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Representación Digital del Paisaje
Luis A. Hernández Ibáñez
Santiago Hernández Ibáñez
DESCRIPTORES
PAISAJE
REPRESENTACIÓN
ORDENADOR
Introducción
ocasiones resulta difícil para una persona no experta la
Si hubiese que asociar una tecnología a cada una
distinción entre lo real y lo virtual.
de las décadas del siglo que acaba, sin duda el final de
milenio vendría marcado por la tecnología informática. Los
Puede por tanto decirse, que la representación por
ordenadores han encontrado un hueco que ocupar en
ordenador del objeto de construcción ha llegado a un
todos los ámbitos de la sociedad. El ocio, la salud, la
punto de madurez, en el que el modelo digital es ya capaz
economía, la industria. Nada ha escapado de una
de dar todo lo que de él se espera, en cuanto a aspecto
influencia que se ha mostrado útil, y que ha permitido
visual se refiere. La representación de la forma de los
potenciar el desarrollo de cada uno de los campos en los
proyectos de ingeniería nunca fue un gran problema para
que ha sido aplicado.
las técnicas de visualización por computador, por cuanto la
geometría del objeto de proyecto puede ser transcrito en
El diseño en ingeniería de la construcción ha
ecuaciones de fácil manejo para un programa informático.
incorporado la técnica informática a cada uno de los
Los avances más costosos de las técnicas de representación
trabajos de proyecto, desde el dibujo de planos, al análisis
digital en ingeniería lo fueron más en emular el aspecto
estructural, desde el cálculo de presupuestos hasta el
realista de los objetos, los materiales, y la respuesta ante la
seguimiento de obra. Sin embargo, aunque el uso de
luz, que en mostrar la forma geométrica de los mismos.
ordenadores está definitivamente implantado en la mayor
parte de las fases de proyecto, las herramientas informáticas
Así pues, estamos en un momento en que es
se aplican en diferente grado, y así, aunque algunas
perfectamente representable la práctica totalidad de los
aplicaciones, como las de gestión o cálculo estructural
proyectos de construcción, al menos es cuanto a la
comenzaron a incorporarse desde que existieron las primeras
representación del objeto construido como tal se refiere. La
plataformas asequibles, otras como los paquetes de dibujo
integración de dicho objeto en su entorno natural, si es el
asistido tardaron más tiempo en popularizarse, y hay
caso, es algo que se hace más caro de ver. Parece como si
aplicaciones tales como la visualización de modelos
la
digitales en tres dimensiones que no son aún de uso tan
problemática diferente a la del elemento construido, como
frecuente como cabría esperar, aunque poco a poco van
si el grado de evolución de la técnica de visualización no
apareciendo cada vez en más proyectos.
fuese el mismo, y como si el hecho de mostrar lo natural, lo
representación
digital
del
paisaje
tuviese
una
que está ahí, fuese paradójicamente más difícil que mostrar
Lo cierto es que actualmente es posible obtener
lo que no existe.
mediante un modelo digital el aspecto final de la obra
proyectada con anterioridad a la construcción de la misma.
En la exposición que sigue se repasarán las claves
El nivel de realismo que puede alcanzarse es tan alto que en
que hacen que la representación digital del paisaje se
constituya como un autentico reto para la investigación en
el campo de los gráficos por ordenador; hasta que punto las
representación digital de terrenos tales como superficies
herramientas digitales dan respuesta a las demandas de
regladas,
simulación que requiere el proyecto de ingeniería, y en que
triángulos o cuadrados) hasta funciones paramétricas de
manera estas pueden ser aplicadas en proyectos concretos,
gran complejidad como las NURBS (superficies B-Spline
de los que se mostrarán algunos ejemplos.
