The Flowering of Edo

Escuela

Politécnica

Superior

The Flowering of EdoGrado en Ingeniería Multimedia

Trabajo Fin de Grado

Autor:María Sánchez TeniasTutor/es:Mireia Luisa Sempere Tortosa

Septiembre 2021

The Flowering of Edo

Entorno 3D en Unreal Engine 4

AutorMaría Sánchez Tenias

Tutor/esMireia Luisa Sempere Tortosa

Ciencia de la Computación e Inteligencia Artificial

Grado en Ingeniería Multimedia

Escuela

Politécnica

Superior

ALICANTE, Septiembre 2021

ResumenHoy en día, la realidad virtual y los entornos inmersivos, en general, la industria 3D ha

despegado en múltiples direcciones. El arte 3D ya no solo se emplea en el trabajo de produc-ción para un cliente, sino que ahora se utiliza simplemente por placer. Para mí, esta es una delas partes más importantes de ésta industria. Disfrutar de lo que uno hace es un ingredientevital en una carrera satisfactoria. Como aspirante a artista conceptual, me apasiona el hechode poder llevar a la vida aquello que imagino. De poder convertir mis pensamientos 2D enalgo más que una simple imagen atrapada en el tiempo. Y por ello no quería quedarme atrás.Continuamente siento la necesidad de expandir mis conocimientos en esta industria en lacual sé que puedo complacerme de aquello en lo que estoy trabajando, además de ser unamanera de demostrarme a mí misma que puedo hacer grandes cosas. Vi este momento comouna fantástica oportunidad para trabajar en todas las habilidades que quiero mejorar y quehe aprendido a lo largo del curso, pero también para aprender nuevas disciplinas y progra-mas que me ayuden a expandirme en el ámbito profesional. Y así es como surgió este proyecto.

The flowering of Edo pretende ser una manera de mostrar que podemos llegar a cono-cer aquellos lugares que ya no están, pero un día estuvieron. Un entorno 3D desarrolladoempleando las herramientas más versátiles y utilizadas actualmente en la industria. UnrealEngine 4 nos facilita la creación de entornos inmersivos y realistas, siendo el más utilizadoactualmente. Substance painter y Photoshop han sido dos de los programas escogidos parala creación de texturas y el bocetado del entorno. Y por último, para el modelado 3D seutilizará Blender, siendo este un software bastante funcional en estos casos. Decidí apostarpor una ambientación diferente, que cumpliera los objetivos claros, por ello me decanté porun entorno de lo más cultural, el Japón feudal.

En definitiva, me propuse aprender a trabajar con tecnologías que me aportasen ciertosvalores para la industria, además de poder mostrar los aspectos de la cultura oriental quetanto desconocemos. La principal intención es la de conseguir que el usuario se sienta inmersoen el mundo virtual, y no hay mejor producto que un entorno de realidad virtual modeladoen 3D.

AgradecimientosAntes de nada, quiero agradecer a todas las personas que me han apoyado y han compartido

conmigo toda esta etapa en la Universidad. Este trabajo no habría sido posible sin el cariñoque he recibido de todos ellos. Han sido un punto de apoyo muy fuerte y mis principalesfuentes de inspiración.

Gracias a los amigos que hice durante todos estos años de universidad, y que traje conmigo.Por aguantarme en las buenas y en las malas. Especialmente a Moisés, por estar a mi ladosiempre.

A TAKO·KO por hacerme crecer. Espero que sigamos juntos muchos muchos años.A mi familia, por ayudarme y aconsejarme. Sin ellos no podría haber llegado hasta aquí.Quiero agradecer también a Blank: Andrea, Raul, Ari, Tori, Claudia y sobretodo a mi

hermana Belén. Aunque no sean compañeros de la carrera, me han ayudado muchísimo aolvidar todos los momentos difíciles y han sido un punto de apoyo muy importante durantetodos estos años.

A Lucas, por siempre creer en mi. Y escucharme. Y enseñarme.Y por último gracias a Franco y Roxxy por entenderme y por esos pocos pero especiales

momentos que hemos vivido juntos. Espero que podamos vernos pronto.A todos vosotros, gracias por ayudarme a ser mejor persona y a creer en mi misma. Gracias

por hacerme ser quien soy.

A toda la gente que está ahí siempre, que me apoya, que sabe que voy a ser capaz.Gracias y mil veces gracias.

ix

Those who can imagine anything,can create the impossible.

Alan Mathison Turing.

What is lost in life we find in art

Claude Monet.

xi

Índice general

1. Introducción 1

2. Estado del arte 32.1. El 3D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

2.1.1. Representación de datos 3D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32.1.1.1. Low Poly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.1.1.2. High poly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.1.1.3. Técnicas de optimizado de polígonos . . . . . . . . . . . . . . 6

2.1.1.3.1. Retopología . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.1.1.3.2. Normal Mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.1.1.3.3. Bump Mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.2. Texturizado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92.2.1. Mapas de textura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.3. La realidad virtual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142.3.1. Historia de la realidad virtual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.4. Referentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

3. Objetivos 23

4. Metodología y planificación 254.1. Fases del proyecto o Pipeline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

4.1.1. Preproducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254.1.2. Producción y postproducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

4.2. Gestión del proyecto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274.2.1. Notion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274.2.2. Clockify . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

4.3. Herramientas utilizadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294.3.1. Unreal Engine 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304.3.2. Blender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314.3.3. Substance Painter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324.3.4. Adobe Photoshop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334.3.5. Mixamo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344.3.6. Freesound . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

5. Desarrollo del proyecto 375.1. Diseño del entorno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

5.1.1. Ambientación e información cultural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375.1.2. Búsqueda de referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385.1.3. Diseño de concepto o Concept Art . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

xiii

xiv Índice general

5.2. Blockout de diseño de nivel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435.2.1. Creación del terreno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

5.3. Creación de elementos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465.3.1. Vegetación y agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 475.3.2. Templo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 495.3.3. Torii . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 505.3.4. Lámparas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 505.3.5. Casa del té . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525.3.6. Interiores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 535.3.7. Puente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 545.3.8. Elementos extra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

5.4. Texturas y materiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 555.4.1. Aplicación de texturas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

5.5. Implementación en Unreal Engine 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 585.5.1. Cámara . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 595.5.2. Personaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 615.5.3. Importación de modelos 3D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 635.5.4. Integración de texturas y materiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

5.6. Iluminación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 675.7. VFX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 705.8. Implementación del sonido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

6. Conclusiones 736.1. Alcance de objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 736.2. Problemas encontrados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

6.2.1. Futuras mejoras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 746.3. Opinión personal y conclusión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

Bibliografía 75

Lista de Acrónimos y Abreviaturas 79

A. Anexo: Resultado final 81

Índice de figuras

2.1. Esfera modelada en Blender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42.2. Técnicas Hard Poly y Low Poly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42.3. Personaje modelado con la técnica low poly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.4. Técnica de escultura 3D. Imagen y modelado de Hong Chan Lim . . . . . . . 62.5. Retopología de un rostro. Imagen de Nazar Noschenko. . . . . . . . . . . . . . 72.6. Modelo de mapeado de normales. Imagen de Eric Chadwick. . . . . . . . . . . 72.7. Fotografía aérea de un terreno sin mapa de relieve (izquierda) y con mapa

(derecha). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.8. Coordenadas UV de un modelo en Blender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92.9. Ejemplos de materiales PBR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102.10. Diferencia entre mapa difuso (izquierda) y mapa de albedo (derecha) . . . . . 112.11. Mapa de transparencia. Imagen de Eric Chadwick. . . . . . . . . . . . . . . . 122.12. Ejemplo de mapa de color, mapa de normales, y mapa especular. . . . . . . . 122.13. Modelo sin AO (izquierda) junto a modelo con AO (derecha) . . . . . . . . . 132.14. Obras de Zhang Zeduan durante el movimiento artístico Panoramic Painting 152.15. Estereoscopio de Wheatstone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152.16. 1965 - Ivan Sutherland - Sword of Damacles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162.17. Primeras tecnologías de realidad virtual creadas a partir del HMD . . . . . . 182.18. Captura de pantalla del videojuego Sekiro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192.19. Captura de pantalla del videojuego Genshin Impact . . . . . . . . . . . . . . 202.20. Captura de pantalla del videojuego Genshin Impact . . . . . . . . . . . . . . 202.21. Captura de pantalla del videojuego The Witcher 3: Wild hunt . . . . . . . . . 212.22. Captura de pantalla del videojuego The Witcher 3: Wild hunt . . . . . . . . . 21

4.1. Interfaz de Notion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274.2. Interfaz de Clockify . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284.3. Interfaz de PureRef. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294.4. Interfaz de Unreal Engine 4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304.5. Interfaz de Blender. Proceso de modelado de un objeto. . . . . . . . . . . . . 314.6. Interfaz de Substance Painter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324.7. Interfaz de Adobe Photoshop. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334.8. Interfaz de Mixamo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344.9. Interfaz de Freesound.org . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

5.1. Referencias de los edificios y objetos en PureRef. . . . . . . . . . . . . . . . . 385.2. Referencias de la ambientación e iluminación en PureRef. . . . . . . . . . . . 385.3. Bocetos de elementos de la cultura japonesa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395.4. Bocetos de escena. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405.5. Escena final a partir de boceto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

xv

xvi Índice de figuras

5.6. Bocetos previos del templo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415.7. Boceto final del templo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415.8. Boceto coloreado del Torii. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425.9. Resultado final del Torii. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425.10. Activación del plugin Landmass. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435.11. Creación de una montaña mediante el plugin Landmass. . . . . . . . . . . . . 445.12. Creación del terreno. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445.13. Nodos de los materiales del terreno. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455.14. Blocking de la escena en Unreal Engine 4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455.15. Elementos modelados y texturizados para el proyecto . . . . . . . . . . . . . . 465.16. Proceso de modelado del árbol. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 475.17. Importación a Unreal y texturas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 475.18. Proceso de modelado del árbol. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485.19. Proceso de modelado del techo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 495.20. Templo final. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 495.21. Imágenes del Torii. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 505.22. Imágenes del modelado de la lámpara de papel. . . . . . . . . . . . . . . . . . 515.23. Tōrō de piedra y madera. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 515.24. Casa del té o Chashitsu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525.25. Interior de la casa del té. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 535.26. Cuadros del interior del templo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 535.27. Modelado del puente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 545.28. Mapeado UV y checker texture. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 555.29. Visualización del texturizado de modelos 3D. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 565.30. Nodos de textura en Blender. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 575.31. Inicio del jugador y actor cámara. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 595.32. Configuración de cámaras en tercera y primera persona. . . . . . . . . . . . . 605.33. Blueprints de cambio de cámara con la tecla ”V”. . . . . . . . . . . . . . . . . 605.34. BendSpace de la animación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 615.35. Estados de la animación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 625.36. Diferencia de colisiones simples (arriba) y colisiones complejas (abajo) . . . . 635.37. Seleccionar movability del objeto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 645.38. Ejemplo de mapas del material . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 655.39. Aplicación de las operaciones de textura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 665.40. Paleta de colores para el proyecto. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 675.41. Iluminación del cielo nocturno. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 685.42. Posicionado de las luces. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 685.43. Iluminación del agua. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 695.44. Escena sin niebla (arriba) y escena con niebla (abajo). . . . . . . . . . . . . . 705.45. Implementación de sonido de pisadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

A.1. Render 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81A.2. Render 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82A.3. Render 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82A.4. Render 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

Índice de figuras xvii

A.5. Render 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83A.6. Render 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84A.7. Render 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84A.8. Render 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85A.9. Render 9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85A.10.Render 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86A.11.Render 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86A.12.Render 12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87A.13.Render 13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87A.14.Render 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88A.15.Render 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88A.16.Render 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89A.17.Render 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89A.18.Render 18 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90A.19.Render 19 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90A.20.Render 20 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

1. Introducción

El auge de la tecnología es un hecho, la forma en la que las personas nos relacionamos,la percepción que tenemos de nosotros mismos y de nuestro entorno ha evolucionado. Nues-tros horizontes se han expandido más allá de las fronteras de lo que nos creíamos capaces,dándonos la oportunidad de experimentar una realidad diferente, basada en nuestros deseospersonales y necesidades.

La industria audiovisual de la realidad virtual y del videojuego, es una industria al alza.El término virtual se ha convertido en un elemento central de esta era denominada ”La so-ciedad de la información”.

Hoy en día conocemos la realidad virtual bien de cerca, empieza a entrar en nuestras vidasde manera completamente natural, y lo hace sobretodo en los más jóvenes, a través de losvideojuegos. Éstos siempre han sido considerados un medio de entretenimiento para la socie-dad, pero también pueden llegar a ser una gran herramienta de aprendizaje, conocimientocultural y medio de expansión artística, entre otros.

