Estrategia general para afrontar el modelado de terrenos en 3D

El modelado de terrenos en 3D es esencial en la visualización arquitectónica. Un terreno bien diseñado proporciona contexto y realismo a cualquier proyecto, vinculando la arquitectura con su entorno natural. Sin embargo, crear un terreno convincente no es tarea fácil; requiere un enfoque estratégico. En esta sección, te ofreceremos una guía paso a paso para construir terrenos desde cero, abordando desde las características más amplias hasta los detalles más finos.

El modelado de terrenos en 3D puede compararse con el proceso de esculpir una escultura. Al igual que un escultor comienza tallando las formas generales y groseras en un bloque de piedra o madera, en el modelado empezamos definiendo la topografía y las características más amplias del terreno. A medida que la figura de la escultura comienza a tomar forma, el escultor trabaja en detalles más finos, al igual que nosotros incorporamos texturas y características de nivel medio. Finalmente, igual que un escultor añade los detalles más finos y sutiles al final del proceso, nosotros finalizamos nuestro terreno con elementos precisos como vegetación y pequeñas imperfecciones. Este enfoque escalonado asegura un paisaje 3D realista y meticulosamente detallado.

No siempre necesitaremos 2 o 3 niveles de detalle; muchos terrenos pueden ser resueltos en la fase inicial, mientras que otros pueden requerir diferentes estrategias para añadir detalle. No tratéis de aplicar siempre las mismas herramientas; lo importante aquí es la idea general. Siempre empezaremos a modelar con polígonos grandes, sin detalle, tratando de definir los cambios más bruscos en la morfología de nuestro terreno, para progresivamente ir añadiendo detalle en función de nuestras vistas o cámaras y sólo cuando sea realmente necesario ya que si empezamos directamente a esculpir el terreno con freeform o similares, va a ser muy dificil controlar el resultado final. No olvidéis que en la mayoría de ocasiones nuestro terreno irá cubierto de vegetación, así que no necesitamos modelar cada detalle del terreno, solo aquellos que realmente tendrán un impacto en el resultado final.

Estrategia para crear terrenos a partir de curvas de nivel  DWG

La utilización de curvas de nivel DWG es una técnica precisa para la creación de terrenos en 3D, especialmente cuando se trabaja con datos topográficos reales. Este método permite representar la topografía de un área de manera detallada, facilitando la construcción de un modelo de terreno que refleje fielmente el paisaje existente. Sin embargo, a menudo la geometria resultante de este tipo de terrenos no es fácilmente editable por lo que se suele hacer necesario un trabajo posterior sobre la malla. A continuación, exploraremos cómo transformar las curvas de nivel en una malla de terreno 3D y varias opciones para editar y simplificar la geometria.

Estrategia para crear terrenos planos, sin cambios de altura

Ahora que hemos planteado la estrategia general para afrontar el modelado de terrenos en ausencia de datos de curvas de nivel o satélite, examinaremos algunos casos prácticos específicos. Por ejemplo, ¿qué hacemos al modelar un terreno prácticamente plano, como el jardín de una casa, una rotonda o la mediana de una carretera? Este es uno de los escenarios más comunes en proyectos de gran escala. En tales proyectos, a menudo se omite la representación de pequeñas variaciones de elevación, ya que suelen ser poco relevantes para las cámaras aéreas o los lentes gran angulares que se utilizarán.

Estos casos son muy comunes en ArchViz. Normalmente, partimos de una spline o, en ocasiones, de las líneas de CAD del proyecto, y a partir de eso, creamos una superficie plana con un polígono compuesto por un número indeterminado de triángulos. Para vistas aéreas, esto puede ser suficiente. Sin embargo, en ocasiones, queremos añadir un toque de aleatoriedad a estos terrenos planos. Para ello, podemos usar herramientas como "noise" o similares. En tales circunstancias, puede ser necesario triangular la geometría o usar herramientas de retopología para obtener mayor densidad poligonal y poder deformarla.

Uso de Vol. Select para condicionar los efectos de aleatoriedad sobre el terreno

A menudo, sobre todo cuando queremos ir rápido y simplemente aplicar un efecto de rugosidad o aleatoriedad sobre un terreno, nos veremos ante la problemática de que las zonas cercanas a nuestro proyecto  se deforman de manera indeseada, invadiendo nuestro modelo. Para evitarlo existen varias estrategias en 3DSMAX, pero una de las más sencillas es definir areas automáticas gracias al uso del modificador Vol. Select. basadas en la geometria de nuestro proyecto.

Estrategia para crear terrenos a partir de mapas de desplazamiento

Los mapas de desplazamiento son una herramienta poderosa para agregar detalles realistas a los terrenos en 3D. Funcionan simulando relieve y textura directamente a nivel de píxel, lo que proporciona una complejidad superficial sin necesidad de recurrir a una geometría densa y pesada. Este enfoque resulta ideal para simular variaciones de terreno como montañas, valles o detalles minuciosos tales como rocas y grietas.