Racionales No Uniformes) o figuras fractales. Cada uno de
estos
mallas
formadas
procedimientos
por
tiene
polígonos
sus
propias
(usualmente
ventajas
e
inconvenientes en términos de potencia de cálculo y de
Los elementos del paisaje.
requisitos de memoria en los ordenadores. [2]
El paisaje, el entorno natural puede comprenderse
como la combinación de seis tipos de elementos:
Es posible contar con programas capaces de
generar modelos de terrenos a través del uso de tales
•
Terreno,
funciones
•
Vegetación,
espectaculares; sin embargo, ello no resuelve el problema
•
Agua en todas sus formas,
de la representación del paisaje en ingeniería. Lo que el
•
Objetos construidos (edificios, infraestructuras,
diseñador, el ingeniero busca no es una herramienta capaz
etc),
de generar un modelo con aspecto de terreno, que podría
•
Personas y animales
ser valido para fines artísticos, tales como el cine o la
•
Elementos atmosféricos, incluidos los astros
publicidad, sino capaz de reproducir el terreno objeto del
matemáticas,
proyecto.
Los cuatro primeros elementos son los componentes
tradicionales
del
diseño
importante por cuanto las
paisajístico[1].
El
quinto
es
Ello
conlleva
con
un
resultados
enfoque
altamente
completamente
diferente del problema, ya que para empezar, es difícil de
por sí definir con precisión la forma de un terreno real dado.
personas están presentes bien
como elementos visibles, o bien como observadores,
La definición topográfica de una extensión de
marcando las características del punto de vista. El sexto
territorio en ingeniería se lleva a cabo habitualmente a
elemento, aunque no es un elemento controlable por el
través de grandes conjuntos de datos de posición y
diseñador, si debe ser tenido en cuenta por cuanto aporta
elevación obtenidos mediante la reposición fotogramétrica
el necesario realismo al modelo.
o la toma de datos de campo en el área objeto de estudio.
Esta es la única información veraz de la que realmente se
Los paisajes digitales, al igual que los del mundo
dispone para la representación del terreno.
real, son una composición de varios de los anteriores
elementos, la representación de una gama tan variada de
Habitualmente, el número de datos necesarios
objetos constituye un desafío especial para las técnicas de
para representar la topografía de una zona es grande, por lo
generación de imágenes de síntesis, y provee de nuevas
que tradicionalmente el modelado de terrenos se ha
áreas para la investigación y el desarrollo de nuevas
asociado más al mundo GIS, como un complemento para
herramientas informáticas de diseño. En estos momentos, no
visualizar datos de información geográfica, que a las
puede decirse que exista un solo programa ideal para la
herramientas CAD usadas para el diseño en ingeniería.
representación de familias geométricas tan dispares en un
Tradicionalmente, ambos mundos han estado separados, y
solo modelo digital. Las razones de tal afirmación se verán
aun hoy es difícil encontrar software que manipule con
más adelante, así como las tácticas a emplear por los
facilidad ambos tipos de información.
creadores de paisajes digitales para solventar esta falta.
La
representación
tridimensional
de
datos
topográficos hace uso de dos algoritmos principales para
mostrar y reducir si es posible la información necesaria para
La representación digital del terreno
la
visualización de terrenos:
El primero de ellos lo
constituyen las Mallas Irregulares de Triángulos (TIN) formadas
El terreno constituye el elemento base, la capa
por triángulos cuyos vértices corresponden con los datos
inicial sobre la que se despliegan los demás elementos que
geoespecíficos obtenidos del terreno real. También es usual
constituyen el paisaje. Para representarlo digitalmente será
utilizar
necesario por una parte conocer su forma geométrica, y por
mediante la interpolación de los datos anteriores [3]. Ambas
otra, ser capaces de reproducir su aspecto.
mallas
cuadrangulares,
generadas
a
menudo
Cuando se
formas de malla pueden simplificarse eliminado los puntos
habla de forma, en términos de representación digital se
correspondientes a zonas de pendiente relativamente
entiende como la descripción del objeto en lenguaje
constante,
matemático, a través del uso de funciones y la referencia a
significativos correspondientes a zonas de crestas, picos y
figuras geométricas sencillas. Así, una función de la forma
líneas de cambio de pendiente. Un ejemplo de modelo de
z = f ( x, y ) que representase una superficie ondulada
terreno utilizando TIN y mallas cuadrangulares puede verse
podría asimilarse a la forma de un terreno. Existe toda un
en la figura 1.
conjunto
de
formas
matemáticas
utilizadas
para
la
manteniendo
así
los
vértices
realmente
mejor? ¿Pocos datos exactos y aspecto menos realista; o
muchos datos inexactos y aspecto real?.
(a)
Fig 2. Montañas generadas mediante un algoritmo fractal.
