de nuevos artefactos, vehículos y estructuras así como portador de otros usos. En décadas recientes la comunidad de las ciencias las ciencias de la tierra ha empezado a construir modelos geológicos 3D como una práctica estándar. Los modelos 3D también pueden ser la base para los aparatos físicos que son construidos con impresoras con impresoras 3D o CNC machines.  machines.  Hay 3 formas populares de representar un modelo:

 

1. Modelado Poligonal - Son puntos en un espacio 3D, llamados vértices, están conectados para formar un  un polygonal mesh.  La gran mayoría de los modelos 3D hoy en día están construidos como modelos de textura poligonal, porque son flexibles y porque las computadoras pueden renderizarlos muy rápido. Sin embargo, los polígonos son planos y solamente se pueden aproximar a superficies curvas usando varios polígonos. 1. Modelado de curvas -Las superficies están definidas por curvas, las cuales son influenciadas por la ponderación del control de puntos. La curva sigue (pero no necesariamente interpola) los puntos. Incrementar el peso de un punto va a enviar la curva más cercana a ese punto. Los tipos de curva incluyen  nonuniform rational B-spline (NURBS), chavetas, parches incluyen y geometric primitives. primitives.   1. Escultura digital - Aunque todavía es un método bastante nuevo para modelar, la escultura digital en 3D se ha vuelto muy popular en sus pocos años de existencia. existencia.4   Actualmente hay 3 tipos de esculpidos digitales Desplazamiento, el cual es el más usado entre aplicaciones en este momento, 'volumétrico and  Teselacion   Teselacion digital. El "desplazamiento" usa un modelo denso (A veces generado por  Subdivision  Subdivision surfaces un polígono con malla) y locaciones de tiendas para ver la posición de los vértices a través de un mapa de 32bit que almacena las ubicaciones ajustadas. La volumétrica que se basa libremente en Voxel en  Voxel s tiene capacidades similares como el desplazamiento, pero no sufre de polígonos forzados cuando no hay suficientes polígonos en una región para lograr una deformación. Teselación deformación.  Teselación dinámica es similar a Voxel pero divide la superficie usando la triangulación  para mantener una superficie lisa y permitir detalles más finos. Estos métodos permiten una exploración más artística como el modelo tendrá una nueva topología creado más de una vez las formas de los modelos y  posiblemente detalles han sido esculpidos. La nueva malla por lo general tienen la información original de alta resolución de la malla transferidos en datos de desplazamiento o datos de los mapas normales si es para un motor de juego.  

La etapa de modelado consiste en dar forma a los objetos individuales que son utilizados más adelante en la escena. Hay una serie de técnicas de modelado, incluyendo:   constructive solid geometry   implicit surfaces   subdivision surfaces

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El modelado 3D consiste en utilizar software para crear una representación matemática de un objeto o forma tridimensional. El objeto creado se denomina modelo 3D y se utiliza en distintas industrias. Las industrias de cine, televisión, videojuegos, arquitectura, construcción, desarrollo de productos, ciencia y medicina utilizan modelos 3D para visualizar, simular y renderizar diseños gráficos. TIPOS DE GEOMETRÍA COMUNES EN EL MODELADO 3D

Modelado de polígonos Los polígonos son formas con lados rectos, definidos por puntos tridimensionales (vértices) y líneas rectas que los conectan (bordes). Los modeladores que utilizan polígonos recurren, generalmente, a polígonos de tres lados llamados triángulos, o bien a polígonos de cuatro lados llamados cuadriláteros. Las superficies poligonales tienen una gran variedad de aplicaciones y son el tipo de superficie preferido para los efectos de animación en el cine,  el diseño de videojuegos  (Inglés) y el desarrollo web 3D. videojuegos

 

  Modelado NURBS y de curvas Los NURBS, o B-splines racionales no uniformes, están compuestos por curvas y se los define mediante una fórmula matemática. Los NURBS son ideales para modelar superficies suaves con curvas complejas, como una copa o una pelota. Los NURBS se utilizan principalmente en el diseño industrial  industrial  o mecánico mecánico((Inglés).