Mezclar la realidad virtual con la realidad que actualmente conocemos puede parecer algoconfuso, pero como bien dijo Tetsuya Kakuta: ”Las tecnologías de hoy en día permiten alas personas ver lo que no hay. Es casi como un viaje en el tiempo”. Así que, ¿por qué noaprovechar al máximo lo que nos traen las nuevas tecnologías?

Por ello decidí embarcarme en el desarrollo de un proyecto el cual utilizaría la herramientaUnreal Engine 4 o UE4 como motor gráfico para desarrollar un entorno virtual 3D quenos permita visitar lugares que no podemos alcanzar a simple vista. ”Casi como un viaje enel tiempo”.

El arte 3D ya no solo se utiliza en el trabajo de producción para un cliente, si no quepermite ser utilizado por placer. Esta es una de las partes más importantes de esta industria.Disfrutar de lo que uno hace es un ingrediente vital en esta carrera.

En cuanto a UE4, además de ser el motor gráfico más versátil, nos permite crear un en-torno más realista e inmersivo para los usuarios de la manera más eficiente, por ello fue elmotor escogido para realizar este proyecto, además de ser para mi una herramienta nueva lacual me gustaría aprender a utilizar.

Escoger la temática del entorno fue algo complicado al principio. Siempre me han gustadola diversidad cultural y su historia, así como la diferente arquitectura de varios lugares comoFrancia o Escocia, pero finalmente se escogió una temática del Japón feudal, concretamente

1

2 Introducción

la era Edo, debido a que considero que su cultura y arquitectura es muy diferente a la nuestray me gustaría mostrar algo más de ella.

Me considero una persona artística y muy creativa, y es por ello que este proyecto priorizaen lo visual. Aunque en algunos casos se olvide, ningún proyecto puede llevarse a cabo sin unbuen concept art, o como bien se dice, un buen diseño de concepto o boceto. Cabe tambiéndestacar que debido a la limitación de recursos, este entorno será algo más diferente a los quebien podemos observar en algunos videojuegos AAA1.

Para concluir esta introducción, este proyecto fue realizado con el objetivo de poder llegara un nivel considerable de aprendizaje en 3D y realidad virtual, además de aprenderUnreal Engine 4, el cual es el mejor motor gráfico de su industria. Además de todo ello,también considero importante y necesario el hecho de poder diseñar un entorno inmersivoque sea agradable para el usuario y le transporte a otros lugares, pudiendo en un futuro serutilizado en otros campos culturales, ya sean visitas interactivas virtuales en casas de culturao museos.

1Videojuegos producidos en una empresa de renombre y con un desarrollo de alto presupuesto

2. Estado del arte

El concepto de 3D no es algo nuevo. Pero actualmente, está adentrándose rápidamente ennuestras vidas. Las técnicas de modelado 3D y gráficos por computador se han ido desa-rrollando durante varias décadas. Debido a la era de las tecnologías de la información digital,las técnicas de modelado 3D impulsan el crecimiento y se vuelven de vital importancia enestos últimos años.

El desarrollo de modelos de realidad virtual se puede dividir en varios procedimientoscruciales. Los modelos 3D se desarrollan para crear escenas que son utilizadas en los pro-gramas de realidad virtual. Podríamos resumir en que el desarrollo de entornos virtuales sedivide en tres pasos principales; incluyendo el modelado, la pintura de texturas y compo-sición y creación de ese entorno virtual.

2.1. El 3DDe entre todas las representaciones digitales que existen para objetos físicos, se puede decir

que el 3D es la codificación más expresiva. Las representaciones en 3D permiten el almacena-miento y la manipulación de información de alto nivel, como por ejemplo semántica, función,posibilidades... así como las de bajo nivel, por ejemplo apariencia, o materiales sobre el objeto.

El término modelado 3D se refiere al proceso de la creación de una representación tridi-mensional de un objeto basado en coordenadas matemáticas utilizando un software especia-lizado, mediante manipulación de bordes, vértices y polígonos.

Por tanto, cuánto podemos comprender y transformar el mundo 3D estará determinado,en gran medida, por el rendimiento de los algoritmos que crean y analizan los datos 3D.

2.1.1. Representación de datos 3D

Los modelos 3D están formados por triángulos, todos ellos completamente planos. Es decir,si observamos en cada una de las tres esquinas de un triángulo, las tres estarían en el mismoplano. Pero, ¿por qué el uso de los triángulos como base?

Hay una razón principal, ya que la mayoría de los programas 3D utilizan mallas de triángu-los para expresar una superficie, y esto se debe a que un triángulo es siempre, por definición,perfectamente plano y sin ambigüedades. No hay auto intersecciones ni formas cóncavas ocurvas. (Información de Rodrigálvarez y Morán (2008))

3

4 Estado del arte

Figura 2.1: Esfera modelada en Blender

Cuando se modela un objeto en 3D debemos de tener en cuenta el medio en el que se vaa visualizar, ya que en cada situación se cuenta con una serie de limitaciones que vienendadas por el hardware o el software del que se disponga, además del tipo de entorno el cual sevaya a desarrollar (si tiene más elementos a parte del espacio, computación compleja detrás...).

El renderizado en tiempo real es posible gracias a una serie de métodos que permitenoptimizar al máximo la cantidad de elementos que se muestran por pantalla. Uno de losmétodos más populares consiste en utilizar la mínima cantidad de triángulos posibles porobjeto y suplir esta falta de detalles utilizando otras técnicas, como pueden ser los mapasde normales.

Figura 2.2: Técnicas Hard Poly y Low Poly

2.1. El 3D 5

2.1.1.1. Low Poly

Como su nombre indica, el modelaje low poly consiste en la creación de modelos 3D debaja resolución utilizando el menor número de polígonos posible. Cuantos más triángulos hayen una malla, más detallado es el objeto, pero su visualización es más intensiva desde el puntode vista computacional. Para disminuir los tiempos de renderizado se debe reducir el númerode triángulos en la escena, mediante el uso del low poly. ( Información de Denham (s.f.) )

Figura 2.3: Personaje modelado con la técnica low poly

Para compensar la disminución de polígonos y hacer que un objeto low poly parezca conte-ner más detalles de los que realmente contiene, se han diseñado algunas técnicas de gráficospor computador, como el normal mapping y el bump mapping que veremos en la sección2.1.1.3.2.

2.1.1.2. High poly

A diferencia del low poly, el high poly es el modelado de alto poligonaje, aquellos que tienenun alto número de polígonos y son de alta resolución. Éstos son utilizados mayoritariamente enlas películas, ya que éstas no requieren de renderizado en tiempo real como en los videojuegos.

Una de las técnicas más importantes en las que se utiliza el high poly es en la escultura3D. Esta técnica es una de las más similares a la escultura en la vida real, y se utiliza parala creación de modelos orgánicos, como personajes o animales.

Aunque sea una técnica utilizada en las películas y no requiera de renderizado en tiempo

6 Estado del arte

Figura 2.4: Técnica de escultura 3D. Imagen y modelado de Hong Chan Lim

real, a veces es necesaria para el modelado de elementos orgánicos, como hemos mencionadoanteriormente.

2.1.1.3. Técnicas de optimizado de polígonos

Para compensar el alto coste computacional, a menudo es conveniente realizar una re-topología en la malla con el fin de reducir el número de polígonos. Posteriormente tambiénse puede hacer uso de mapas de normales para así hacer que la pérdida de detalle no seatan notable, como veremos a continuación.

2.1.1.3.1. Retopología

La retopología tiene como objetivo transformar un modelo high poly en uno low poly, esdecir, disminuir directamente el número de polígonos del modelo 3D sin necesidad de mapasde normales o de relieve. Normalmente se utiliza la retopología en el ámbito de la animación,ya que la malla se va a deformar de alguna manera. (Información de Rossoni y cols. (2019))

La retopología permite a los artistas crear modelos orgánicos de alta resolución desde elprincipio. El uso principal es obtener una malla que se pueda utilizar para la animación, yaque esculpir da como resultado modelos de alta resolución con un gran número de polígonos.A través de esta técnica recuperamos una superficie 3D más eficiente y mejor para animar.

https://www.artstation.com/artwork/XEdDn

2.1. El 3D 7

Figura 2.5: Retopología de un rostro. Imagen de Nazar Noschenko.

2.1.1.3.2. Normal Mapping

Como ya hemos mencionado anteriormente, todas nuestras escenas están llenas de mallas,cada una de las cuales consta de cientos de triángulos. Aumentamos el realismo envolviendoestas mallas en texturas 2D, ocultando el hecho de que estos polígonos son simplementetriángulos planos. (Información de OpenGL (s.f.))

El normal mapping se utiliza comúnmente para falsificar detalles de alta resolución enmodelos de baja resolución. Cada píxel del mapa almacena la pendiente de la superficie dela malla original en ese punto. Esto crea una ilusión de una superficie más detallada o mejorcurvatura. Sin embargo, la silueta del modelo no cambia.

Figura 2.6: Modelo de mapeado de normales. Imagen de Eric Chadwick.

Mediante el uso de normales, podemos engañar a la iluminación para que crea que la su-perficie se compone de pequeños planos diminutos dándole un enorme aumento en el detalle.Éstos utilizan información RGB que se corresponde directamente con los ejes X, Y y Z en elespacio 3D. Esta información de color nos muestra la dirección exacta en la que se encuentran

http://ericchadwick.com/

8 Estado del arte

orientadas las normales de la superficie para cada uno de los polígonos, indicando cómo sedebe sombrear el polígono.

Debido a que únicamente se cambian los vectores de normales por fragmento, no es necesariocambiar la ecuación de iluminación, y por ello su costo es relativamente bajo y mucho másóptimo en ámbitos en los que son necesarios modelos de bajo coste, como por ejemplo en losvideojuegos.

2.1.1.3.3. Bump Mapping

A diferencia del normal mapping, el bump mapping o ”mapa de relieve” crea la ilusiónde profundidad utilizando texturas creadas artificialmente en el objeto mediante el uso deescala de grises y trucos de iluminación simples. Normalmente los bump maps son imágenesen escala de grises limitadas a 8 bits de información de color, es decir 256 colores diferentesde negro, blanco y gris. Cuando el software lee estos bits, básicamente está leyendo dos cosas:arriba o abajo. (Información de Hast (2008))

Figura 2.7: Fotografía aérea de un terreno sin mapa de relieve (izquierda) y con mapa (derecha).

Cuando los valores están cerca del 50% de gris, significa que hay poco detalle en la super-ficie. Sin embargo, cuando éstos se vuelven más oscuros y más cercanos al negro, se entiendeque estos están empujando a la superficie hacia abajo. Pasa lo contrario con los valores cer-canos al blanco.

Estas dos últimas técnicas de optimización de detalle pertenecen de primera mano al pro-ceso de texturizado de los modelos 3D, que principalmente es lo que va a proporcionar unacabado profesional y dar color a nuestros objetos.

2.2. Texturizado 9

2.2. TexturizadoYa hemos visto que los modelos 3D consisten en mallas hechas a partir de miles de vérti-

ces y triángulos completamente planos, además de cómo poder optimizarlos. Pero como yasabemos, estos modelos que creamos suelen tener un color gris plano predeterminado en elmomento de su desarrollo. Para poder darles consistencia y color, los artistas de texturasse encargan de aplicar a estos modelos atributos de color y superficie con imágenes 2D. Estasimágenes 2D son lo que comúnmente llamamos mapas de texturas.

Figura 2.8: Coordenadas UV de un modelo en Blender

El primer paso para poder crear la imagen 2D que le dará color a nuestro modelo, consisteen atribuirle a cada uno de los vértices de la malla una coordenada de la imagen 2D. Esteproceso se denomina mapeado de las UV. Fig.2.8

Una vez realizado el mapeado de las UV, el siguiente paso será escoger entre mapas detextura PBR o no PBR. (Información de Leblanc (s.f.))

• Materiales PBR: Los materiales PBR (Physically Based Rendering) son utilizadospara renderizar texturas foto realistas. Estos materiales intentan parecerse lo máximoposible a lo que sería un objeto en la vida real, ya que nos ofrecen una calidad desombreado muy alta, utilizando un formato simple y compacto. Por ello son ademásmuy sencillos de utilizar.Además, estos materiales se basan en la teoría de micro-facetas, la cual describe unasuperficie como una colección de pequeñas facetas perfectamente reflectantes. Estos pe-queños planos reflejan la luz en una dirección dependiendo de cada una de las normalesde la superficie.

10 Estado del arte

Los materiales PBR se utilizan normalmente en softwares como Unreal Engine 4,Unity, V-ray, Substance painter o Blender, entre otros.

