entrega 03
UNIDAD 1 (Continua)
1.4.4 ALGO MAS ACERCA DE VRML, JAVA Y OTROS RECURSOS
La combinacion de recursos como el VRML, HTML, JAVA, Medios Fluyentes
(Streaming Media) y tecnologia de base de datos conduciran a un nuevo
tipo de pagina tridimensional hipermediatica que abrira el camino hacia
la siguiente generacion de la WWW. Estamos conformando el futuro del
desarrollo y manejo de informacion.
De hecho Java se ha constituido ya en una importante componente
integrada de una futura funcionalidad del VRML.
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1.5- Pros y Contras del VRML
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1.5.1- PROS
Los propulsores del VRML alegan que el lenguaje ofrece las siguientes
ventajas:
- Ofrece independencia de plataformas. Tecnologia "abierta". Estandar
ISO.
- Se apoya en un conjunto de recursos gratuitos o de "shareware".
(Visualizadores, constructores, herramientas varias).
- Ofrece facilidad de aprendizaje.
- Incrementa la capacidad de comunicacion interactiva en Red.
- Ofrece rapidez de construccion de mundos sencillos.
- Supone manejo mas compacto de informacion. Y mayor facilidad en la
transferencia de informacion.
- Aporta una ayor facilidad de visualizacion.
- Constituye un escalon hacia el manejo de informacion en 4-D.
- Representa una evolucion de los medios, y esto no tiene marcha atras.
- Muchas limitaciones actuales van desapareciendo con el incremento
progresivo del poder y velocidad de procesamiento de las computadoras
y el incremento en el ancho de banda que se preve en los proximos
años.
- Integracion progresiva de matematica/ciencia/tecnologia/arte/diseño.
- Constituye un recurso importante de apoyo para la publicidad en la
feroz competencia comercial que se apoya en el diseño de paginas WEB.
- Pomueve un acercamiento entre clientes y profesionales en aquellas
areas que dependen de la modelacion tridimensional para la visuali-
zacion de situaciones y productos complejos.
VIRTUAL SOMA
Una de las areas de aplicacion mas interesantes para la incorporacion del
VRML como medio para la representacion y visualizacion de modelos
animados tridimensionales es la arquitectura. El rango de aplicaciones
potenciales se extiende desde edificaciones en pequeña escala hasta
desarrollos a nivel de Diseño Urbano y Urbanismo.
En este sentido, un impresionante argumento a favor de las bondades y la
utilidad del VRML y su capacidad modelistica tridimensional es el
proyecto urbanistico denominado Virtual SOMA. Por ahora el proyecto
contempla la modelizacion 3-D virtual del vecindario ubicado al sur
del Mercado. Pero desde ya se habla de una posible expansion hacia
San Francisco Virtual.
Sobre este ejemplo, de interes especial para arquitectos y urbanistas
comentaremos en el aspecto 8 (Aplicacones del VRML) correspondiente a la
presente unidad.
1.5.2- CONTRAS
Entre las debilidades que se detectan en el desarrollo y uso actual
del VRML se encuentran:
- Esta aun distante de desarrollar el potencial que promete.
- Se encuentra sujeto a la deformacion intencional de estandares
por parte de empresas vendedoras.
- Las nuevas versiones del VRML evidencian creciente complejidad en su
. contenido.
- El incremento de poder y de amplitud de banda requerido para la
visualizacion (browsing) de mundos virtuales es elevado.
- Presenta dificultades de conciliacion con respecto al CAD y sus
objetivos de produccion y en la precision de escala ofrecida actual-
mente por el VRML para armonizar objetos muy pequeños y muy grandes.
- Estariamos mejor refinando y optimizando los medios ya existentes.
- No alcanza aun la calidad de resolucion que ofrece la representacion
de objetos y escenas tridimensionales con herramientas de computacion
grafica mas convencionales.
- La navegacion de espacios tridimensionales no pre-programados en base
a "raton" es dificultosa de dominar con fluidez.