 

  Modelado de subdivisiones Las superficies de subdivisión poseen características de los tipos de superficie de polígonos y NURBS.  Al igual que las superficies NURBS, las superf superficies icies de subdivisión subd ivisión son capaces de producir formas orgánicas suaves y se les puede dar forma utilizando relativamente pocos vértices de control. De la misma manera que las superficies de polígonos, las superficies de subdivisión le permiten extrudir determinadas áreas y crear detalles en las superficies cuando lo necesita.

 

2.2 ENSAMBLADO EN 3D Desde 2003 ha habido un gran crecimiento en la venta de impresoras 3D. De manera inversa, el coste de las mismas se ha reducido. reducido . 3  Esta tecnología también encuentra uso en campos tales como joyería, calzado,  calzado,  diseño industrial, industrial,   arquitectura, ingeniería y construcción, automoción y sector aeroespacial, industrias médicas, educación, sistemas de información geográfica, ingeniería civil y muchos otros. Un gran número de tecnologías en competencia están disponibles para la impresión 3D;;13 sus principales diferencias se encuentran en la forma en la que las diferentes 3D capas son usadas para crear piezas. Algunos métodos usan fundido o ablandamiento del material para producir las capas, cap as, por ejemplo ejemplo sinterizado  sinterizado de láser selectivo (SLS) yy  modelado por deposición fundida (FDM), mientras que otros depositan materiales líquidos que son curados con diferentes tecnologías. En el caso de manufactura de manufactura de objetos laminados, laminados, delgadas  delgadas capas son cortadas para ser moldeadas y unidas juntas. Cada método tieneelegir sus entre propias ventajas e inconvenientes; ello, algunas compañías ofrecen polvos y polímero como materialpor de fabricación de 14 la pieza según sean las prioridades pr ioridades del cliente cliente..  Generalmente las consideraciones principales son velocidad, coste del prototipo impreso, coste de la impresora 3D, elección y coste de materiales, así como capacidad para elegir el color .15 

Tipo

Tecnologías

Modelado por deposición

Materiales

Termoplásticos (por ejemplo PLA, ejemplo  PLA, ABS)  ABS),, HDPE,  HDPE,  

Extrusión

fundida (FDM)

metales eutécticos, metales  eutécticos, materiales  materiales comestibles

Hilado

Fabricación por haz de electrones (EBF3)

Casi cualquier   aleación aleación

Granulado

Sinterizado directo de metal por láser (DMLS)

Casi cualquier   aleación aleación

 

Laminado

Fusión por haz de electrones (EBM)

 Aleaciones de titanio

Sinterizado selectivo por calor (SHS)

Polvo termoplástico

Sinterizado selectivo por láser (SLS)

Termoplásticos, polvos metálicos, Termoplásticos, polvos polvos cerámicos

Proyección aglutinante (DSPC)

Yeso

Laminado de capas (LOM)

Papel, papel de aluminio, capa de Papel, papel plástico

Estereolitografía (SLA)

fotopolímero

 

Fotoquímicos Fotopolimerización por luz fotopolímero ultravioleta (SGC)  

 

 

 

  3.3 DIBUJO DE PARTES Son gráficos que utilizan una representación tridimensional de datos geométricos (a menudo cartesianos) que se almacenan en el ordenador con el propósito de realizar cálculos y representar imágenes 2D, imágenes  2D, que  que se pueden almacenar para verlas tarde de o mostrarlas tiempo real. Además, el término se puede referir más al proceso creación deen dichos gráficos, o al campo de estudio de técnicas y tecnología relacionadas con los gráficos 3D. Un gráfico 3D difiere de uno bidimensional uno bidimensional principalmente por la forma en que ha sido generado. Este tipo de gráficos se originan mediante un proceso de cálculos matemáticos sobre entidades geométricas tridimensionales producidas en un ordenador, y cuyo propósito es conseguir una proyección visual en dos dimensiones para ser mostrada en una pantalla o impresa en papel. En general, el arte de los gráficos tridimensionales es similar a la escultura la  escultura o la fotografía, la fotografía, mientras  mientras que el arte de los los gráficos  gráficos 2D es análogo a la la pintura.  pintura.   En los programas de gráficos por computadora esta distinción es normalmente difusa: algunas aplicaciones 2D utilizan técnicas 3D para

 

alcanzar ciertos efectos como iluminación, mientras que algunas aplicaciones 3D primarias hacen uso de técnicas 2D. técnicas 2D.