Figura 2.9: Ejemplos de materiales PBR

• Materiales no PBR: Hay algunos softwares que no utilizan materiales PBR parasus texturas. También se pueden obtener buenos resultados con ellos, pero para ello serequieren de muchas más configuraciones. Algunas personas prefieren este tipo de mate-riales por su mayor flexibilidad y capacidad de realizar texturas algo más abstractas, opor el simple hecho de no necesitar mover sus modelos a un motor PBR y simplementerenderizarlo. En estos casos los materiales no PBR pueden ser funcionales. Algunos soft-wares que no utilizan materiales PBR pueden ser Autodesk Maya y 3DMax (sin V-Ray).

2.2. Texturizado 11

2.2.1. Mapas de textura

Como ya sabemos, para darle color a los modelos 3D se debe proceder al proceso de textu-rizado, el cual requiere primero de un mapeado de las UVs, como hemos explicado en puntosanteriores. Los diferentes tipos de mapas se unen para producir la imagen final renderizadaen pantalla. Estos mapas son creados en conjunto para asegurarse del equilibrio entre ellos.(Información de Lansdale y Lansdale (1994))

Hay diferentes tipos de mapas utilizados en diferentes ocasiones y para diferentes tipos deobjetos. Así que a continuación hablaremos de los mapas más utilizados y más importantes.

• Mapas de Color: Es la textura más intuitiva y visible que ”colorea” nuestro modelo.El tipo de mapa de color más común es el difuso o diffuse map, pero también puede serun mapa de albedo, o albedo map.

– Mapa Difuso: Le dan al modelo el color base. No solo definirá el color que asocia-remos con el objeto, sino que además lo utilizará el software para sombrear la luzreflejada, tiñendo a los objetos de al rededor de éste color, brindando al entornode un aspecto mucho más realista.

– Mapa de Albedo: Son similares a las texturas del mapa difuso, solo que éste nodebe contener iluminación contrastante. Simplemente muestra el color básico delobjeto sin sombras ni reflejos.

Figura 2.10: Diferencia entre mapa difuso (izquierda) y mapa de albedo (derecha)

• Mapa de Relieve: Los mapas de relieve principalmente modifican el sombreado dela geometría y son utilizados para obtener detalles de la superficie en cuestión. Losmás importantes son los Normal maps y los Bump maps, explicados en la sección2.1.1.3.2 y 2.1.1.3.3.

• Mapas de Luz: Los mapas de luz sirven principalmente para almacenar iluminacióncompleja precalculada para superficies en una escena.

12 Estado del arte

• Mapa de Transparencia: Este tipo de mapas controlan la transparencia por píxel.También son conocidos como mapa de opacidad o mapa alfa. Son utilizados para recor-tar zonas de una superficie o para algunos efectos realistas como fuego, cabello, humoo agua, entre otros.

Figura 2.11: Mapa de transparencia. Imagen de Eric Chadwick.

• Mapa Especular: Estos controlan lo reflectante que puede ser la superficie, así comoajustar la forma de este reflejo, simulando las fuentes de luz en una escena. En resumen,sirven para controlar la cantidad y el color de la luz reflejada por el objeto en cuestión.A esto se le llama comúnmente ”iluminación difusa”.

Figura 2.12: Ejemplo de mapa de color, mapa de normales, y mapa especular.

• Mapas de Oclusión Ambiental: Este tipo de mapas, también conocidos como AO(Ambient Occlusion) se emplean generalmente para mejorar el realismo del modelo,simulando las sombras generadas por el entorno haciendo hincapié en las áreas cóncavasde los modelos. Puede no ser visible a simple vista, pero la diferencia es muy notablecuando lo comparamos con un modelo sin este tipo de mapas. Podemos observarlo enla figura 2.13.

http://ericchadwick.com/

2.2. Texturizado 13

Figura 2.13: Modelo sin AO (izquierda) junto a modelo con AO (derecha)

Además de todos estos mapas de texturas, existen muchos más, como los mapas de entorno,de reflexión o mapas de desplazamiento, entre otros. Cuantos más mapas de texturas utilice-mos por material, mayor será la resolución de éste, pero siempre hay que tener en cuenta queun gran número de mapas por material puede hacer que el coste computacional se elevey resulte a ser una operación muy costosa y poco óptima. (Información de Texture types -polycount (s.f.))

14 Estado del arte

2.3. La realidad virtualCuando se habla de Realidad Virtual o VR, se piensa en películas de ciencia ficción, sin

embargo, lo cierto es que hoy en día esta tecnología se integra por completo en el día a día através de videojuegos, medicina e incluso educación.

Pero, ¿qué es realmente la realidad virtual? La Wikipedia (Realidad virtual (s.f.)) defineeste término como:

”La Realidad Virtual es un entorno de escenas u objetos simulados de aparien-cia real”

Podemos fiarnos de esta definición, pero lo cierto es que no está del todo completa, debidoa que se puede llegar a confundir la realidad virtual con la realidad aumentada. Estos sondos términos muy similares entre ellos, pero a la vez completamente diferentes.

La realidad aumentada simula objetos artificiales en el entorno real. Nuestro propio mundose convierte en el marco dentro del cual se colocan objetos artificiales. Todo lo que vemosestá en un entorno real perfectamente recreado. Sin embargo, en la realidad virtual todoforma parte de un entorno construido artificialmente desde el inicio.

La realidad virtual es el uso de la tecnología informática para crear un entorno simula-do. A diferencia de las interfaces tradicionales, la realidad virtual coloca al usuario dentrode una experiencia única. En lugar de simplemente ver una pantalla frente a ellos, los usua-rios están inmersos y pueden interactuar con mundos 3D.(Información de Bohil y cols. (2009))

Aunque sean términos muy similares, ya se ha visto que son completamente distintos. Mien-tras que la realidad aumentada nos proporciona un entorno creado a partir del mundo real,la realidad virtual nos permite crear mundos completamente a nuestro antojo, entornossimulados en los que el usuario puede ser partícipe de él e interactuar con ello de la formamás inmersa posible.

En la realidad virtual, el ordenador utiliza sensores y algoritmos para determinar la posiciónde una cámara real dentro de un entorno físico, la posición de los ojos del usuario se ubicadentro del entorno simulado. Se crea un mundo interactivo convincente para el usuario.

2.3. La realidad virtual 15

2.3.1. Historia de la realidad virtual

Para poder entender mejor de qué trata la realidad virtual, vamos a retroceder unos añosatrás en la historia hasta sus orígenes.

Figura 2.14: Obras de Zhang Zeduan durante el movimiento artístico Panoramic Painting

Lo cierto es que no tenemos una fecha exacta del origen de la realidad virtual, pero ya enel siglo XI comenzaron a surgir corrientes artísticas que consistían en creaciones de pinturaspanorámicas parecidas a las fotografías de hoy en día. A esta corriente la llamaban Pano-ramic Painting y uno de los pintores más emblemáticos fue Zhang Zeduan, cuya obra enchina es equiparable a Leonardo da Vinci. Fig. 2.14 (Información de Gigante (s.f.))

Mucho más adelante, en el siglo XIX es el momento en el que surge la fotografía. El primerestereoscopio fue inventado en 1838 por Charles Wheatstone. Este dispositivo era lo quepodríamos llamar los inicios de las gafas de realidad virtual que conocemos hoy en día.

Figura 2.15: Estereoscopio de Wheatstone

16 Estado del arte

La tecnología creada por Charles Wheatstone consistia en la obtención de dos fotografíasmuy similares entre sí, prácticamente idénticas, que se proyectaban en cada ojo. Estas imá-genes, al ser observadas de manera independiente, son percibidas por el cerebro como unasola imagen, creando un objeto tridimensional. (Información de Óscar Alonso (s.f.))

Su uso se basaba básicamente en el ámbito académico, y tenía pocas probabilidades dellegar a la alta gama, debido a su complejidad de uso, ya que solo funcionaba de maneraóptima si se observaba desde una posición muy concreta.

Más adelante, a mediados de los 1950 llega el Sensorama, una tecnología creada porMorton Heiling basada en las técnicas cinematográficas, creándose como un simuladormulti-sensorial. Consistía en una película grabada en color y con audio estéreo, con experien-cias añadidas como viento o vibración del asiento convirtiéndolo el primer acercamiento enla creación de los entornos virtuales inmersivos.

Pero no fue hasta 1965 que Ivan Sutherland publicó un artículo denominado The Ul-timate Display, en el cual hablaba por primera vez de la realidad virtual que conocemoshoy en día, proponiendo un concepto de construcción artificial del mundo real, incluyendográficos interactivos, sonido, olfato y gusto. (Información de Basu (2019))

A partir de aquí, Ivan Sutherland creó el Sword of Damacles, dándose a conocer como”el auténtico precursor de las actuales gafas de realidad virtual”.

Figura 2.16: 1965 - Ivan Sutherland - Sword of Damacles

2.3. La realidad virtual 17

Fue el primer sistema de realidad virtual creado sobre hardware y no solo como concepto.Estaba formado por un brazo mecánico sujeto al techo el cual sostenía un casco con una pan-talla montada en la cabeza denominado Head Mounted Display o HMD, con un seguimientode ésta a tiempo real, ya que el brazo se actualizaba de acuerdo a la posición de la cabezadel usuario. Fig.2.16

Tal y como se esperaba, el HMD (Head Mounted Display) fue toda una revolución, y apartir de entonces, los años 80 y 90 del siglo XX se conocen como las ”décadas de oro” de larealidad virtual y los videojuegos.

Han sido muchas las empresas que han intentado hacer de esta tecnología una nueva re-volución de jugabilidad y gracias a ello, consiguieron que el concepto de realidad virtualadquiriera más forma. (Información de VirtualSpeech (s.f.))

• 1989 - NASA VIVED: La nasa fue una de las primeras instituciones en utilizar estatecnología como aplicación de entrenamiento para los astronautas. VIVED (VirtualVisual Environment Display) contaba incluso con guantes para una simulación táctil.La tecnología de estos guantes conduce directamente a la creación del Nintendo PowerGlove1. Fig.2.17a

• 1993 - Sega VR: Sega anunció sus gafas VR para la consola Sega Genesis en 1993.Las gafas tenían seguimiento de la cabeza, sonido estéreo y pantallas LCD2 o liquid-crystal display en la visera. Las dificultades de su desarrollo hicieron que este dispositivopermaneciera permanentemente en la fase de prototipo a pesar de haber desarrollado 4juegos para el producto. Fig.2.17b

• 1995 - Nintendo Virtual Boy: Originalmente conocida como VR-32 era una consolade juegos 3D que se promocionó como ”La primera consola portátil que mostraba gráficos3D reales”. Esta consola utilizaba un proyector para crear un efecto 3D, aunque eramonocromático. Se lanzó por primera vez en Japón y Norte-América, aunque debido asu complejidad de uso e incomodidad resultó en un fracaso comercial y no fue anunciadaen Europa. Fig.2.17c

• 2012 - Oculus: En 2012 Palmer Lucky lanza un Kickstarter para financiar el desa-rrollo de su prototipo de casco, el Rift. Éste pasó por varios modelos de preproducciónhasta 2016 que fue cuando por primera vez vio su lanzamiento comercial, que fue en-tonces en 2019 cuando tuvo lugar el lanzamiento de su sucesor, el Oculus Rift S,desarrollado finalmente por Lenovo Technologies y Oculus. Fig.2.17d (Información deKickstarter (s.f.))

1Guante de realidad virtual creado en 1989 destinado a ser utilizado como controlador activado por movi-miento.

2Pantalla plana que utiliza las propiedades moduladoras de la luz de los cristales líquidos combinados conpolarizadores también conocida como pantalla de cristal líquido

18 Estado del arte

(a) NASA (b) Sega VR

(c) Nintendo Virtual Boy (d) Oculus Rift

Figura 2.17: Primeras tecnologías de realidad virtual creadas a partir del HMD

A partir de ese momento y en la actualidad, se han ido desarrollando y mejorando las tecno-logías de realidad virtual para hacer aun entornos más inmersivos, dando pie a su utilizacióntanto en el mundo del videojuego como en otros campos como la medicina o en ámbitos másculturales.

2.4. Referentes 19

2.4. ReferentesPuesto que una de las características más fuertes de un entorno virtual es el estilo artís-

tico de éste, cabe destacar los proyectos y títulos de videojuegos que fueron los principalesreferentes y sirvieron de inspiración tanto a la temática como a la ambientación.

Como aspirante a concept artist, buscaba que el entorno desbordase de personalidad, confondos poblados de vegetación, así como entornos con una luz característica y lo más culturalposible. De entre los videojuegos que combinan iluminaciones distintivas con vegetación ypoblados de la época, las más evidentes fuentes de inspiración fueron The witcher, GenshinImpact o Sekiro.

La más evidente fuente de inspiración de este proyecto fue Sekiro, un videojuego cuyaambientación se basa en el Japón Sengoku de finales del siglo XVI, una época donde Japónvivía uno de sus peores momentos durante la guerra. (SekiroTheGame (s.f.))