Además de la forma de la superficie, ya sea
determinada
mediante
TIN,
mallas
cuadrangulares,
fractales, o cualquier otra forma, es necesario dotar a la
misma de características de color y textura que hagan que
la superficie adopte el aspecto del material que la
(b)
constituye, sea este césped, asfalto, piedra, o cualquier otro.
La forma común de dotar de apariencia realista a un objeto
digital parte de proyectar sobre él una muestra fotográfica
del material original que se pretende emular.
(c)
Fig 3. Efecto de la aplicación de un mapa de textura (en este caso una
ortoimagen de satélite) sobre una superficie. Fuente: Univ. De La Coruña
A tal muestra se la denomina mapa de textura y da
(d)
Fig. 1 Modelo de un terreno en un modelador topográfico. (a) Nube de puntos y
lineas de rotura, (b) Malla irregular de triángulos (TIN (c) Curvas de nivel de la
superficie. (d), Malla cuadrangular.
buenos resultados cuando el mapa cubre una buena parte
de la zona a representar, o es claramente repetitivo, como
los ladrillos de un edificio. Sin embargo, en áreas grandes,
incluso texturas aparentemente repetitivas, tales como el
El segundo algoritmo es el modelado fractal
césped o la arena esta técnica hace que aparezcan
recursivo, que permite obtener una superficie rugosa de
efectos de mosaico indeseados – v.g. el mismo guijarro
aspecto similar al de un terreno, a partir de un número de
suelto que aparece en la muestra de césped se ve repetido
puntos de control relativamente pequeño, como aparece
una y otra vez- Una solución a este problema la constituye
en el ejemplo de la figura 2.
el uso de texturas procedurales es decir generadas
mediante un procedimiento que obtiene el color de cada
Ambos enfoques plantean cuestiones de exactitud.
punto de la superficie sobre la marcha, a medida que se
El primero de ellos – las TIN- introduce el problema de la
genera la imagen [4]. Este método es mucho más costoso
excesiva simplificación. Se acepta que la superficie ubicada
en términos de potencia de cálculo y no siempre aplicable,
entre tres puntos dato es un plano. Ello lleva a la generación
en especial en aplicaciones que requieran de una gran
de terrenos digitales más suaves que los originales por
rapidez de generación de imágenes o tiempo real.
cuanto se pierden todos los posibles accidentes que se
diesen entres los puntos dato. El segundo- el modelado
Una
aproximación
cada
vez
más
común,
fractal- introduce artificialmente una rugosidad “inventada”
especialmente para la visualización de grandes áreas
que de seguro no corresponde exactamente con el terreno
geográficas es utilizar fotografías aéreas o imágenes de
original. La cuestión que aparece aquí es por tanto: ¿Qué es
satélite proyectadas como un solo mapa de textura sobre
toda la malla; es lo que se denomina textura geoespecífica.
planos, o verdaderos cilindros. [6]. Un ejemplo de modelo de
Tal técnica es la empleada en las figuras 3 y 4 El resultado
este tipo aparece en la figura 5.
de tal aplicación es visualmente aceptable si el modelo ha
de ser visto a cierta
distancia desde el aire, y es el
empleado habitualmente para aplicaciones de simulación
de vuelo sobre el territorio en tiempo real.[5]
Fig 5. Modelos de árbol de geometría fractal.
Existen
programas
informáticos
capaces
de
generar modelos tridimensionales de árboles a partir de
algoritmos fractales, graftales y criterios botánicos para la
generación de la geometría. Los modelos resultantes de este
proceso son enormemente complejos, incluso en sus
versiones más simplificadas. Ello hace que de toda la carga
geométrica de un modelo de paisaje que contenga este
tipo de vegetación, la mayor parte se condense en el
modelo del arbolado.
Fig 4. Malla topográfica DEM de la paenínsula de Barbanza y ría de
Arosa y modelo 3D con ortoimagen proyectada para uso en visualización
en tiempo real. Fuente: Univ. De La Coruña
Con lo explicado hasta ahora, es posible obtener
una representación del terreno con cierto grado de
realismo. Es el momento de incorporar a esta primera base
del modelo nuevos elementos.
La vegetación.