- No es un avance autentico. Obedece a los intereses y beneficios de
los grupos de Silicon Valley.
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1.6- Diferencias entre VRML 1.0 y VRML 2.0
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1.6.0 VISION PANORAMICA
El VRML 2.0 representa un avance en muchos frentes con relacion a la
version VRML 1.0. Esto evidentemente origina un numero de modificaciones
que alejan operativamente la compatibilidad entre las dos versiones :
Surgen nuevos nodos, se eliminan algunos existentes, se modifican otras.
Eso no significa sin embargo que la version inicial del VRML 1.0 pueda
darse necesariamente por descartada. Su facilidad para construir modelos
sencillos, especialmente en el area de arquitectura, sin despliegues
exagerados de animacion (aun cuando con capacidad de desplazar y navegar
el punto de vista del observador lo convierten en una herramienta ideal
para el aprendizaje ideal y entrenamiento en el uso del VRML y como un
escalon conveniente para acceder luego a las mayores complejidades del
VRML 2.0, enfoque que adoptaremos en el presente curso.
Por las razones antedichas, es importante destacar la conveniencia de
disponer de dos tipos de browsers (visualizadores): uno para los modelos
creados en VRML 1.0 y otro para modelos en VRML 2.0. Sobre ello
orientaremos con mas detalle en la proxima unidad.
Presentamos seguidamente un resumen de las principales diferencias entre
las dos versiones.
1.6.1.CUADRO COMPARATIVO
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ASPECTO VRML 1.0 VRML 2.0
(1995) (1996-7)
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--> INTERACCION Con el grupo de objetos Con objetos individuales
Objetos estaticos Objetos dinamicos
--> ANIMACION Primaria Compleja
--> USO DEL JAVA No Si
--> COMPORTAMIENTO No Si
--> SENSORES No Si
--> EXTENSIBILIDAD Muy limitada Admite JAVA
--> SONIDO 3-D No Si
--> ILUMINACION Baja calidad Mejor Calidad
--> COLOR Baja Calidad Mejor Calidad
--> AVATARES No Incorpora concepto
--> LENGUAJE DE GUIONES No No especificados
(SCRIPTS)
1.6.2- CUAL VERSION CONVIENE: VRML 1.0 or 2.0 ?
No debe caer el participante en el presente curso en el error
muy frecuente de pensar que, en la actualidad, la aparicion de la
version VRML 2.0 ha extinguido definitivamente el potencial de uso
de la version 1.0, tanto mas aun si se tiene en cuenta que el VRML 1.0
constituye, por su sencillez y velocidad de uso un excelente instrumento
de aprendizaje y un comodo escalon para acceder al mas complejo y podero-
so VRML 2.0.
Pero entonces: como seleccionar la version adecuada para enfrentar el
desarrollo de un mundo virtual ?
Seguidamente presentamos una util lista de argumentos para respaldar tal
seleccion.
ARGUMENTOS PARA LA SELECCION DEL VRML 1.0 :
--> Algunas intranets y organizaciones de gran tamaño se han ya
estandarizado en torno a un conjunto de herramientas Web (WWW) que
solo incluyen browsers (visualizadores) para la version 1.0
--> Existen en la actualidad mas modeladores geometricos y generadores
de escena para generar mundos 1.0 que para mundos 2.0
--> Casi todos los browsers actuales soportan el VRML 1.0; solo algunas
lo hacen para 2.0; en consecuencia, mas visitantes a su mundo
podran visualizarlo en version 1.o que en 2.0.
--> Si el soporte para la version 1.0 desapareciera en futuros browsers
existen herramientas que permiten la conversion automatica de
mundos 1.0 a mundos 2.0.
--> Los browsers 1.0 son mas "maduros" que los 2.0 y muchos participan-
tes prefieren apoyarse en los modelos 1.0 porque son mas rapidos
y se "estrellan" (crashes) menos que aquellos en VRML 2.0.