Figura 2.18: Captura de pantalla del videojuego Sekiro

Como podemos observar, los mapas y los escenarios de Sekiro nos brindan de elementoscaracterísticos de la época cultural, además de estar rodeado de naturaleza. Este video-juego posee un estilo artístico muy peculiar, del cual nos basaremos principalmente en latemática y en la iluminación. El hecho de que todos los elementos pertenezcan al mismomovimiento cultural hace de la experiencia algo mucho más inmersivo, y es lo que se buscacon este proyecto.

20 Estado del arte

Genshin Impact es otra de las fuentes de inspiración para este proyecto. Éste es un video-juego RPG3 de exploración y mundo abierto el cual consta de tres regiones muy distintivasinspiradas en zonas del mundo real, como son: Alemania, China y Japón. (Impact (s.f.))

Figura 2.19: Captura de pantalla del videojuego Genshin Impact

El estilo del Genshin Impact es muy peculiar, ya que no posee una ambientación realistacomo el Sekiro, mencionado anteriormente, sino que utiliza un estilo cartoon4. Los coloresde los objetos y edificios fue lo que inspiró al proyecto en este caso. Podemos observar queel Genshin Impact utiliza una gama de colores más saturada y a su vez mezclando colorescálidos con colores fríos, para darle ese toque místico y misterioso.

Figura 2.20: Captura de pantalla del videojuego Genshin Impact

3Role-playing game: Juego en el que el jugador asume el papel de un personaje en un lugar ficticio.4Nombre que se da al estilo no-realista.

2.4. Referentes 21

Por último, cabe destacar la iluminación que se presenta en el videojuego The Witcher3: Wild Hunt, el cual ha sido la última fuente de inspiración para el proyecto. Ganador a”Mejor juego de Rol” o ”Juego del año” en The Game Awards5 2015. (Witcher (s.f.))

Figura 2.21: Captura de pantalla del videojuego The Witcher 3: Wild hunt

Debido a la temática sombría de este título, los escenarios presentan una iluminación muyparticular, siendo capaces de observar en todos los lugares la presencia de niebla, sobretodoal anochecer. Además, se observan los colores cálidos en las luces cortas, lo que las hacedestacar sobre el frío entorno que las rodea y captó mi atención desde el principio. Fue algoque decidí incluir en el proyecto sin lugar a dudas.

Figura 2.22: Captura de pantalla del videojuego The Witcher 3: Wild hunt

5Ceremonia anual de premios que honra los logros de la industria de los videojuegos

3. ObjetivosEl principal objetivo de este proyecto es el entender el pipeline de lo que conlleva la

creación de un entorno virtual. Empezando por el concept art o boceto, el proceso de mode-lado 3D, texturizado, y sobretodo la implementación del entorno, utilizando el motor UnrealEngine 4 o UE4. Se requiere de un estudio previo para lograr un entorno bien iluminado,que mantenga una cohesión y además un estilo similar.

Por otro lado, se pretende mejorar en el desarrollo de modelado y texturizado 3D, po-niendo en práctica todo lo aprendido anteriormente y ampliando conocimientos, hasta llegara un nivel considerable el cual me permita libremente hacer uso de estas técnicas sin necesi-dad de recurrir a ayuda externa.

Para alcanzar esta meta, se destacan una serie de objetivos a seguir.

• Concept Art de un escenario de temática específica.

• Investigación y conocimientos previos sobre la época del entorno a representar.

• Comprensión del pipeline 3D y sus diferentes fases.

• Entendimiento y mejora de las habilidades de modelado y texturizado 3D.

• Aprendizaje del software utilizado en el ámbito profesional.

• Mejora de las habilidades de organización y planificación en este tipo de proyectos.

• Diseño, modelado y texturizado de un escenario completo, utilizando el estilo visualrealista.

• Diseño y comprensión de iluminación, implementando VFX y efectos para mejorarla inmersión de la escena.

• Habilidad para trabajar en un proyecto completo en un periodo de tiempo determi-nado.

23

4. Metodología y planificación

Para la creación de este proyecto se ha seguido una metodología de desarrollo de pipeline3D, inspirada en el modelo en cascada, el cual permite el desarrollo de un proyecto dondeel progreso fluye de manera constante hacia la conclusión a través de una serie de fasesespecíficas. A continuación se verá cuales son cada una de esas fases de producción.

4.1. Fases del proyecto o PipelineComo ya se ha mencionado anteriormente, en los estudios profesionales que trabajan con

modelado y texturizado 3D se utiliza la metodología de trabajo denominada pipeline, o tu-bería de producción. Éste pipeline consiste en la organización y administración del pasode la información dentro de una producción, es decir, el conjunto de procesos que se utilizanpara convertir una idea en un producto terminado.

Este modelo de trabajo nos permite, en este caso a nivel individual, mejorar nuestros proce-sos y ser más eficientes, estableciendo una forma o manera de trabajo lógica y funcional,todo lo coherente posible con el objetivo de definir unos procesos determinados y reducir lapérdida de información y tiempo.

En este caso, el pipeline de producción se ha dividido en 7 etapas diferentes, que incluyen:pre-producción, modelado 3D, mapeo UV, texturizado 3D, composición, ilumi-nación y renderizado. (Collins (s.f.))

4.1.1. Preproducción

La fase de preproducción es la etapa en la que se planifica todo lo que va a ser el proyecto.En pocas palabras, debemos saber lo que queremos hacer antes de crearlo. Se desarrolla loque comúnmente llamamos el concept art o ”diseño de concepto” del entorno que vamos arealizar. Definimos las ideas y diseñamos los objetos, así como la temática y ambientación.Todos estos bocetos servirán de guía para su posterior desarrollo en 3D, así como para lafutura maquetación del proyecto.

4.1.2. Producción y postproducción

Tras la fase de preproducción, en la cual hemos dejado listos los diseños de concepto, llegala fase de creación. En esta etapa es en la cual se crean todos los elementos visuales ne-cesarios para el proyecto final, en nuestro caso, los modelos 3D, así como su mapeado,texturizado e incluso composición en el software.

25

26 Metodología y planificación

Esta etapa es la más costosa, ya que en ella es en donde vamos a desarrollar todo nuestroproyecto. Una vez tengamos los modelos 3D preparados, con su correspondientes materialesde texturas, se procede a la composición de la escena. Ésta debe tener una consistencia yuna similitud entre todos los objetos que hemos creado. Debe guardar una cohesión, y porello requerimos de una fase previa de preproducción.

Una vez terminado el entorno, la siguiente fase la denominamos etapa de postproducción,en la cual se pulirán todos esos detalles que previamente no se han sabido diferenciar. En estecaso, se utilizará la fase de postproducción para la creación de la iluminación y los efectosespeciales, como la niebla o el añadido de audio. Estos detalles en un principio pareceninsignificantes pero finalmente consiguen darle una increíble personalidad a la escena.

4.2. Gestión del proyecto 27

4.2. Gestión del proyectoPara la correcta gestión del proyecto se han utilizado una serie de programas con los cuales

ya poseemos experiencia previa planificando proyectos.

4.2.1. NotionNotion ha sido la aplicación utilizada para la planificación y organización de las tareas.

Ésta proporciona componentes, como notas, bases de datos, tableros Kanban, entre otros.(Notion (s.f.))

Estos componentes se pueden conectar al gusto para crear nuestro propio sistema de ges-tión todo en un mismo workspace1.

Es sobre todo muy útil para tener todo aquello que nos sea necesario en un mismo espaciode trabajo. Ya no simplemente las tablas, sino que es posible añadir pequeñas notas ylistas y disponer de todo ello al mismo tiempo.

Figura 4.1: Interfaz de Notion

1Lo que comúnmente se denomina lugar de trabajo.


4.2.2. ClockifyClockify nos permite contabilizar las horas dedicadas a las tareas que hemos definido.

Además nos permite tener diferentes tipos de tareas dentro de un proyecto para una mejororganización en caso de que sea un workspace compartido por un mismo equipo. (Inc (s.f.))

Esto nos ha ayudado a mantener constancia del tiempo de duración de las tareas en sí,ya que no es recomendable emplear demasiado tiempo en una tarea que quizás no requierade todo ese espacio, y así poder determinar tiempos específicos para cada una.

Figura 4.2: Interfaz de Clockify

4.3. Herramientas utilizadas 29

4.3. Herramientas utilizadasPara poder llevar a cabo correctamente el desarrollo del proyecto necesitamos unas herra-

mientas y programas específicos que nos permitan movernos e interactuar por el entorno 3D.Aquí es donde entra en juego el motor gráfico.

Un motor gráfico es un software creado para diseñar y desarrollar videojuegos o entornosde realidad virtual. Todo motor gráfico debe ofrecer una serie de funcionalidades básicas quenos permita renderizar gráficos en 2D o 3D, que detecte colisiones entre los objetos, que nospermita añadir música o inteligencia artificial, entre otros.

A continuación vamos a hablar de las herramientas más destacables que hemos utilizado.Además de estas, también hemos contado con algunas más herramientas que nos han dadosoporte a nuestras creaciones, como por ejemplo PureRef , la cual es un software que sepuede adquirir gratuitamente y nos sirve para agrupar imágenes de referencia de las cualespoder inspirarnos más adelante durante nuestro desarrollo.

Cabe destacar que PureRef es un programa de lo más sencillo de utilizar, siendo su interfazminimalista una de sus particularidades más destacables. (PureRef (s.f.))

Figura 4.3: Interfaz de PureRef.


4.3.1. Unreal Engine 4Unreal Engine 4 o UE4 es un nuevo motor gráfico de Epic Games y sucesor de Unreal

Development Kit. Posee unas capacidades gráficas de lo más potentes, incluida la iluminacióndinámica en tiempo real.

Éste nos ofrece un conjunto completo de herramientas para el desarrollo de videojuegos,creación de contenido de películas y televisión, visualización arquitectónica, simulación y otrasmuchas aplicaciones en tiempo real. (UnrealEngine (s.f.))

Figura 4.4: Interfaz de Unreal Engine 4.

En cuanto a la curva de aprendizaje de este motor gráfico, es bastante baja. Ya desdeel primer contacto se pueden crear las primeras escenas de manera muy sencilla, además detener un sistema de creación de materiales bastante sencillo e intuitivo, muy parecido al quetiene el software Blender.


4.3.2. BlenderBlender es la suite de creación 3D gratuita y de código abierto. Es compatible con la mayoría

de técnicas de desarrollo 3D, ya sea modelado, montaje, animación, simulación, renderizado,entre otros. (Foundation (s.f.))

Figura 4.5: Interfaz de Blender. Proceso de modelado de un objeto.

En el proyecto se ha utilizado Blender para la creación de todos los modelos 3D, así comopara el boceto de las futuras texturas, ya que además posee una interfaz muy intuitiva demapeado de materiales y texturizado de modelos.

Se ha escogido Blender sobre otros softwares de desarrollo de modelado 3D, debido a quees un programa con el cual he trabajado anteriormente, y utilizo de forma habitual.


4.3.3. Substance PainterPara el texturizado de los modelos 3D se ha utilizado la herramienta Adobe Substance

3D Painter, un programa de texturizado perteneciente a la suite de Adobe para profesionalesy entusiastas del 3D. Se utiliza ampliamente en la producción de juegos y películas, así comoen el diseño de productos, moda o arquitectura.(S. Adobe (s.f.))

Figura 4.6: Interfaz de Substance Painter.

Para poder darle vida a los modelos 3D se ha hecho uso de este software, el cual ha per-mitido darle realismo al entorno y otorgarle una calidad profesional. Se aprovecharán todassus funcionalidades, y se lograrán acabados profesionales mediante sus smart materials,los cuales brindan a los modelos de una gran cantidad de detalles, así como la posibilidad deaplicarles múltiples capas.


4.3.4. Adobe PhotoshopAdobe Photoshop es un editor de gráficos de trama desarrollado y publicado por Adobe

Inc. para Windows y macOS. Desde entonces, se ha convertido en el estándar de la industriade la edición de gráficos rasterizados y el arte digital.(P. Adobe (s.f.))

Figura 4.7: Interfaz de Adobe Photoshop.

Este software será el programa utilizado para crear los diseños de concepto o concept artprevios al desarrollo. En otras palabras, será el software principal durante la etapa de pre-producción.

Se ha escogido photoshop principalmente porque permite trabajar mediante el uso de capasindependientes, para así poder facilitar la edición de cada una de ellas sin perder el progresoprevio. Además cuenta con pinceles y gomas las cuales podemos importar o incluso crear losnuestros propios.


4.3.5. MixamoMixamo es una página web en línea facilitada por Adobe que nos proporciona personajes

y animaciones CC02 a las que cualquier persona puede acceder. Es compatible con los dosprincipales motores de videojuegos, Unity y Unreal Engine, además de programas 3D comoBlender, ZBrush o Substance Painter. (Mixamo (s.f.))