Las formas vegetales presentes en el paisaje, ya
sean árboles, arbustos, o la simple cubierta vegetal poseen
una geometría tan intrincada que su representación
constituye, aun hoy, uno de los principales problemas de la
visualización de proyectos de ingeniería. Si un edificio puede
plasmarse en un modelo constituido por unas decenas o
unos pocos centenares de miles de polígonos, la captura de
la forma de un solo árbol requiere con frecuencia al menos
esa cantidad de información, y ello siendo solo una
simplificación del mismo. Las formas vegetales
poseen
complicación fractal a cualquier nivel de detalle al que se
las examine, y ninguna de sus partes está formada por
Fig. 6 Cañaveral de bambú. Modelos de plantas generados según
criterios botánicos y geometría graftal. Fuente: AMAP
De nuevo, al igual que sucedía con el terreno, los
sistemas existentes permiten modelar árboles en general,
pero no un determinado espécimen en concreto, con su
estructura de ramas y hojas perfectamente definida.
Paralelamente, al realizar el modelo de un bosque, el
objetivo se centrará en lograr algo que parezca el bosque
que se busca, pero en ningún modo se tratara de
reproducir, árbol a árbol el bosque objeto del modelo.
Los arboles y el resto de la vegetación no solo son
tremendamente complejos por su estructura geométrica.
Representan una dimensión específica dentro del modelado
digital de paisajes, por cuanto cambian en el tiempo. Las
estrategia común para evitar esto consiste en hacer girar el
plantas crecen siguiendo ciclos anuales, en ocasiones
cartel simultáneamente con el punto de vista, de manera
cambiando su forma de forma radical, no solo creciendo.
que siempre esté orientado de cara al espectador. Aún así,
También cambian de color, ganan y pierden follaje,
esta solución no arregla el caso en que el modelo se vea
adaptan su forma al viento y a la luz, e incluso generan
desde una que no corresponda al alzado del árbol. Cuanto
sonidos con el viento. Si modelar la simple estructura
más cenital sea la cámara, más ineficaz es este método.
geométrica de un árbol ya es de por si todo un desafío,
hacer que esta cambie con el tiempo o se meza en la brisa
En cualquier caso, es posible obtener estupendas
es mucho más complejo aun. Algunos programas de
imágenes estáticas mediante la aplicación de esta técnica,
software tales como AMAP han comenzado a
tal y como puede verse en las figuras 7 y 9
introducir
factores de este tipo en su sistema de generación de
modelos digitales de arboles.
El emplazamiento del arbolado a lo largo del
paisaje puede ser hecho de forma aleatoria, o puede
Si la generación del modelo de un simple árbol
cruzarse con una base de datos GIS. La figura 8 muestra un
constituye tal problema, la visualización de un grupo masivo
ejemplo de vegetación colocada sobre un paisaje en
de árboles, tal como un bosque, se anticipa como algo
función de los datos de posición de los árboles extraídos de
irresoluble mediante este enfoque, como de hecho sucede.
un paquete GIS estándar.
La representación del bosque utiliza una aproximación
diferente, sacrificándose la precisión de la planta individual
en beneficio del buen aspecto del conjunto. Un bosque esta
formado por millares de árboles que de ninguna manera
pueden ser tratados al nivel de la hoja y la rama individual;
es la apariencia del conjunto lo que interesa.
Fig. 8 Modelo de terreno con árboles cuyo emplazamiento sobre la malla
se ha extraído de una base de datos GIS Fuente: Genesis II
El Agua
La visualización del agua en el paisaje puede ser
relativamente
simple,
o
tremendamente
compleja
si
consideramos que los elementos acuáticos del paisaje
pueden adoptar formas muy diversas. Un lago en una
Fig. 7 Bosque generado mediante el emplazamiento de elementos
planos o carteles con la fotografía de un árbol tipo. Fuente: S. Ervin
mañana
tranquila
mostrará
una
superficie
plana
y
reflectante, especialmente si se observa de cierta distancia.