ARGUMENTOS PARA LA SELECCION DEL VRML 2.0 :
--> La version 2.0 ha alcanzado el nivel de estandar ISO. Cosa que no
ha ocurrido con la 1.0.
--> Se pueden hacer cosas con la version 2.0 que no se pueden hacer
con la 1.0
--> Muchas personas argumentan que se ha alcanzado ya el punto, tanto
en cantidad como en extensibilidad de los browsers 2.0 en que
muchas aplicaciones esperan que el usuario disponga de uno de
ellos.
--> El soporte de browsers para la version 1.0 puede, eventualmente,
desaparecer. Y se requerira incurri en gastos para convertir los
mundos 1.0 a versiones 2.0
--> Algunos browsers 2.0 deben convertir mundos 1.0 a 2.0 antes de
mostrarlos lo que origina demoras en los tiempos de respuesta.
--> El aprendizaje del VRML 2.0 es mas compacto porque el del 1.0
porque se apoya menos en el empleo de herramientas externas para
complementar sus capacidades.
--> La ILUMINACION y el COLOR son mejores en la 2.0 que en la 1.0
--> Se esta mas a "en la onda" si se trabaja en la version 2.0.
1.6.3- CAMBIOS INTRODUCIDOS POR EL VRML 2.0
DESCRIPCION GENERAL
El VRML-2 introduce mejoras sustanciales con respecto al VRML 1.0 en
cuatro areas : COMPORTAMIENTOS, SENSORES, EXTENSIBILIDAD y SONIDO 3-D.
- Un COMPORTAMIENTO puede ser concebido como un guion (script)
interno a un determinado objeto.
- Un SENSOR "dispara" ciertas respuestas al ser activado mediante
un 'clic' de raton o, automaticamente, en casos de proximidad entre
participante y objetos.
- La EXTENSIBILIDAD es una caracteristica que permite que un mayor
numero de programas en Java puedan ser incorporados en mundos VRML.
- El SONIDO ofrece ahora una capacidad plenamente tridimensional.
Entre los browsers disponibles para la interpretacion del sonido 3-D se
encuentran: el
--> El COSMO PLAYER, un plug-in para el Netscape NAVIGATOR que se
apoya en el REALISTIC SOUND EXPERIENCE (RSX) para el audio 3-D
especializado.
--> El WORLDVIEW de Intervista 2.0 ( para el Netscape Navigator) que
permite la navegacion de mundos a traves de la ventana del browser.
(Y que sera el que emplearemos preferencialmente en el presente
curso).
--> El COMMUNITY PLACE de Sony Corp. que permite el envio de mensajes
de voz a otros usuarios durante sesiones de Chat (conversacion
colectiva). Tambien permite la adopcion de avatares.
CAMBIOS EN NODOS EXISTENTES
Casi todos los nodos originales del VRML 1.0 han sido modificados de una
manera u otra. La mayor parte pueden ahora enviar y recibir eventos
sencillos. Los mas trascendentales cambios, sin embargo, se centran en
los nuevos enfoques empleados para agrupar nodos. En particular, los
SEPARADORES han sido reemplazados por TRANSFORMADORES que incorporan los
campos del hoy desaparecido nodo Transform y el nodo Groups no permite
ahora fallas de estado. Los otros cambios de importancia han tenido lugar
en la estructura de aquellos nodos relacionados con geometria (que ahora
solo aparecen en calidad de campos dentro del nodo Shape.
NODOS ELIMINADOS
Los siguientes tipos de nodo han sido eliminados de VRML97 :
AsciiText: reemplazado con Text.
Info: reemplazado con WorldInfo.
OrthographicCamera: delegado al browser ( esto es, los browsers
browsers pueden ahora proveer, en calidad de
opcion, una vision ortografica de un mundo.
PerspectiveCamera: reemplazada con Viewpoint.