Esta herramienta es especialmente útil ya que proporciona modelos de personajes, ani-maciones, y una herramienta de auto Rigging3, la cual más adelante facilitará la impor-tación al motor gráfico.

Este software se utilizó a la hora de importar el personaje. Debido a que el proyecto nose centra en modelado orgánico de personajes ni animación, se decidió importar desde estaplataforma. Además, permite la modificación de los fotogramas y del bucle de animación,lo que resultó muy útil para su posterior desarrollo en Unreal.

Figura 4.8: Interfaz de Mixamo.

2Licencia Creative Commons Zero3Lo que construye la estructura esquelética del personaje que permite a los animadores controlar sus movi-

mientos.


4.3.6. FreesoundFreesound.org es una plataforma online que nos ofrece infinidad de sonidos y música. Estos

sonidos han sido publicados por usuarios de todo el mundo, y cualquiera puede utilizarlospara sus proyectos.(Freesound (s.f.))

Los archivos generalmente son totalmente libres de derechos, por lo que podremos usar lamayoría de ellos, además de editarlos o combinarlos como queramos.

Es una herramienta muy útil y fácil de usar, así como muy práctica. Se ha utilizado estaplataforma para obtener sonidos y darle ambientación a la escena.

Figura 4.9: Interfaz de Freesound.org

https://freesound.org/

5. Desarrollo del proyecto

En esta sección veremos cómo el proyecto se ha desarrollado, desde la más mínima ideahasta el producto final. Como ya se ha comentado a lo largo de todo el documento, consisteen un entorno 3D de realidad virtual el cual pretende favorecer la inmersión del usuarioy la sensación de presencia en todo el entorno.

5.1. Diseño del entorno

En primer lugar, incluso antes de conocer el software que se utilizará y cómo, se debe reali-zar una serie de planificaciones. Incluso previamente al diseño de concepto, es considerableel uso de una serie de referencias que ayuden a tener una mejor idea de lo que se pretendeconseguir con el entorno.

5.1.1. Ambientación e información cultural

Previamente al desarrollo, al crear un ambiente cultural el cual ha tenido un impacto enla historia, se debe realizar un proceso de investigación para tener la seguridad de que loselementos que se desarrollen sean históricamente correctos.

Lo que se busca conseguir con este proyecto es poder crear un entorno ambientado en elJapón feudal de la era Edo o era Tokugawa (1543-1616). Esta era coincide con el nom-bramiento de Tokugawa Ieyaso como shogun1. El sistema económico de la época se basabaen la agricultura y el comercio y la sociedad se dividía en tres grandes grupos: guerre-ros, campesinos, y artesanos comerciantes, de los cuales la clase de los campesinos era lamás abundante. Además, la arquitectura japonesa de la época consta de estructuras demadera, elevadas por encima del suelo ligeramente y con techos de tejas, utilizando puertascorrederas en lugar de paredes para así poder personalizar la configuración interna de lascasas. En cuanto a los famosos Toori, los definimos como los arcos tradicionales de los san-tuarios sintoístas, los cuales surgieron durante el periodo Heian, hechos de piedra y maderay pintados de rojo, la mayoría de ellos. Normalmente se coloca un único arco a la entradadel precinto, pero en otros casos podemos encontrar uno detrás de otro. Eso sí, el primerosiempre será el más grande, y además conocido como ichi-no-toori o en español ”primerarco”. (Información de Jiménez (s.f.))

Una vez conocido el contexto de la época se da lugar a la búsqueda de referencias, fotografíasy arte que aporte más visualización e inspire para su desarrollo.

1Título que se le daba a los dictadores militares de japón nombrados por el Emperador.

37

38 Desarrollo del proyecto

5.1.2. Búsqueda de referencias

Usar referencias es una parte fundamental del trabajo de un artista. Está muy extendidoel pensamiento de que utilizar referencias fotográficas no es del todo correcto, y la realidades totalmente la contraria. Utilizar referencias ayudará a estudiar y aprender sobre tonosy figuras, así como lo más importante, encontrar ideas nuevas.

Para este proyecto se ha utilizado el software PureRef para así poder agrupar todas lasreferencias relacionadas con la idea previa y clasificarlas según la temática que se busque, yasea iluminación, edificios, ambientación, objetos...

Figura 5.1: Referencias de los edificios y objetos en PureRef.

Figura 5.2: Referencias de la ambientación e iluminación en PureRef.

Gracias a estas referencias encontradas y agrupadas de forma correcta, será más sencillomantener una idea concreta durante todo el desarrollo, así poder proceder al diseño deconcepto conservando la idea principal.

5.1. Diseño del entorno 39

5.1.3. Diseño de concepto o Concept ArtUna vez concluida la búsqueda de referencias, ya se puede proceder al desarrollo del con-

cept art o diseño de concepto.

El concept art es aquello que se ubica entre la idea inicial de un proyecto y el productofinal. Un artista toma la idea inicial de un elemento de ese proyecto y crea un diseño paraesa idea. Se crea una visión artística de aquello que tenemos en mente, para así poder trans-mitirla a fondo. (Información de Ansaldi (2020))

En este caso se han realizado diseños tanto de lo que sería el mapa del entorno, como delos objetos en cuestión que nos vamos a encontrar. Los primeros bocetos de elementos sehicieron en papel, ya que todavía no se tenía una escena del todo clara. El bocetado dealgunos elementos indicaron el punto de partida para comenzar a desarrollar la escena.

Figura 5.3: Bocetos de elementos de la cultura japonesa.

Para dibujar el primer concepto del entorno general o de una escena, se ha partido de larealización de un boceto mediante volúmenes gruesos y formas en silueta, sin detenernosen los detalles. Además se puede hacer uso de algún color en específico, sobretodo en aspectosde iluminación. Este método ayudará a comprender mejor la perspectiva dentro de la com-posición.

En el concept art se utilizan una escala tonal limitada a las variaciones de grises y a lasuperposición de elementos, para darle profundidad a nuestro boceto. En este caso los tonosde gris claro indicarán los elementos más lejanos, siendo los oscuros y negros los elementosmás cercanos.


Figura 5.4: Bocetos de escena.

Figura 5.5: Escena final a partir de boceto

El concept art no siempre debe seguirse al pie de la letra y por ello numerosas veces serealizarán conceptos descartados que no han sido utilizados. Sin embargo, en el caso delonsen2 se puede ver cómo ha mantenido, en mayor o menor medida, su consistencia a lo largode todo el proyecto. La idea inicial partía de una especie de jardín, pero finalmente se haescogido un pavimento de piedra, ya que en japón eran muy comúnmente utilizados en estetipo de lugares.

En cuanto a los elementos como el toori y el templo se hicieron varios diseños previamente,los cuales evolucionaron hasta dar con el elemento final.

2Nombre que se le da a las aguas termales japonesas

5.1. Diseño del entorno 41

Figura 5.6: Bocetos previos del templo.

En un principio el templo iba a tener dos plantas, pero finalmente se dio con la idea deque fuese una especie de entrada al onsen. En cuanto a la paleta de colores del templo,se buscaba una paleta de colores cálidos debido a que el entorno estaba pensado para darun ambiente sombrío y misterioso. De esta manera se podría conseguir un equilibrio entrecolores cálidos y fríos.

Figura 5.7: Boceto final del templo.


Figura 5.8: Boceto coloreado del Torii.

Se ha seguido con la línea de colores cálidos para el Torii, y su diseño ha perdurado durantetodo el desarrollo.

Figura 5.9: Resultado final del Torii.

5.2. Blockout de diseño de nivel 43

5.2. Blockout de diseño de nivelEn esta etapa del desarrollo se crean los espacios para verificar las distancias y los ángulos,

y así asegurarse de que el nivel tiene cohesión, o incluso para saber si es necesaria la creaciónde más elementos.

El blockout consiste en el uso formas primitivas, como cuadrados y cilindros para simularlos objetos finales. En este caso se han utilizado los objetos en forma simple sin texturizar.

5.2.1. Creación del terrenoPara generar el terreno sobre el que se montará la escena, utilizaremos el plugin de Unreal

denominado Landmass, el cual permite crear entornos y paisajes con más facilidad graciasa sus numerosas herramientas y a sus pinceles.

Primero de todo se debe activar el plugin desde la pestaña correspondiente, y una vezactivado se podrá proceder a utilizarlo.

Figura 5.10: Activación del plugin Landmass.


Mediante sus pinceles de planos se podrá esculpir el terreno, creando montañas, rocas,elevaciones y hundimientos. Una de las características más diferenciales de este plugin consisteen la posibilidad de mover las montañas y superponerlas unas sobre otras.

Figura 5.11: Creación de una montaña mediante el plugin Landmass.

Tras este ejemplo, se procede a la creación del terreno sin material, para así poder definirlas montañas y las erosiones más fácilmente. Estas servirán como capa de fondo y se utilizaránpara darle profundidad al entorno que rodea la escena, dando a entender que se trata dealgo más extenso.

Figura 5.12: Creación del terreno.

5.2. Blockout de diseño de nivel 45

Para terminar con el desarrollo del mapa de la escena, cabe destacar que Landmass tam-bién nos permite añadir diferentes capas de textura de un mismo material para poder asícolorear y darle consistencia. En la imagen de la figura 5.13 se observa cómo conseguimosque un mismo material disponga de tres diferentes capas de color base.

Para crear este material y texturizar el terreno se crea un material el cual constará dediversos mapas (de color, de textura...) para así poder tener todas sus características. Ade-más, como se ha mencionado anteriormente, se han añadido tres diferentes texturas al colorbase, para poder crear los diferentes caminos, montañas o suelos de piedra simplementepintando el paisaje.

Figura 5.13: Nodos de los materiales del terreno.

Una vez creado el terreno sobre el cual construiremos nuestro entorno, se procede a hacerun blocking de la escena. Este blocking consiste en prototipar la geometría y configurar elángulo y posición del personaje principal desde donde se comenzará a construir el entorno.

Figura 5.14: Blocking de la escena en Unreal Engine 4.


5.3. Creación de elementosEl proceso de creación y modelado de elementos requiere de muchos pasos a seguir. Pre-

viamente al desarrollo de modelado 3D se ha de escoger qué tipo de técnica modeladoutilizaremos en el proyecto. La importancia de esta decisión recae en el tipo de escena quevamos a desarrollar. Variar entre diferentes técnicas de modelado no es lo más óptimo, aunquees posible encontrarse con elementos modelados utilizando técnicas diferentes. Esto requeriríade un esquema previo. Entre los diferentes tipos de técnicas de modelado se encuentran elmodelado 3D poligonal y las curvas y superficies NURBS.

La principal diferencia entre el modelado poligonal y NURBS recae en que ésta últimautiliza curvas y splines, mientras que el modelado poligonal utiliza rectas, planos y vérticespara crear una malla. La técnica NURBS (non-uniform rational B-spline) se utiliza conmayor frecuencia en los modelos de ingeniería donde la precisión es primordial, más comúnen el hard surface modeling. (Información de Associates (s.f.))

Para el desarrollo de los elementos de este entorno hemos utilizado la técnica de modeladopoligonal debido a una serie de ventajas que nos aportan sobre la técnica de NURBS.

• Los modelos poligonales son más sencillos de renderizar y visualizar.

• El modelado poligonal permite la creación de diseños más únicos u orgánicos.

• Debido a que los modelos poligonales se crean a partir de componentes más pequeños,se pueden deformar de manera más natural.

A continuación le echaremos un vistazo a los elementos que se han modelado y texturizado,hablando más a fondo de los más interesantes.

Figura 5.15: Elementos modelados y texturizados para el proyecto

5.3. Creación de elementos 47

5.3.1. Vegetación y agua

Para crear los árboles y la vegetación, primero de todo se construyó manualmente el troncodel árbol en Blender. Utilizando texturas creadas previamente en Photoshop, se importará laimagen con Images as planes, colocándolas en la posición que deseemos, además de añadirvértices para curvarlas como queramos. Posteriormente se duplicarán los planos para crearlas diferentes hojas del árbol.

Figura 5.16: Proceso de modelado del árbol.

Cuando se trata de ambientes al aire libre, es razonable mantener el conteo de la vegetaciónlo más bajo posible, ya que a la larga puede ser muy costoso cargar los árboles en la escenacon tanta cantidad de triángulos.

Una vez importados en Unreal Engine 4, se crea el material para el árbol haciendo usode la misma textura que se ha utilizado en Blender. Debido a que no se requiere demasiadodetalle en el follaje, y que en este caso simplemente es necesario para dar volumen a la escena,se optimizarán en calidad lo máximo posible, siendo estas texturas de 1024 x 512 píxeles.

Figura 5.17: Importación a Unreal y texturas.

Para poder colocar toda esta vegetación, lo primero de todo será el cambio de escena almodo de tipo foliage, y haciendo uso de la herramienta se colocarán los elementos, ajustandola densidad, tamaño y escala del tipo de vegetación que se creará.