Una observación más cercana descubrirá efectos de
La aproximación tradicional en la visualización por
transparencia y refracción, que en principio tampoco
computador de tales modelos hace uso del concepto de
deberían
billboard (en inglés: valla publicitaria). La metáfora viene de
perfectamente
la similitud de la técnica con ese tipo de objetos. Lo que se
visualización.
constituir
un
problema,
implementados
en
por
los
cuanto
están
programas
de
hace es modelar una simple polígono rectangular que se
texturiza con una fotografía del objeto que pretende emular
Pero el agua puede tomar muchas otras formas;
(en este caso, un árbol) El objeto fotografiado es recortado
para empezar, puede adoptar varios de los posible estados
contra un fondo de un color neutro, que se considerará
de la materia en un mismo paisaje (hielo, nieve, líquido,
transparente. De esta manera es posible colocar muchos
niebla, nubes). A los efectos de la recreación digital de la
de estos carteles incluso con niveles de detalle diferentes
misma, el agua en tales estados es tratada como objetos
sobre un terreno y tener la imagen de un frondoso
muy diferentes mediante el uso de técnicas también
bosque.[7]
diversas. Las nubes pueden ser tratadas en el mundo digital,
desde un simple fondo, colocado detrás del modelo del
Este sistema, es simple aunque muy efectivo, y da
paisaje, a una textura procedural sobre una bóveda esférica
excelentes resultados cuando el modelo de territorio ha de
que emule el cielo, hasta modelos tridimensionales de
ser visto desde una distancia suficientemente grande. Sin
complejidad fractal flotando en el espacio 3D del modelo.
embargo,
presenta
problemas
al
ser
mostrado
en
movimiento, ya que al ser un objeto plano, no puede verse
desde un lado sin que se desvele la argucia empleada. Una
Fig. 9. Representación del agua en el paisaje y recreación del bosque a través del uso de la técnica de carteles para representar el arbolado. Fuente J. Davidson.
La niebla suele tratarse como un efecto de
más difícil de modelar, en parte debido a la propia falta de
difuminado de los pixels de la imagen en función de la
comprensión del propio fenómeno físico por lo complejo del
profundidad respecto al observador del objeto que aparece
mismo. La emulación de los procesos atmosféricos requiere
en dicho pixel, es decir, se trata como un efecto cuasi
actualmente del uso de superordenadores y computación
fotográfico, y en ningún caso se atiende a la emulación del
masiva en paralelo. Como mucho, puede emularse el
fenómeno físico mismo. La nieve se considera más como
efecto de tales cambios de forma que “parezca que” o
una textura del terreno que como un objeto mismo.
“tenga aspecto de” en función de la creatividad y la
capacidad artística
El agua líquida presenta además el problema
del
modelador, más que
de la
autentica simulación del efecto.
adicional de poseer una forma cambiante, capaz de
generar
olas,
espuma,
cascadas,
burbujas,
remolinos,
salpicaduras, etc. Todas estas variantes de la representación
de
un
mismo
elemento
están
comenzando
a
ser
implementadas en software, bien a través de la emulación
del fenómeno físico a partir por ejemplo, de sistemas de
partículas o bien a partir de la emulación matemática de la
geometría superficial, o el uso de efectos especiales
destinados a obtener elementos digitales que parezcan
agua en su comportamiento.
La Atmósfera
La mayoría de los paquetes de software de entre
Fig. 10 Modelo emulando iluminación de atardecer. Fuente: Univ. de La Coruña
los utilizados en ingeniería permiten controlar al menos dos
de los parámetros que modifican el aspecto del modelo
debido a las condiciones atmosféricas – entre las que
incluiremos el Sol y su luz -
de tal manera que puede
establecerse una iluminación acorde con el día del año, la
hora
deseada
y
las
coordenadas
geográficas
correspondientes al proyecto. El otro parámetro que puede
ser
modificado
es
la
presencia
de
niebla
por
el
procedimiento descrito anteriormente.
Otros elementos tales como la iluminación del cielo
(v.g. un atardecer rojizo, con las nubes iluminadas en función
de su altura) son más difíciles de emular, aunque existe
software en el mercado capaz de representar esos efectos y
otros más sutiles tales como el arcoiris o el humo.