Separator: reemplazado con Transform.
transformation nodes: incorporados dentro de Transform
MatrixTransform
Transform
Translation
Rotation
Scale
NUEVOS TIPOS DE NODOS
Los nuevos tipos de nodos, listados por categorias, son:
Grouping Nodes
Browser Information
Lights and Lighting
Sound
Shapes
Geometry
Appearance
Geometric Sensors
Special Nodes
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1.7- Mundos Virtuales en VRML
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1.7.0- CONSIDERACIONES INICIALES
Dejada atras ya la fase de conceptos elementales sobre el tema de VRML,
comenzaremos a enrumbar el curso hacia temas que progresivamente nos
conduzcan a los aspectos de aplicacion que constituyen su objetivo
central.
Una vez que se supere los sencillos ensayos iniciales requeridos para una
familiarizacion inicial con el VRML tarde o temprano aquellos que deseen
pasar a una etapa de aplicacion deberan aceptar el hecho de que enfren-
taran el reto de construir mundos de mayor tamaño y complejidad. Sera
necesario entonces precisar procedimientos metodologicos, utilizar
ciertas herramientas complementarias, esencialmente modeladores graficos
y de escena y prestar atencion a la experiencia de los que antes han
recorrido el camino.
1.7.1- CREACION DE UN MUNDO VIRTUAL
Existen tres modalidades de construccion de mundos virtuales:
--> 1.Crear y editar, a mano, un fichero texto en VRML.
--> 2.Utilizar un programa de conversion para convertir un fichero 3-D
existente, no-VRML, a VRML.
--> 3.Utilizar un PAQUETE DE AUTORIA para crear modelos y posicionarlos
dentro de un mundo.
Debido a que VRML es aun una nueva tecnologia hay altas posibilidades de
que, aun en el caso de utilizar una herramienta de autoria o convertidor
para crear un mundo virtual, sera necesario introducir manualmente
ligeras modificaciones al listado ASCII del mundo. En consecuencia,
resulta aconsejable que el estudiante se familiarice con los conceptos
basicos y la sintaxis del VRML.
1.7.2- COMPONENTES DE UN MUNDO VIRTUAL
Todo mundo virtual debe poseer necesariamente:
- Una ESCENA dentro de la cual desarrollarse.
- Escala
- Un conjunto de OBJETOS GRAFICOS y sus caracteristicas.
- Forma
- Color
- Textura
- Comportamiento
- Ubicacion
- Unas condiciones AMBIENTALES entre las que figuran:
- Luz
- Sonido
1.7.3- PASOS A CUMPLIR EN LA CONSTRUCCION DE UN MUNDO VIRTUAL
Existen varios caminos. Como ejemplo adoptamos las siguiente secuencia:
0) Concepcion inicial de mundo, sus componentes y comportamiento.
1) Utilizacion de un MODELADOR GEOMETRICO para construir objetos
del mundo.
2) Exportar los OBJETOSs construidos a ficheros VRML 1.0.
3) Recolectar en los repositorios VRML, si fuere requerido, MODELOS
MENORES, que pueden estar en diferentes tipos de formato 3D.
4) Recolectar y/o construir las TEXTURAS que van a utilizarse.
5) Utilizar algunos convertidores (converters) para poder convertir
ficheros de VRML 1.0 a 2.0; ficheros 3DS y DXF a VRML y demas.
6) Agrupar objetos en una ESCENA
- iluminarlos,
- texturarlos
- añadir comportamientos.
- preparar camaras (viewpoint cameras).
7) Ajustar (tweak) la escala de objetos y escena de modo tal que
se reduzca el riesgo de operar con el producto directo del
convertidor que muchas veces adopta un tamaño excesivo y lento
para "cargar" (load) y representar (render).
(Este paso es optativo pero aconsejable para evitar deserciones
de los participantes que acceden al mundo).
8) Probar el resultado y realizar los ajustes necesarios.
9) Hacer accesible el mundo al publico general y publicitarlo a
traves de las "maquinas de busqueda" (search engines).