En este caso, se ha aumentado el tamaño de los árboles, para dar sensación de bosquefrondoso y aumentar la inmersión de la escena. Además, para darle más realismo, se ha de-


cidido otorgarle movimiento a la vegetación, creando el efecto de viento en nuestro materialañadiendo nodos al mapa de textura llamado world position offset como vemos en la figura5.18.

En cuanto a la creación de ríos y lagos, utilizaremos el plugin Water que nos proporcionaUnreal Engine 4 (exactamente la versión 4.26). Esta herramienta permitirá la creación tantode lagos o ríos como de extensiones mucho más grandes, pudiendo simular mares e inclusoocéanos.

Los actores del cuerpo de agua son actores creados mediante splines (curvas), por lo quecaracterísticas como la velocidad del agua o la profundidad pueden ser modificadas. Esteplugin cuenta con una simulación Gerstner Wave (solución exacta de las ecuaciones deEuler para ondas gravitatorias superficiales periódicas) altamente personalizable capaz decrear olas simples o complejas. (Información de Stuhlmeier (s.f.))

Figura 5.18: Proceso de modelado del árbol.


5.3.2. Templo

La arquitectura de la escena se ha modelado de principio a fin haciendo uso del concept artcreado en la fase de preproducción. El primer paso para crear el templo sería el desarrollodel tejado. Los techados de los templos japoneses tradicionales son muy característicos yposeen la particularidad de que todos ellos están compuestos de tejas. Además también setuvo en cuenta que los aleros de los techos están diseñados ampliamente para proteger lasventanas de la lluvia.

Figura 5.19: Proceso de modelado del techo.

Las tejas se modelaron utilizando las curvas de Bézier. Al ser bidimensionales, los ob-jetos desarrollados mediante curvas de Bézier garantizan automáticamente una superficieplana 2D, y así evitar tratar superficies no planas que se originan por roturas involuntarias,recreando así más fácilmente situaciones del mundo real.

Debido a que no trabaja con caras, permite despreocuparse por la topología, eliminandouna gran carga de trabajo. Para poder ajustar mejor cada una de las tejas, posteriormente a sudesarrollo se ha procedido a convertirlas en mallas utilizando la herramienta mesh from curve.

El cuerpo y el techado del templo han sido modelados por separado con la intención de serreutilizado en el motor gráfico.

Figura 5.20: Templo final.


5.3.3. ToriiDe camino al templo, se pueden encontrar numerosos torii posicionados uno detrás de

otro. Como ya se mencionó anteriormente, antiguamente los torii marcaban la entrada a unespacio sagrado. En este caso se decidió desarrollar dos tipos de torii, el torii común y untorii principal que marca el inicio del camino.

Para el modelado de ellos primero se modeló el común como modelado base, y a partir deeste se creó el principal. Se decidió añadir iluminación para denotar que se trataba de unelemento especial.

En este caso se utilizó el modelado poligonal, haciendo uso de modificadores de tipo arrayen el primer torii. Este modificador crea una matriz de copias del objeto base, desplazadade la anterior en cualquiera de las formas posibles. Sirvió de utilidad para la creación de lascuatro lámparas y columnas. Además también se utilizó el modificador mirror, el cual nospermite modelar un objeto completamente simétrico. Estos modificadores se utilizaron parafacilitar el trabajo y obtener un mejor resultado en menos tiempo.

Figura 5.21: Imágenes del Torii.

Asimismo, para poder obtener un resultado más profesional utilizando pocos polígonos seha hecho uso del modificador subdivision surface, el cual nos permite dividir las caras deuna malla en caras más pequeñas, dándole una apariencia suave. Se crean superdifices lisasy complejas mientras se modelan mallas más simples de pocos vértices.

5.3.4. LámparasEn torno a toda la escena, se puede observar la presencia de numerosos tipos de lámparas

de la época, cuyo desarrollo está perfectamente estudiado. (Información de este apartado deMATCHA (s.f.))

Las lámparas Chōchin o lámparas de seda o papel son linteras japonesas fabricadas conun marco de babmú cubierto de seda o papel suspendidas por un gancho. Éstas lámparas seutilizaban para decorar santuarios y templos, y actualmente lugares de negocio.


Figura 5.22: Imágenes del modelado de la lámpara de papel.

Asimismo se han modelado linternas de exterior o Tōrō, las cuales son más comunesde ver a lo largo de caminos o en mitad de la naturaleza. Éstas lámparas están hechas depiedra, bronce, hierro, madera u otro material pesado y suelen iluminar templos budistas,santuarios, y sobretodo jardines.

En este caso se han desarrollado dos tipos de lámparas, una de madera y otra de piedra.En el caso de las de piedra, se han utilizado para iluminar los caminos de tierra de entre losárboles. Las lámparas de madera, sin embargo, se han empleado para la zona de la escenamás cercana al templo, ya que se utilizaban como lámparas de jardín.

Figura 5.23: Tōrō de piedra y madera.


5.3.5. Casa del téEn Japón, una casa del té o Chashitsu es muy popular en todo el país. Estas casas del té

son el símbolo de la purificación espiritual. Se construyen principalmente en los jardines decasas particulares y en los terrenos de parques y templos. Una de sus particularidades sonlas puertas correderas y el suelo de tatami3.

Esta casa también se ha modelado haciendo uso de el modificador mirror para así podergenerar las columnas simétricamente. Para este elemento se ha utilizado un modelado de lomás simple, ya que el techo no presenta tejas muy visibles, aprovechando esta ventaja paracrear un objeto más optimizado.

Figura 5.24: Casa del té o Chashitsu

3Tipo de alfombra que se utiliza como material para suelos en las habitaciones de estilo tradicional japonés


5.3.6. Interiores

En cuanto al modelado de los interiores, para añadir decoración y más detalle a laescena, se ha creado una mesa del té junto a unos cuantos cojines, ya que así era como anti-guamente se sentaban en Japón durante esta era.

Además, en la entrada del templo se han añadido dos cuadros de la Era Edo. El primerode ellos hace referencia a One Hundred Boys de Kano Eino y el segundo corresponde aThe Rebellions of the Hogen and Heiji Eras, ambos pertenecientes a la era en la quese sitúa la escena, siendo dos de los cuadros más emblemáticos de la época.

Figura 5.25: Interior de la casa del té.

Figura 5.26: Cuadros del interior del templo.


5.3.7. PuenteEn el caso del puente, éste se creó con la intención de darle más interacción a este en-

torno, permitiendo que el usuario pudiese atravesar el lago a través del puente. Se empleó unmodelado sencillo y sin curvas.

Figura 5.27: Modelado del puente

5.3.8. Elementos extraAlgunos elementos de este proyecto han sido obtenidos y descargados de fuentes externas.

• Oba Keiko jinja shrine by qwe20396659 is licensed under Creative Commons Attribu-tion.

• Material de wooden planks y pack de vegetación de Quixel Megascans.

• Old Stone Path Material de Brendon Kibler

• Personaje y animaciones de Mixamo.

https://skfb.ly/6X6XK

http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

https://www.artstation.com/artwork/zlnVq

5.4. Texturas y materiales 55

5.4. Texturas y materialesComo ya se mencionó en la sección 2.2, en el proceso de texturizado se crean texturas y

materiales estilizados o naturales que más adelante se aplicarán a modelos y entornos 3D.Normalmente se hace uso de programas como photoshop para pintar texturas de imágenesde alta resolución, o construir materiales de procedimiento en un programas como substancedesigner. Desde el momento que se desea texturizar un modelo existen muchas fases impor-tantes, como los mapas de coordenadas UV, los materiales o shaders y las imágenesde textura.

Los mapas de coordenadas UV es aquello que se utilizará para crear imágenes 2D apartir de modelos 3D. Permite separar cada superficie del modelo y tenerla como una imagenpara colorear cada una de las superficies o partes especificas. El objetivo a la hora de realizarlas coordenadas UV es conseguir que no hayan solapamientos.

Estos mapeados han sido realizados dentro del software 3D Blender, el cual posee unasfunciones integradas que nos permiten la obtención automática de los mapas UV detodos los objetos. Si fuese el caso de un elemento más complejo como un personaje, no seríadel todo conveniente la utilización de estas herramientas automáticas, ya que la malla es algomás compleja y puede dar lugar a errores.

Cabe destacar que para obtener un buen resultado de texturizado posteriormente, en lasmallas más complejas es posible que sea conveniente la definición de una ”costura” o seam.Una ”costura” se define a lo que podríamos decir los extremos de las imágenes que cortamosal realizar el mapeado UV. Esto lo hemos utilizado para poder texturizar el modelo de formamás realista.

Antes de proceder al texturizado, para mejorar el flujo de trabajo también es importanteasegurarse de que todas las caras de la geometría son proporcionales. Para ello, se compro-bará el mapeado UV texturizándolo con unas imágenes conocidas como Checker Texture,haciendo uso de unos nodos que Blender ya tiene integrado.

Figura 5.28: Mapeado UV y checker texture.


5.4.1. Aplicación de texturasEl programa que se utilizará para el texturizado de los elementos será Substance Pain-

ter. Este programa permitirá la texturización de los elementos de manera más intuitiva,pudiendo hacer uso de sus materiales PBR. Substance Painter nos permitirá pintar tantoen los mapas 2D como directamente en el modelo 3D en la ventana gráfica.

Previamente a este proceso, se debe tener en cuenta la división de distintos materiales delmismo objeto, para poder optimizar el tiempo de texturizado en el software.

Para el texturizado de los elementos se han utilizado los materiales base de substance. Estosmateriales han sido modificados dependiendo de las necesidades de cada objeto. Además sehan añadido bump maps para aumentar así el realismo de las texturas. Cabe destacar eluso de triplanar projection4 lo cual permitirá la proyección de hasta tres imágenes diferentesdesde los tres ejes de la malla en el espacio 3D.

Figura 5.29: Visualización del texturizado de modelos 3D.

Además se ha hecho uso de los pinceles para dibujar directamente en el modelo. Graciasa ello se ha podido dar un efecto antiguo y viejo o dibujar alguna sombra, atribuyendo laescena de más personalidad y detalle.

4En español proyección triplanar.

5.4. Texturas y materiales 57

Una vez creadas las texturas, se han aplicado a los materiales en Blender para comprobarsi se han creado correctamente. Para ello debemos acceder al editor de imágenes de estesoftware, y comenzar a aplicar las diferentes capas de textura. El sistema de nodos detextura nos permite la creación de texturas combinando estas capas. Gracias a este procesose podrá comprobar que han sido correctamente creadas antes de su importación al motorgráfico.

Figura 5.30: Nodos de textura en Blender.


5.5. Implementación en Unreal Engine 4Una vez terminado el proceso de modelado y texturizado de todos los elementos de la es-

cena, llega el momento de comenzar a componer la escena con UE4.

Unreal Engine 4, como ya se ha mencionado en la sección 4.3.1, es un motor gráfico muycompleto que posee una gran cantidad de funcionalidades, además de ser utilizado en mu-chos juegos AAA modernos. UE4 permite el desarrollo en múltiples plataformas, desde PChasta consolas como PS4 (Play station 4, Xbox One o Nintendo Switch. Esto es parte de larazón por la que es tan ampliamente utilizado.

En UE4, a cualquier objeto que añadimos a un nivel se les denomina actores. Estos actoresson una clase genérica que admite transformaciones 3D como translación, rotación y esca-lado. Existen numerosos tipos de actores, de entre los que destacan los StaticMeshActor,CameraActor y PlayerStartActor.

Para el desarrollo de la escena se ha de tener claro qué tipos de actores vamos a crear ycuales son las características básicas de cada uno de ellos para que interactúen de maneracorrecta entre sí.

Sobretodo en el caso de las luces, debemos tener en cuenta si el objeto va a permaneceren movimiento o simplemente en el mismo sitio. Realizar este estudio correctamente va apoder otorgar mucho mejor rendimiento a nuestra escena. (UE4 Actor Types (s.f.))

• Static Actor: Esta movilidad está reservada para los actores que no van a actualizar,es decir, aquellos que no van a presentar ningún tipo de movimiento. Para los actoresde malla influirá en las sombras, ya que éstas contribuirán a mapas de luz precalcula-das utilizando lightmass (herramienta que crea mapas de luz con interacciones de luzcomplejas) para generarlos y procesarlos. Esto también ocurrirá para los actores de luz,iluminando la escena con mapas de luz precalculados.

• Stationary Actor: Este tipo de movilidad se utiliza para los actores que cambiandurante la escena pero no se mueven. Se puede ver más claro en los actores de luz, yaque podrán cambiar su intensidad o color aunque presenten mapas de luz precalculadoscomo los static actors.

