Vertex, edges, faces y más. Lo básico del 3D

Vertex, edges y faces son los elementos básicos de la geometría en el 3D. Conocer esto te ayudará a asentar los conocimientos básicos del 3D que, además, es común en todos los programas que uses: Blender, Maya, C4D, 3ds max, y cualquier otro que se te ocurra.

vertex edges faces esferas 1
Vertex, face y edge seleccionados en naranja.

Nomenclatura en inglés

Ves que, incluso en el título, uso la nomenclatura en inglés. Y esto es porque así es como lo vas a encontrar en todos los paquetes de 3D. Un consejo importante que te doy ahora que estás empezando con el 3D, es que te acostumbres a usar el inglés como idioma principal para el trabajo. Esto te dará muchas ventajas adicionales, además de poder comunicarte con más personas, como el acceso a muchísima más información y conocimiento que principalmente se encuentra en la lengua de Shakespeare. Aunque durante el artículo las verás escritas en castellano, pero quédate y memoriza la nomenclatura en inglés.

Estamos hablando de modelado poligonal

Estos componentes son los que vas a usar cuando te encuentres modelando. Por eso es importante que, si eres nuevo, te familiarices con ellos. Hay muchos tipos de modelado y en este caso nos estamos refiriendo al modelado poligonal.

¿Qué es un polígono?

Empecemos con el concepto que da nombre al modelado poligonal: el polígono. Un polígono, en un programa de 3D, es la combinación de vértices, aristas y caras. El elemento más pequeño que se puede mostrar en 3D es un triángulo, que en inglés encontrarás escrito como triangle. Es decir que no podremos mostrar un triángulo si no tenemos como mínimo 3 vértices, 3 aristas y una cara.

Un triángulo en 3D. Uno básico y uno doble para crear un quad.
Un triángulo en 3D. Uno básico y uno doble para crear un quad.

Vertex

Veamos que es cada elemento. Como he dicho, son los elementos básicos de cualquier geometría. Y el Vertex (vértice) es el más elemental de todos. Es un punto en el espacio 3D, pero que por si solo no representa nada más que eso, una posición. Un vertex necesita de la ayuda de, como mínimo, dos más para construir algo y pueda representar el mínimo representable en una escena 3D, que es un triángulo, como has visto más arriba.

En la siguiente imagen puedes ver los vértices representados por un punto negro.

Los vértices dentro de un polígono 3D
Los vértices dentro de un polígono 3D

Estos vértices (vertex) te permiten unir las aristas y además posicionarlo en el espacio 3D. Cada vértice almacena las coordenadas en el espacio 3D.

Edges

Y ya que hemos comentado a las aristas, en inglés edges, vamos a explicar qué son. Las aristas unen 2 puntos, es decir 2 vértices (vertex).

edges
Los edges dentro de un polígono 3D

Cuando hemos unido tres aristas a 3 vértices conseguimos una cara (face).

Face

Las caras son los elementos que nos permiten ver el polígono en el visor 3D o en el render. Como mínimo, ya te habrás imaginado, necesitan 3 vértices y 3 aristas para poder representarse. Pero para que se puedan mostrar correctamente, las caras disponen de otro elemento llamado normales (normals).

Normales

Las normales son un vector, una línea perpendicular a la cara, que indican una dirección. Esta dirección es útil para el software de 3D para saber qué caras se deben sombrear o verse en el visor o render final. Todos los programas de 3D tienen una opción que nos permite manipular la dirección de estas normales, así como visualizar en el visor la dirección de las mismas. No son representables en el 3D final pues son solo una representación de la dirección de la cara. Estas normales deben estar apuntando a la cámara activa en ese momento, ya sea la cámara usada para el render o la cámara usada como visor 3D.

Las líneas en azul claro representan las normales de una cara
Las líneas en azul claro representan las normales de una cara

Quads

Los quads es un polígono con 4 aristas y 4 vértices. Aunque visualmente nos parezca que tiene solo una cara, el software de 3D, internamente lo tiene calculado como 2 triángulos. Eso lo puedes ver en la imagen anterior.

Aunque la unidad básica del polígono es el triángulo, a la hora de modelar es mucho más efectivo usar este tipo de polígono de 4 aristas, el quad.

Un quad con sus 4 vértices y 4 aristas. Ideal para el modelado poligonal
Un quad con sus 4 vértices y 4 aristas. Ideal para el modelado poligonal

Ngon

El ngon es otra combinación de polígono básico que contiene más de 4 vértices y 4 aristas. Topológicamente hablando es lo mismo que los anteriores. No es muy recomendable usar este tipo de polígono pues a la hora de manipular esa geometría o deformarla en animación, suele dar problemas de sombreado.

Como consejo, si no podemos evitar que una zona determinada de nuestra geometría contenga ngons o triángulos debemos procurar que sean en zonas poco visibles o no deformables. Un ejemplo sería en la parte trasera de la cabeza.

Topología

La topología es otro concepto con el que debes familiarizarte pues es básico entenderlo si vas a modelar. La topología es, por explicarlo de forma sencilla, la distribución de los componentes del polígono de tal manera que formen algo reconocible: una cara, un coche, una casa, etc.

Es importante tener un buen conocimiento de la topología para que nuestros modelos sean fáciles de editar o a la hora de aplicarles un mapeado UV (otro concepto para otra entrada) para texturas o que se deforme correctamente en una animación. Por eso es importante que la topología de tu modelo contenga, en la medida de lo posible, quads. Estas imágenes te muestran diferentes topologías que forman diferentes escenas, y todas tienen los mismos elementos: vértices, aristas y caras.

Subdivision Surface

Otro concepto que necesitas conocer es el Subdivision Surface (subdivisión de superficie). Esta es una metodología que te permite, mediante un modificador con parámetros, subdividir una geometría respetando la topología original. Lo hace subdividiendo las caras según los incrementos que decidamos. Te permite mostrar el visor 3D una subdivisión ligera, con pocos polígonos, pero con muchos más a la hora de renderizar. La gran ventaja es que al tener pocos polígonos en su primer nivel de subdivisión, todavía es posible editar con esos pocos polígonos. Mucho más fácil de manipular.

Centro geométrico

Para que podamos manipular la geometría, todos tienen un centro. Es un punto, una coordenada dentro de la geometría que te servirá para poder transformar el objeto. Cuando digo transformar me refiero a: rotar, mover y escalar. De esta forma es posible controlar la orientación de las caras. Por defecto suele estar en el centro de la geometría, pero es un elemento que también podemos manipular, con las opciones de tu software favorito de 3D, y moverlo a otro lugar. De esta forma podremos decidir donde «pivota» el objeto.

centro geometrico

Espero que te haya gustado este contenido, que creo que puede ser de utilidad si eres nuevo en el 3D. Así tendremos unas bases de conocimiento básico más sólidas.

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