1.7.4- ALGUNOS COMENTARIOS ADICIONALES
CONSTRUCCION DE ESCENAS
El proceso de construir una escena en base al acceso directo al listado
alfanumerico del mundo es largo y tedioso. Si se trata de mundos con
algun grado de complejidad y extension es preferible recurrir a algun
MODELADOR DE ESCENA de los cuales existen varios en el Repositorio de
VRML en el SDSC (dentro de la lista de modeladores geometricos). Esto es
bastante logico por cuanto a menudo la misma herramienta ejecuta los dos
trabajos. Sin embargo, tenga siempre en cuenta que la herramienta que
resulta mejor para generar objetos no necesariamente es la mjor para or-
denarlos y que una herramienta dotada de pocos recursos para generar
objetos puede ser excelente para ordenarl objetos, luces y puntos de
vista..
INSTANCIACION (Instancing)
Una vez definidos inicialmente, los objetos pueden ser reutilizados en un
mundo VRML. Esta tecnica puede ayudar a mantener un tamaño reducido para
un archivo de mundos. Una vez definido, un objeto puede ser utilizado
muchas veces. A esta tecnica se la denomina INSTANCIACION. Y, aun cuando
existen algunas limitaciones a su aplicacion, su empleo puede hacer la
codificacion VRML mas facil de escribir y de mantener, y sus mundos
virtuales mas faciles de "bajar" (download).
NIVEL DE DETALLE (LOD)
En el mundo real, a medida que uno se aproxima a un objeto, surgen mas y
mas detalles. El nivel de detalle (LOD, level of detail) hace posible
remedar esto en los mundos VRML.
El nodo LOD determina que objetos se haran visibles dentro de un rango
definido de coordenadas en la escena VRML. Esto favorece la aplicacion de
efectos especiales y de simulaciones realisticas.
NODO INLINES
Los ficheros de otros mundos pueden ser incorporados dentro de un mundo
VRML para ayudar a construir una escena. Cuando se los utiliza de ese
modo, dichos ficheros importados reciben el nombre de INLINES. El nodo
WWWInline es utilizado para referirse a un fichero a ser incluido y,
opcionalmente, a mostrar una caja envolvente que le dice al participante
donde se encuentran posicionados los objetos antes de ser representados
(rendered).
COMPRESION DE FICHEROS
Mientras mayor sea el mundo virtual, mas tiempo tomara "bajarlo"). Los
ficheros de mundos virtuales pueden ser comprimidos recurriendo a
utilidades tales como GZIP. Si un browser reconoce el tipo de archivo
comprimido entonces podra proceder a descompactarlo para representar al
mundo virtual.
MODELACION DE OBJETOS
Un modelador geometrico permite construir formas geometricas tridimensio-
nales incluyendo recortado y extrusion y otros recursos para la
generacion de formas (lathed, lofted). Ese modelador permite ademas
colores y texturas, brindando en general la posibilidad de embellecer
objetos.
En la actualidad casi todos los programas de CAD y de modelacion general
permiten exportar resultados hacia VRML y muchos de ellos lo hacen a
VRML 2.0. Tambien pueden conseguirde modeladores especialmente orientados
a VRML. Bajo esas variadas circunstancias, lo mas importante en una
seleccion es que el participante elija un modelador que le resulte
comodo, util y confiable....Y para eso debe ejercitarse y practicar en el
uso de dicha herramienta.
COMPONENTES GRAFICOS- POLIGONOS
Los poligonos constituyen los "atomos" geometricos del mundo virtual.
Las formas que constituyen un mundo virtual estan hechas de poligonos. A
mayor complejidad de forma, mayor sera el numero de poligonos requeridos.
Un cubo, por ejemplo es una forma sencilla que puede ser descrita con
doce poligonos, dado que cada cara esta conformada por dos triangulos. En
contraste, una esfera de apariencia simple requiere para su construccion
de mas de doscientos poligonos triangulares. Y mientras mas objetos se
agreguen a un mundo su cuenta de poligonos crecera. Cada vez que el visi-
tante al mundo cambie su punto de vista el browser (visualizador) debera
redibujar la escena. Mientras mas poligonos se involucren en la
descripcion de un mundo, mayor tiempo tomara redibujarlo. En consecuencia
reducir el numero de poligonos constituye un modo de incrementar la
velocidad de navegacion del browser.