• Movable Actor: Se utilizan para los actores que van a presentar un movimiento du-rante toda la escena. En este caso las luces solo pueden proyectar sombras dinámicas,además de moverse o cambiar de color o intensidad. Sin embargo, hay que tener cuidadoya que este método es el que requiere de mayor rendimiento.

5.5. Implementación en Unreal Engine 4 59

5.5.1. CámaraAntes de comenzar con la importación de los modelos 3D, se ha dejado el entorno lo más

preparado posible. La idea de este proyecto consiste en la creación de un entorno inmersivoen Unreal Engine 4. Pero además de un simple entorno, se ha pensado en la posibilidad deañadir un actor, es decir un personaje, con el cual el jugador pueda moverse por todo elentorno y así visualizar los elementos más de cerca.

La manera de visualizar todo lo que creamos a la hora de comenzar con la escena, esmediante un actor Cámara. Crearemos este actor junto al Player start, que será lo queindique el punto de inicio del jugador en el entorno.

Figura 5.31: Inicio del jugador y actor cámara.

En un principio se iba a añadir visión VR y movimiento, pero debido a la falta del materialpara desarrollar de realidad virtual se decidió adaptar el entorno para ordenador. Por ello secrearon dos cámaras, una cámara en tercera persona y una cámara en primera persona.Esta nos ayudará a poder visualizar cómo sería el proyecto en VR. Añadiremos un pawn, esdecir, un actor que puede ser controlado por la IA o, en este caso, por el jugador.


Figura 5.32: Configuración de cámaras en tercera y primera persona.

Esto se ha conseguido desde el archivo blueprint de nuestro personaje. Desde ahí duplica-remos la cámara que nos sigue (la cámara de tercera persona) y después de hacer los ajustesde posición determinados, se le asignará head como parent socket, es decir, vincularemos estacámara a la cabeza de nuestro personaje para que su movimiento coincida con ésta.

Figura 5.33: Blueprints de cambio de cámara con la tecla ”V”.

Se ha implementado un cambio de cámara de primera a tercera persona, para poder va-riar en cualquier momento la manera de visualizar el escenario. Esto se ha realizado medianteblueprints, utilizando un nodo FlipFlop y un SetActive, creando una referencia a cada unode los actores, lo que señalará cual es el activo. Seguidamente se indica la tecla con la quecambiaremos de cámara, en este caso con la ”V”.


5.5.2. PersonajeYa que el proyecto se puede visualizar tanto en primera como en tercera persona, se ha

pensado en la sustitución del personaje base que nos ofrece Unreal, por un personaje másadecuado al entorno que se va a desarrollar.

Debido a que este proyecto no se enfocaba en la creación de personajes, éste se ha obtenidode Mixamo, programa mencionado anteriormente en el apartado 4.3.5, así como sus anima-ciones.

Primero de todo, se debe importar el modelo base, creando así su esqueleto. Tras realizarlos cambios y ajustes pertinentes en el mapeado de texturas, se importarán las animacionesque se han descargado: Idle5, andar, correr y saltar. De esta última animación se obtendrántres animaciones: inicio de salto, bucle de salto y final del salto.

Tras la importación del modelo, los materiales y las animaciones, lo primero será crear unBlend Space, lo que nos permite rotar de una animación a otra dependiendo de, en estecaso, la velocidad a la que se mueva el personaje. Así gracias a la animación de Idle, andar ycorrer, podremos hacer una nueva animación que dependa de la velocidad, para que el mismopersonaje la aumente o la disminuya.

Figura 5.34: BendSpace de la animación.

Seguidamente se creará un Blueprint de animación (animation blueprint). Una vez creado,se procederá a desarrollar los estados de la animación. Esto será lo que indique quéanimación se reproducirá antes o después de la anterior. El bucle consiste en un estadoidle/run, es decir sin movimiento y/o corriendo, en el cual añadiremos la animación blend

5Animaciones que ocurren cuando el personaje no realiza ninguna acción


space que se ha creado anteriormente. Para el estado jump primero comprobaremos que elpersonaje se encuentra en el aire, y entonces será cuando ejecutemos la animación.

Figura 5.35: Estados de la animación.

Gracias a estos ajustes ya se podrá mover al personaje seleccionado por el entorno, haciendouso de sus animaciones en los momentos que correspondan.


5.5.3. Importación de modelos 3D

A la hora de importar los modelos 3D a UE4, se deben hacer una serie de ajustes paracomprobar que todo va a funcionar correctamente.

El primer paso sería comprobar las colisiones de estos objetos. Unreal Engine tiene accesoa formas de colisión simples y complejas, es decir crea formas al rededor del objeto ysegún lo que se quiera se podrá utilizar una u otra. La forma de colisión simple utiliza formasbásicas, como cajas, esferas, cápsulas... para definir los límites del objeto. Esto quiere decirque el jugador no podrá atravesar agujeros o puertas en el modelo, lo cual supone un problemaen muchas ocasiones. Sin embargo, las formas de colisión complejas nos proporcionan unacolisión exacta del modelo.

Figura 5.36: Diferencia de colisiones simples (arriba) y colisiones complejas (abajo)

En casos como los modelos de los torii o el templo, incluso las escaleras, seleccionaremosUse complex collision as simple. Esto quiere decir que el motor ignorará la colisión sim-ple y utilizará la colisión compleja como tal, permitiéndonos utilizar el trimesh6 para lacolisión física. Es decir, utilizaremos la colisión compleja como si fuese una colisión simple.

6Mallas de físicas hechas de triángulos, creada en CreatePhysicsMeshes


Una vez seleccionadas las colisiones de cada objeto, como se ha mencionado anteriormentese deberá escoger cómo queremos que afecte la iluminación, seleccionando la movilidad delobjeto (static, stationary o movable).

Figura 5.37: Seleccionar movability del objeto

En este caso hemos seleccionado el tipo de movilidad static por motivos de optimización,excepto en los árboles más grandes, ya que estos presentan movimiento.


5.5.4. Integración de texturas y materialesEn esta sección hablaremos de los materiales en UE4 y la integración de las texturas. Un-

real Engine 4 tiene un sistema de creación de materiales mediante nodos, los cuales permiteconectar los diferentes mapas de textura y formar así el material.

En el editor de materiales podemos obtener una vista previa de los activos de texturas omodificar sus propiedades, permitiendo la aplicación de ajustes de color, compresión o ajustarla configuración de LOD7.

Para comenzar a crear nuestros materiales de textura, si hemos creado estos mapas enSubstance Painter o Substance Designer solo tendremos que arrastrar los mapas y conectarlosdonde corresponda. Las texturas poseen diferentes salidas, como los colores base o coloresRGB, utilizando ese color básico para algo en concreto, por ejemplo metálico u oclusiónambiental, que utilizan los colores rojos y azules respectivamente.

Figura 5.38: Ejemplo de mapas del material

7Nivel de detalle.


En Unreal Engine 4 existen algunas expresiones empleadas muy a menudo en la creaciónde materiales. Estos nodos realizan tanto expresiones matemáticas como acciones en lascoordenadas de textura o valores de salida con el fin de modificarlas. Las expresiones quehan sido utilizadas en este proyecto han sido las operaciones Multiply y TexCoord.

• Texture coordinate (TexCoord): Esta expresión genera coordenadas de textura UVque ayuda en el tiling del material. Esto se refiere a lo grande que uno quiere que seala textura para determinar las veces que se repetirá.(Coordinates Expressions (s.f.))

• Multiply: Se utiliza a menudo en el desarrollo de shaders para combinar o cambiarefectos. Esta expresión calcula las entradas y producen una única salida, aceptando dosentradas y las multiplica para producir una única salida vectorial. Es uno de los variosnodos matemáticos. (Math Expressions (s.f.))

Figura 5.39: Aplicación de las operaciones de textura.

Se han utilizado estos operadores para establecer de forma independiente las cantidades demosaicos UV de todo el mapa, ya que al ser un entorno tan extenso, se ha tenido que haceruso de estas expresiones para controlar el tiling.

5.6. Iluminación 67

5.6. IluminaciónA veces, un objeto 3D bien modelado o una escena bien compuesta parece poco convincen-

te, y esto puede ser debido a una implementación incorrecta de la iluminación. Sin embargo,una selección idónea de técnicas de iluminación puede mejorar significativamente el valor dela escena. Es una forma de hacer los objetos visibles, pero a la vez permitiéndonos alterar elestado de ánimo o la sensación que se percibe, además de manipular sutilmente al jugadorpara que preste atención a donde se quiera.

La iluminación ha sido uno de los aspectos más importantes a la hora del desarrollo.Cada punto de luz ha sido perfectamente estudiado previamente. Se ha escogido un entornode ambiente nocturno, ya que así se consigue destacar ciertos elementos como el agua o elcamino al templo.

Primero se han elegido una serie de colores para lo que sería nuestra paleta de colores dela escena. Ésta mezcla tonalidades de frío, como el azul, para así posteriormente añadir lasluces de tonalidades naranjas, ya que estos dos colores son complementarios. El manejo deéstos es indispensable para lograr increíbles contrastes y matices. Su uso genera armoníay movimiento, pues se intensifican entre sí. Pero uno de ellos debe predominar sobre el otropara no crear una sensación caótica y desagradable.

Es por ello que hemos utilizado esta técnica, y más específicamente utilizada en la épocade los impresionistas, en el que uno de los colores sea la luz, en este caso el naranja, y elotro represente la sombra, en este caso el azul.

La paleta de colores ha sido creada con la herramienta de adobe color.adobe.com.

Figura 5.40: Paleta de colores para el proyecto.

https://color.adobe.com/es/create/color-wheel


Se ha añadido una skylight para simular la luz de la luna de noche. Esta luz será laprincipal, ya que se encargará de iluminar toda la escena y que no resulte oscura. Se le hancambiado los parámetros, así como la cantidad de estrellas para que quedase lo más realistaposible.

Figura 5.41: Iluminación del cielo nocturno.

Una vez creada la paleta de colores y el punto de luz principal, se procederá a hacer unaplanificación de la iluminación. Para ello durante la fase de blocking posicionamos todas lasluces para comprobar su cohesión.

Figura 5.42: Posicionado de las luces.

5.6. Iluminación 69

En este caso hemos añadido point lights para cada una de las lámparas, ya que son elúnico punto de iluminación del camino. El tono de estas luces será siempre muy cálido.También se han añadido este tipo de luces al estanque y al río, solo que cambiando de tonoscálidos a tonos muy fríos, rozando el color azul cían, para resaltar el color del agua y darleun toque más fantástico y mágico.

Figura 5.43: Iluminación del agua.


5.7. VFXPara añadirle más realismo a la escena, se han hecho uso de algunos efectos especiales como

el ExponentialHeightFog, es decir niebla. Este actor de utiliza para crear efectos de nie-bla como nubes, pero con una densidad que está relacionada con la altura de la niebla. Haceque la niebla crezca en función de la altura y el parámetro de caída. (Información de doc (s.f.) )

Unreal Engine ofrece dos tipos de niebla, según el uso que se le quiera dar se utilizará:

• Niebla armosférica (Atmospheric Fog): Este tipo de niebla brinda una aproximaciónde la dispersión de la luz a través de la atmósfera. Es decir, se suele usar en entornosdonde la luz es la que provoca esta neblina.

• Niebla de altura exponencial (Exponential Height Fog): Se refiere a lo que común-mente denominamos como niebla. Sirve para crear efectos como nubes pero con unadensidad que está relacionada con la altura de niebla.

Para el desarrollo de este entorno hemos utilizado la niebla de altura exponencial, ya queal tratarse de un lugar en las montañas y en un ambiente nocturno, este tipo de niebla era elmás adecuado y que mejor resultados ha mostrado.

Figura 5.44: Escena sin niebla (arriba) y escena con niebla (abajo).

5.8. Implementación del sonido 71

5.8. Implementación del sonidoPara finalizar y darle el último toque a este proyecto, se ha añadido música ambiental y

sonidos para así mejorar la inmersión de la escena.

Se ha añadido audio ambiental a la escena, como grillos o ruido blanco, y además sonidosde pasos del personaje al andar, para darle más realismo. Como hemos mencionado en lasección 4.3.6, se ha hecho uso de la plataforma Freesound.org para la búsqueda de estosarchivos de audio.

Para su implementación en Unreal simplemente se importan los archivos, y se crea unsound cue, es decir una señal de audio de combinación de nodos. Las señales de sonidobrindan la libertad de cambiar dinámicamente partes del diseño de un efecto de sonido, or-ganizando y modificando los nodos, creando una salida de audio compleja e interesante. Estonos permitirá añadir el audio de ambiente a la escena.

En cuanto al sonido de las pisadas del personaje, este tendremos que añadirlo en la ani-mación. En este caso, se escogerá la animación de correr, ya que el personaje hará ruidocuando se encuentre en movimiento, y en cada momento en el cual se quiera que suene elaudio se añade una marca de notificación de audio, a la cual se añadirá el sonido.