El movimiento en la atmósfera –el viento, desde la
brisa al tornado, la evolución de las nubes – es algo mucho
Personas y animales
El
modelado
de
formas
orgánicas
animales
constituye un campo propio dentro de los gráficos por
computador. Existen técnicas y algoritmos especialmente
diseñados para la creación de este tipo de geometrías –
metaballs, parches deformadores, etc. pensados para
solventar no solo el problema de la plasmación de la forma
sino también de su movimiento. Su uso está más bien
restringido al campo de la videocreación, la publicidad y el
cine, pero nada impide su aplicación al campo de la
visualización en construcción, salvo, quizá, el problema de la
integración de diferentes paquetes de software del que se
hablará más adelante.
Cuando la animación de la escena digital no es
uno de los requisitos de la visualización y solo se pretende
obtener imágenes estáticas sueltas, puede acudirse al uso
Integración de programas
de carteles como los descritos al hablar del arbolado,
conteniendo en este caso las figuras de personas y animales
Por todo lo antedicho, la solución para poder
que sea necesario representar.
representar la obra de ingeniería inserta en su paisaje pasa
por tomar lo mejor de cada mundo, seleccionar las
Los objetos construidos
características de cada paquete de software y buscar la
manera de integrar los resultados de cada parte separada
Si ya de por sí, los elementos de ingeniería y
en un único modelo.
arquitectura juegan un papel importante en la percepción
del paisaje, tal importancia aumenta cuando el proyecto de
construcción
asume
la
modelado de ingeniería civil están pensados para expandir
tridimensionalmente
los
sus capacidades mediante la adición de extensiones, o el
objetos de ingeniería se cuenta con los paquetes de CAD
intercambio de modelos con otros programas a través de
clásicos que resuelven cualquier ejemplo de modelado de
formatos estándar. Gracias a ello, es habitual contar en los
objetos de construcción, y cuyo análisis queda fuera de este
centros de diseño al menos con una aplicación CAD tal
escrito. Baste indicar que tales programas suelen dejar a un
como AutoCAD o Microstation, así como alguna extensión
lado el problema de representación del entorno del objeto,
particular o programa externo específico para el modelado
y, como mucho, incluyen algunos elementos tales como
de determinado tipo de proyecto que incluya al terreno
pequeñas bibliotecas de elementos de paisaje como
como Inroads, QuickSurf, Clip o Istram incluso alguna
fotografías y pequeños modelos de arboles, personas y
aplicación GIS. Lo que no resulta tan habitual es disponer de
vehículos para incluir en las imágenes que se generen del
software capaz de modelar los elementos más complejos
objeto de proyecto aumentando así su realismo.
del paisaje, tales como el agua o las nubes, hasta ahora
Para
papel
describir
protagonista
Buena parte de los programas utilizados en el
de
representación.
el
dominio de los programas dedicados a la videocreación y el
Como se ha visto hasta ahora, el paisaje está
cine tales como Softimage, Maya o 3Dstudio MAX.
compuesto por elementos tan dispares que requiere de
herramientas
representación
Así pues, existen varias familias de programas, cada
particularizada de cada clase de objetos. Los programas de
específicas
para
la
una de ellas formada por paquetes de software dirigidos al
CAD no están diseñados para abarcar la inmensa gama de
trabajo en uno de lo campos que conforman los elementos
formas dispares de la que hablamos, ni para manejar con
del paisaje en la Ingeniería:
facilidad tipos de datos tan dispares como los presentes en
un sistema GIS,
los descriptores de geometrías CAD e
Programas CAD: Algunos de propósito general tales
imágenes raster de resoluciones tan elevadas como las que
como AutoCAD o Microstation, y/o
se hacen necesarias para la correcta representación del
núcleo para otras aplicaciones específicas de ingeniería civil
territorio.
tales como InRoads, o Land Development Desktop.
que constituyen el
Modeladores topográficos: Sistemas capaces de
generar
una
malla
tridimensional
a
partir
de
datos
provenientes de reposición fotogramétrica o de bases de
Fig.11 Integración de modelo 3D de puente colgante sobre imagen fotográfica del entorno. Fuente: Univ. de La Coruña
datos DEM. Algunos de ellos capaces de texturizar el terreno
Formatos de visualización
con fotografías aéreas o de satélite. Puede tratarse de
aplicaciones sueltas, o bien de extensiones de programas
Con lo referido hasta ahora es posible hacerse una
CAD o de sistemas GIS. GEOPAK tools, Quick Surf o ERDAS
idea de hasta que punto es necesario contar con un gran
Imagine son algunos de ellos
abanico de tecnologías software para atacar todos los
posibles problemas de la representación de la obra en su
Implementan
entorno. Mediante el uso de los programas antedichos se
modelos basados en algoritmos de crecimiento que emulan
pueden generar e integrar todos los elementos tanto
el comportamiento de las plantas. Algunos ejemplos de este
naturales como artificiales de cuantos componen el paisaje.