Podemos utilizar los mapas de desplazamiento para generar un terreno completo, ya sea a partir de datos generados por herramientas especializadas como Gaea o World Creator, o bien utilizando datos DEM (Digital Elevation Model). Los DEM son representaciones tridimensionales de la superficie terrestre obtenidas por satélite, disponibles en plataformas como OpenTopography. Aunque estos datos varían en detalle, el estándar más común es de 30 metros por píxel. Mientras que los mapas creados con herramientas como Gaea o World Creator ofrecen terrenos ficticios, diseñados según las necesidades específicas del proyecto.

Además de crear terrenos desde cero, los mapas de desplazamiento también son excelentes para añadir un nivel extra de detalle de alta frecuencia sobre una base de terreno ya modelada superponiendo una capa de textura que refina la apariencia del terreno low poly con elementos más pequeños y complejos, aportando un mayor realismo a la escena.

Para apreciar cómo funcionan los mapas de desplazamiento, es esencial ver más allá del aspecto visual de una imagen y entender la información que representa. En el mundo digital, especialmente en 3D, cada pixel de una imagen lleva asociado un valor numérico. En una escala de grises, estos valores varían desde 0, que corresponde al negro absoluto, hasta 1, que representa el blanco puro.

En imágenes en color, esta información se desglosa en tres canales distintos: Rojo, Verde y Azul (RGB), y cada uno de estos canales posee pixeles con valores de 0 a 1. Por otro lado, en una imagen en blanco y negro, disponemos de un único canal de información.

Estos valores numéricos no son solo colores; pueden interpretarse como datos. En el caso de los mapas de desplazamiento, estos datos numéricos se traducen en alturas. De esta forma, podemos asignar a cada pixel de nuestra imagen una altura específica que modificará la superficie de un modelo 3D. Esto nos permite, por ejemplo, convertir un simple plano en un terreno variado y detallado. Un pixel claro podría elevar un punto en la superficie del modelo, creando un montículo, mientras que un pixel oscuro podría indicar una depresión o valle.

Ahora que comprendemos qué es un mapa de desplazamiento, exploremos su aplicación práctica en la creación de terrenos en 3D. Un uso común es generar montañas ficticias que actúen como telón de fondo en nuestros proyectos. Sin embargo, en la visualización arquitectónica, este método no es el estándar. Comúnmente, los elementos distantes como montañas son tratados como fondo y se integran durante la fase de postproducción mediante fotografías. Esto se debe a que trabajar con imágenes en postproducción ofrece mayor flexibilidad y tiende a producir resultados más realistas que modelar un entorno completo en 3D, lo cual puede complicar innecesariamente el proceso de renderizado.

No obstante, es valioso entender cómo funcionan estos mapas, especialmente en un entorno académico donde el conocimiento del proceso completo es esencial para una formación integral.

Otro posible uso muy común de mapas de desplazamiento en el contexto de la creación de terrenos en 3D es añadir variaciones aleatorias al terreno low poly previamente preparado. Con esto logramos aumentar la sensación de complejidad pero en lugar de recurrir al típico noise lo hacemos con texturas que pueden ser mas complejos e interesantes.

Distribución de elementos sobre el terreno

Después de modelar nuestro terreno base, llegamos a una etapa crucial para infundirle vida y realismo: la adición de plantas, rocas y otros elementos naturales.

Durante esta fase, es vital contar con una referencia visual precisa del ecosistema que queremos emular en 3D. No obstante, recrear la riqueza y complejidad de la naturaleza puede ser una tarea desafiante. Afortunadamente, hay técnicas que pueden simplificar este proceso y, al mismo tiempo, ofrecer resultados visuales atractivos.

Una técnica efectiva consiste en categorizar los elementos basándonos en su tamaño o impacto visual. Pensemos en estas categorías como:

1. Papá Oso: Elementos de mayor escala o prominencia en la escena.
2. Mamá Oso: Elementos de tamaño intermedio que complementan y equilibran la escena.
3. Bebé Oso: Detalles más pequeños que aportan finura y riqueza al conjunto.

Aunque hemos mencionado tres categorías como ejemplo, no es necesario limitarse a ellas. Podrías optar por más, como cinco o incluso más categorías si lo consideras necesario. Sin embargo, en la práctica, se ha encontrado que entre 3 y 5 categorías suele ofrecer una sensación de complejidad y detalle suficientemente rica y equilibrada.

Al usar esta técnica para, por ejemplo, distribuir vegetación o rocas, creamos un ritmo visual que simula la intrincada naturaleza del mundo real. Este equilibrio entre los niveles de detalle refuerza la sensación de un ecosistema realista, permitiéndonos representar la complejidad de la naturaleza de manera más manejable.

Además, es esencial tener en cuenta la superposición de estos elementos al diseñar nuestra escena. La superposición, especialmente cuando se trata de elementos de diferentes categorías, puede generar una sensación palpable de profundidad debido al fenómeno de oclusión. Esto no solo enriquece la percepción tridimensional de la escena sino que también puede guiar la mirada del espectador. La ubicación estratégica de estos elementos en el encuadre puede ayudar a definir una dirección clara o establecer un ritmo visual, conduciendo así la atención del espectador y potenciando la narrativa visual del diseño.