Figura 5.45: Implementación de sonido de pisadas

6. Conclusiones

Haber tenido la oportunidad de realizar este proyecto me ha proporcionado mucho conoci-miento sobre todo aquello que antes no conocía, sobretodo en el uso del software. Muchas delas horas dedicadas han sido de investigación, tanto del uso de los programas utilizados, comode metodología y pipeline en la industria, e incluso de la cultura de la época en la que estáambientado el entorno. Todo esto me ha hecho crecer y conocer nuevas técnicas. También hede decir que estoy contenta con los resultados obtenidos, ya que la mayoría del modelado espropio, así como las texturas y la idea del entorno.

6.1. Alcance de objetivos

En cuanto a los objetivos cumplidos, se ha conseguido crear con éxito el concept art delescenario de la temática que nos habíamos propuesto. Esto ha requerido de investigaciónprevia de la época, así como de búsqueda de las referencias correspondientes. Además, estosdiseños han seguido las técnicas que profesionalmente son utilizadas en la industria.

Como ya se ha mencionado, una de las cosas más importantes que se han aprendido hasido la comprensión del flujo de trabajo profesional. Cuando no se sabe por dónde empezar,en cuanto a métodos de organización, utilizar esta metodología es de lo más útil, además deayudar a familiarizarse con este tipo de pipeline para el futuro.

Respecto a la creación del entorno, modelado y texturizado de elementos, cabe destacarque la mayoría de los objetos creados y texturizados son propios. Se han empleado las herra-mientas mencionadas anteriormente, sobre las cuales se ha logrado un mayor conocimiento yentendimiento, cumpliendo el objetivo principal.

6.2. Problemas encontrados

Este proyecto se ha implementado para ser exportado a realidad virtual (o VR). Sin em-bargo, debido a la falta del material, a pesar de que haberse implementado, no fue posibletestear que funcionaba correctamente. Finalmente se decidió implementar para ordenador,simulando esta realidad virtual mediante una cámara en primera persona. Así se podría teneruna idea de lo que sería si tuviésemos el material correspondiente.

73

74 Conclusiones

6.2.1. Futuras mejorasDebido a la gran escalabilidad a la que da pie este tipo de proyectos, añadir contenido no es

una tarea realmente difícil. Su desarrollo para un futuro se puede plantear de muchas formasposibles.

• Realidad Virtual: Primero de todo, como ya hemos mencionado anteriormente, seplanea acabar con la implementación VR. Además de la expansión de las funcionalidadesque nos ofrece, como puertas, interruptores, o diferentes maneras de interactuar con elentorno.

• Contenido: También existe la posibilidad de introducir más contenido. Este tipo deproyectos nos permiten la creación de entornos sin límite establecido, por lo que posi-bilita su extensión todo lo que se quiera.

• Interacción: Para dotar de más inmersión a la escena, se podría añadir interacción conel entorno que permita conocer más sobre la cultura de la época, así como personajesque cuenten información e historias pasadas.

6.3. Opinión personal y conclusiónPor último, personalmente el desarrollo de este entorno me ha hecho crecer mucho más

de lo que pensaba. Estoy muy contenta con los resultados obtenidos y con todo lo que heaprendido durante su desarrollo.

He mejorado considerablemente mi nivel de modelado y texturizado y me siento orgullo-sa de haber podido llevar a cabo este proyecto en solitario. Aunque todavía queda muchopor aprender, considero que estoy un paso más cerca de conseguir mis objetivos profesionales.

A pesar de la gran extensión que actualmente presenta esta industria, ser capaz de cumplirtodos los objetivos propuestos y desarrollar un proyecto final y terminado me ha dado fuerzasy ganas de seguir formándome en este ámbito.

BibliografíaAdobe, P. (s.f.). Official adobe photoshop | photo & design software. Descargado 2021-08-31,

de https://www.adobe.com/products/photoshop.html

Adobe, S. (s.f.). Top 3d design software to paint materials and textures onto 3d assets | ado-be substance 3d painter. Descargado 2021-08-31, de https://www.adobe.com/products/substance3d-painter.html

Ansaldi, B. (2020, 03). Concept art for the entertainment industry. graphics for the evocationof imaginary spaces. En (p. 964-972). doi: 10.1007/978-3-030-41018-6_78

Associates, R. M. \. (s.f.). ¿qué son las NURBS? Descargado 2021-09-07, de https://www.rhino3d.com/features/nurbs/

Basu, A. (2019, 11). A brief chronology of virtual reality.

Bohil, C., Owen, C., Jeong, E., Alicea, B., y Biocca, F. (2009, 01). Virtual reality andpresence. En (p. 22). doi: 10.4135/9781412964005

Christine, G. (s.f.). Edo, art in japan, national gallery museum teaching program.

Collins, T. (s.f.). 3d modelling pipeline. Descargado de https://medium.com/@homicidalnacho/3d-modelling-pipeline-bd9be7dba136

Coordinates expressions. (s.f.). Descargado 2021-09-07, de https://docs.unrealengine.com/4.26/en-US/RenderingAndGraphics/Materials/ExpressionReference/Coordinates/

Denham, T. (s.f.). What is high & low poly in 3d modeling? Descargado 2021-08-28, dehttps://conceptartempire.com/high-vs-low-poly-modeling/

doc, U. E. (s.f.). Exponential height fog user guide. Descargado de https://docs.unrealengine.com/4.26/en-US/BuildingWorlds/FogEffects/HeightFog/

Foundation, B. (s.f.). blender.org - home of the blender project - free and open 3d creationsoftware. Descargado 2021-08-31, de https://www.blender.org/

Freesound. (s.f.). Freesound - freesound. Descargado 2021-09-07, de https://freesound.org/

Gigante, M. A. (s.f.). 1 - virtual reality: Definitions, history and applications. Aca-demic Press. Descargado de https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780122277481500093

Hast, A. (2008, 01). Bump mapping.

75

https://www.adobe.com/products/photoshop.html

https://www.adobe.com/products/substance3d-painter.html

https://www.adobe.com/products/substance3d-painter.html

https://www.rhino3d.com/features/nurbs/

https://www.rhino3d.com/features/nurbs/

https://medium.com/@homicidalnacho/3d-modelling-pipeline-bd9be7dba136

https://medium.com/@homicidalnacho/3d-modelling-pipeline-bd9be7dba136

https://docs.unrealengine.com/4.26/en-US/RenderingAndGraphics/Materials/ExpressionReference/Coordinates/



https://conceptartempire.com/high-vs-low-poly-modeling/

https://docs.unrealengine.com/4.26/en-US/BuildingWorlds/FogEffects/HeightFog/

https://docs.unrealengine.com/4.26/en-US/BuildingWorlds/FogEffects/HeightFog/

https://www.blender.org/



https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780122277481500093

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780122277481500093

76 Bibliografía

Impact, G. (s.f.). Genshin impact – step into a vast magical world of adventure. Descargado2021-09-07, de https://genshin.mihoyo.com/en/home

Inc, C. (s.f.). Clockify - 100% free time tracking software. Descargado 2021-09-07, dehttps://clockify.me

Jiménez, O. G. (s.f.). El período edo. sociedad y cultura popular urbana. , 10.

Kickstarter. (s.f.). A brief history of oculus, from day zero to day one. Descargado2021-08-28, de https://medium.com/kickstarter/a-brief-history-of-oculus-from-day-zero-to-day-one-8878aae002f8

Lansdale, R., y Lansdale, C. (1994, 06). Texture mapping and resampling for computergraphics.

Leblanc, H. (s.f.). What are PBR materials? Descargado 2021-08-29, de https://info.e-onsoftware.com/learning_vue/what-are-pbr-materials

MATCHA. (s.f.). Traditional japanese lamps: Tell toro, andon, and chochin apart. Descargado2021-09-07, de https://matcha-jp.com/en/823

Math expressions. (s.f.). Descargado 2021-09-07, de https://docs.unrealengine.com/4.26/en-US/RenderingAndGraphics/Materials/ExpressionReference/Math/

Mixamo. (s.f.). Descargado 2021-09-07, de https://www.mixamo.com/#/

Notion. (s.f.). Notion – the all-in-one workspace for your notes, tasks, wikis, and databases.Descargado 2021-09-07, de https://www.notion.so

OpenGL. (s.f.). Tutorial 13 : Normal mapping. Descargado 2021-08-28, de http://www.opengl-tutorial.org/intermediate-tutorials/tutorial-13-normal-mapping/

PureRef. (s.f.). PureRef. Descargado 2021-09-07, de https://www.pureref.com/

Realidad virtual. (s.f.). Descargado de https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Realidad_virtual&oldid=138171789 (Page Version ID: 138171789)

Rodrigálvarez, M., y Morán, F. (2008, 11). Static 3d triangle mesh compression overview.Proceedings / ICIP ... International Conference on Image Processing. doi: 10.1109/ICIP.2008.4712347

Rossoni, M., Gonizzi Barsanti, S., Colombo, G., y Guidi, G. (2019, 09). Retopology andsimplification of reality-based models for finite element analysis. Computer-Aided Designand Applications, 17 , 525-546. doi: 10.14733/cadaps.2020.525-546

SekiroTheGame. (s.f.). Sekiro™ shadows die twice. Descargado 2021-09-07, de https://www.sekirothegame.com/home

Stuhlmeier, R. (s.f.). Internal gerstner waves: applications to dead water.

Texture types - polycount. (s.f.). Descargado 2021-08-29, de http://wiki.polycount.com/wiki/Texture_types

https://genshin.mihoyo.com/en/home

https://clockify.me

https://medium.com/kickstarter/a-brief-history-of-oculus-from-day-zero-to-day-one-8878aae002f8

https://medium.com/kickstarter/a-brief-history-of-oculus-from-day-zero-to-day-one-8878aae002f8

https://info.e-onsoftware.com/learning_vue/what-are-pbr-materials

https://info.e-onsoftware.com/learning_vue/what-are-pbr-materials

https://matcha-jp.com/en/823

https://docs.unrealengine.com/4.26/en-US/RenderingAndGraphics/Materials/ExpressionReference/Math/

https://docs.unrealengine.com/4.26/en-US/RenderingAndGraphics/Materials/ExpressionReference/Math/

https://www.mixamo.com/#/

https://www.notion.so

http://www.opengl-tutorial.org/intermediate-tutorials/tutorial-13-normal-mapping/

http://www.opengl-tutorial.org/intermediate-tutorials/tutorial-13-normal-mapping/

https://www.pureref.com/

https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Realidad_virtual&oldid=138171789

https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Realidad_virtual&oldid=138171789

https://www.sekirothegame.com/home

https://www.sekirothegame.com/home

http://wiki.polycount.com/wiki/Texture_types

http://wiki.polycount.com/wiki/Texture_types

Bibliografía 77

Ue4 actor types. (s.f.). Descargado de https://docs.unrealengine.com/4.26/en-US/Basics/Actors/Types/

UnrealEngine. (s.f.). Unreal engine | the most powerful real-time 3d creation platform.Descargado 2021-09-07, de https://www.unrealengine.com/en-US/

VirtualSpeech. (s.f.). History of VR - timeline of events and tech development. Descargado2021-09-07, de https://virtualspeech.com/blog/history-of-vr

Witcher, T. (s.f.). thewitcher.com | home of the witcher games. Descargado 2021-08-29, dehttps://thewitcher.com/es

Óscar Alonso. (s.f.). Estereoscopios: la ilusión de la imagen tridimensional - EL COLEC-CIONISTA ECLÉCTICO: Artículos e ideas originales para sorprender regalando. Des-cargado 2021-09-06, de https://elblogdelcoleccionistaeclectico.com/2013/03/24/estereoscopios-la-ilusion-de-la-imagen-tridimensional/

https://docs.unrealengine.com/4.26/en-US/Basics/Actors/Types/

https://docs.unrealengine.com/4.26/en-US/Basics/Actors/Types/

https://www.unrealengine.com/en-US/

https://virtualspeech.com/blog/history-of-vr

https://thewitcher.com/es

https://elblogdelcoleccionistaeclectico.com/2013/03/24/estereoscopios-la-ilusion-de-la-imagen-tridimensional/

https://elblogdelcoleccionistaeclectico.com/2013/03/24/estereoscopios-la-ilusion-de-la-imagen-tridimensional/

Lista de Acrónimos y Abreviaturas

CC0 Creative Commons 0.IA Inteligencia Artificial.LOD Level Of Detail.NPC Non Player Character.NURBS Non-uniform rational B-spline.PBR Physically Based Rendering.UE4 Unreal Engine 4.VFX Virtual Effects.VR Virtual Reality.

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A. Anexo: Resultado finalEn este apartado se mostrarán imágenes del resultado final del entorno.

Figura A.1: Render 1

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82 Anexo: Resultado final



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Documents

The Flowering of Edo