Modeladores
de
vegetación:
tipo de programas los encontramos en AMAP o Tree Factory
Sin embargo, no siempre es necesario llegar hasta
Programas de modelado y animación 3D: De uso
el punto de necesitar modelos de esa complejidad para
general, más dirigidos a la visualización realista para campos
mostrar la integración de
la obra en su entorno. En
como el cine o la publicidad que a aplicaciones técnicas,
ocasiones, el objetivo puede ser mostrar una sola imagen
pero que permiten generar cualquier tipo de objeto,
del proyecto integrado en el ambiente natural, y la solución
incluidos los componentes del paisaje más difíciles de
puede pasar por un montaje infográfico de una imagen del
elaborar como el agua, las nubes y efectos dinámicos. Estos
programas están diseñados para generar animaciones
destinadas a ser mostradas en formato vídeo, y cuentan con
las herramientas necesarias para trabajar en este soporte.
Entre estos programas destacan Maya, Softimage, 3Dstudio
MAX o Lightwave
Modeladores de paisaje: Constituyen esta familia
una gama de programas de reciente aparición, capaces
de mostrar casi todos los elementos que componen el
entorno natural, incluidos efectos atmosféricos sutiles tales
como la sombra de las nubes
o los rayos del sol en la
tormenta. Aunque los primeros programas de este tipo no
aparecieron
para
representar
paisajes
fieles
a
una
topografía dada, sino para crear terrenos pseudoaleatorios
de aspecto realista (ViistaPRO), más recientemente han
comenzado
a
implementar
cierta
capacidad
de
integración de formatos de información topográfica tipo
DEM e incluso con bases de datos externas GIS. Dado que su
origen no está en la ingeniería civil, no suelen presentar una
buena integración con los programas de diseño utilizados en
construcción. Merece la pena destacar paquetes como
GenesisII, World Construction Set o World Builder.
Fig.12 Combinación de múltiples técnicas para la representación del terreno
y el arbolado junto con la integración de un modelo CAD. Fuente: Univ. De La
Coruña
Fig.13 Múltiples fotogramas de la animación a lo largo de un vial del
proyecto de parque industrial representado arriba. La imagen panorámica
que constituye el fondo, ajustada en torno a un cilindro que envuelve el
modelo, varía de acuerdo con el giro de la cámara Fuente: Univ. De La
Coruña
modelo CAD sobre una fotografía del paisaje en que va a
envolvente, ya que no siempre se cuenta con la información
ser implantado. La figura 11 muestra un ejemplo de esta
topográfica de todo el paisaje visible desde un punto dado.
técnica. [8]
[9][10]. Las figuras 12 y 13 muestran algunos ejemplos que
ilustran lo anterior.
En otras ocasiones, el objetivo puede ser contar
con un modelo que pueda ser analizado de manera
En
la
tabla
se
enumeran
algunos
paquetes
interactiva, mirándolo desde la posición que se desee o
comerciales de software aplicables a la representación del
permitiendo el vuelo sobre el modelo o el paseo a lo largo
paisaje en la ingeniería, indicando cual es el formato para el
del mismo. Se habla entonces de simulación en tiempo real,
que están diseñados, así como sus capacidades de
y los requisitos de cálculo de esta forma de visualización son
generación de modelos y la posibilidad de integrar datos de
tan altos que el nivel de detalle del modelo debe bajar
otros programas.
necesariamente para poder mostrarlo aún en una máquina
Luis A. Hernández Ibáñez
de prestaciones gráficas elevadas; por tanto, este tipo de
Arquitecto. Profesor de la ETS de Ingenieros de Caminos,
Canales y Puertos de la Universidad de La Coruña
modelos no suelen incorporar vegetación, o lo hacen en
forma de carteles con imágenes de árboles tal como se ha
Santiago Hernández Ibáñez
Dr. Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos
Catedrático de Universidad de la ETS de Ingenieros de
Caminos, Canales y Puertos. Universidad de La Coruña
explicado anteriormente.