TEXTURAS Y COLORES
El VRML permite que puedan "mapearse" (Mapping) texturas sobre las
superficies de un objeto. Las texturas incorporadas a la construccion de
un mundo virtual pueden incrementar en mucho el tamaño de dicho mundo.
Esto afectara ambas su capacidad para "cargarlo" (download, bajarlo) y
redibujarlo. En consecuencia, si van a emplearse texturas deberia
evitarse el cubrir superficies muy grandes asi como evitar el exceso de
colores.
FUENTES DE ILUMINACION (CAMARAS)
No existe excusa para colocar, en un mundo virtual, al menos una camara
con un punto de vista y una luz. Un mundo sin luces estara a merced de
los faros de los browsers de los visitantes. Y seran pocas las situacio-
nes que no se veran afectadas por esta circunstancia.
PUNTOS DE VISTA
De no existir puntos de vista determinados, el visitante puede, de
pronto, hallarse mirando en la direccion equivocada.
Uno puede casi siempre elegir un mejor punto de vista que aquel aportado
por la opcion de defecto. Si se involucra a la escena, uno puede utilizar
camaras con punto de vista (viewpoint cameras) para lograr que los
visitantes se desplacen de un sitio de interes a otro. No debe abando-
narse a los visitantes por cuanto hay el riesgo de que no vean lo que
queremos que vean.
RECICLANDO RECURSOS EXISTENTES
Existe en la Internet un vasto numero de recursos de modelacion y
tecturado que aguardan su reutilizacion, siempre y cuando a) se otorgue
el debido credito a sus autores, b) se recuerde que estos modelos al
ser insertados en el mundo virtual en desarrollo resultan las mas de las
veces demasiado grandes para ser practicos y hay que redimensionarlos
(tweaking) y c) estos modelos vienen imbuidos por un estilo artistico que
no es el propio y puede ser requerida su compatibilizacion con respecto
al resto de la escena,
La mayor parte de los modelos asi capturados poseen formatos CAD
convencionales, tales como 3DS y DXF que requeriran ser convertidos.
AJUSTANDO LA ESCALA DE LA ESCENA (TWEAKING)
El sacrificio de tamano que deba aceptar una escena se ve recompensado
con mayor rapidez y mejor apariencia en el resultado obtenido.
ALGUNOS CONSEJOS UTILES
- Minimizar el uso de luces.
- Minimizar el uso de texturas.
- Emplear solo superficies convexas.
- Reducir la cantidad de coordenadas utilizadas.
- Reducir el detalle de formas distantes.
- Descomponer en objetos menores los objetos de gran tamaño.
- Re-utilizar nodos.
- Estilizar y simplificar formas en la medida de lo posible.
- Hacer uso de primitivas VRML cuando ello sea posible.
- Minimizar el numero de nodos que se intersectan.
- Incorporar nodos uno a uno y ver como afectan la escena.
- Evitar de que un objeto se ubique en el interior de otro y que, por
tanto se haga invisible.
- Recordar que los mundos pequeños son rapidos y los grandes, lentos.
- Minimizar el tiempo de "bajar" (download) y maximizar la rata de
cuadros, la cual esta en funcion de dos factores: representacion
(rendering) de poligonos y comportamiento de los sensores (solo
activarlos cuando sea necesario).
- NO usar modeladores para extruir objetos. Utilizar el nodo Extrusion.
- Cuando se trata de una edificacion, comienzar siempre cargando la
parte interna (que es mas rapida) y mientras el visitante explora el
interior proceder a cargar los exteriores (que son mas lentos).
...sigue
Siguiente entrega.
Indice del CURSO VRML.
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