Por ultimo, el modelo puede presentarse en
Referencias:
formato vídeo, mediante la creación de una gran cantidad
de imágenes (1500 por minuto), que se colocan formando
secuencias de animación que son grabadas en formato
magnético o en soporte multimedia. Aquí el nivel de calidad
puede ser tan alto como se desee, ya que se cuenta con el
tiempo necesario para la obtención de cada fotograma, y
puede ser necesario mezclar la totalidad de las técnicasmezcla de modelos CAD, modelo de terreno, vegetación en
3D, y paisaje fotográfico de fondo en forma de panorámica
- [1] Ervin, S. [6] “Digital Landscape Modelling and Visualization: A Research Agenda”.
Our Visual Landscape Conference, Ascona 1999
- [2] Watt,A. “Advanced Animation and Rendering Techniques” Addison Wesley, 1992
- [3] Jones, C. “Geographical Information Systems and Computer Cartography.”
Addison Wesley, 1997
- [4] Rogers, D. “Procedural Elements for Computer Graphics” McGraw-Hill1985
- [5] Hernandez L.A, Taibo J. Seoane, A. “Una Aplicación para la Navegación en
Tiempo Real sobre Grandes Modelos Topográficos.” IX Congreso Español de
Informática Gráfica. Jaén, Julio 1999
- [7] Mandelbrot, B. “The Fractal Geometry of Nature” W.H.Freeman, and Co.1982
- [7] House, D. et al “Visualizing a Real Forest” IEEE Cmputer Graphics and Applications
Enrto- Febrero 1998
- [8] Hernandez S. Proyecto era2000. Universidad de La Coruña, 2000
- [9] Hernandez L.A.et al. Videoanimación de la presa de Caldas de Rei. VideaLAB.
Universidad de La Coruña, 2000
- [10] Hernandez L.A. et al. Videoanimación del Parque Tecnológico ParcBit VideaLAB.
SOFTWARE COMERCIAL PARA VISUALIZACIÓN DE PAISAJE
Programa
AMAP
Blueberry
Compañía
CIRAD
Sjöland & Thyselius
URL
A
TR
DEM/GIS
www.cirad.fr/produits/amap/
www.st.se
Veg.
CAD
Requerimientos
*
*
*
*
Bryce4
Corel
newgraphics.corel.com
*
*
*
*
Carterra
Space Imaging
www.spaceimaging.com/
*
*
Community Viz
Orton Institute
www.communityviz.com
*
*
Creator
MultiGen
www.multigen.com
*
*
EaSIEST
Evans&Sutherland
www.es.com
*
*
EasySite
CadEasy
www.cadeasy.com
ENVI
Research Systems
www.rsinc.com/envi/
Genesis II
Geomantics
www.geomantics.com/
Geopak
Bentley
www.geopak.com
Imagine
ERDAS
www.erdas.com
LandCadd
EaglePoint
www.landcadd.com/
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LandForm
RIS
www.landform.com/
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Leveller
Daylon Graphics
www.daylongraphics.com/
Natural Scene Designer
Natural Graphics
www.naturalgfx.com
Pavan
Infotech
www.pavan.co.uk/
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RapidSite
Evans&Sutherland
www.es.com/rapidsite/
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Quick Surf
Schreiber Instruments
www.schreiber.com/
TerrainView
ViewTech
www.viewtec.ch
Terragen
Planetside
www.planetside.co.uk
Tree Factory
Digimation
www.digimation.com/
VistaPro
Andromeda Software
www.andromedasoftware.com
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Vue d’Espirit
E-on Software
www.e-onsoftware.com
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World Builder
AnimaTek
www.animatek.com
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World Construction Set
3D Nature
www.animatek.com
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ArcView
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AutoCAD
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MicroStation
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AutoCAD/MicroStation
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MapInfo
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AutoCAD
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3DS Max
Leyenda: A Soporte para animación. TR Soporte para Tiempo Real. Veg. Vegetación DEM/GIS Integración de modelos topográficos externos. CAD Integración de modelos CAD
Universidad de La Coruña 1999