Universidad Nacional Autónoma de México
Dirección General de Servicios de Cómputo Académico
Año 7 Núm. 74, Publicación Mensual, 27 de Noviembre de 2008

ARTÍCULOS

 

Año 7, Número 65, Enero de 2008

Gráficos 3D en la web

Lizbeth Heras Lara
María Teresa Rivera Ojeda


Los gráficos tridimensionales en la web surgieron en los inicios de los años 90. En ese entonces, no eran tan populares porque la tecnología demandaba considerable ancho de banda y poder gráfico del usuario, lo que los hacía poco accesibles. No obstante, maduraron con el avance de la tecnología e inclusive con el trabajo experimental, sobre todo en los laboratorios de gráficos y de visualización.

En los primeros años de este siglo XXI, el ancho de banda de las redes que llegan a los hogares y las plataformas con que cuentan los usuarios en casa, rebasan las demandas que tenían los gráficos 3D. Con ello, resurgen proyectos para incluir los gráficos 3D en la web, lo que requiere de mucho entrenamiento para responder al dinamismo de las nuevas generaciones de usuarios aficionados al PlayStation 3 y a las consolas de juego similares, quienes tienen acceso a diversas tecnologías que permiten desplegar e interaccionar con gráficos 3D.

Junto con estas exigencias, los usuarios demandan la migración de aplicaciones de gráficos hacia la web, que antes eran aceptadas para ejecutarse de forma local. Este fenómeno responde a varias tendencias:

• Contar con un solo ambiente de operación común para todos los usuarios.
• Tener una plataforma única de desarrollo para los desarrolladores de aplicaciones.
• Obtener el beneficio de las actualizaciones en línea.
• Compartir las sesiones con usuarios en cualquier parte del mundo, a través de ambientes colaborativos.
• Generar imágenes y sonidos de alto impacto, con efectos especiales que explotan las nuevas tarjetas de aceleración gráfica.

Este último aspecto lleva a la convergencia de áreas de investigación y de aplicaciones en gráficos en el uso de tecnologías de video-juegos. Inclusive, se considera la necesidad de usar otras aproximaciones de representación y reconstrucción de los objetos gráficos, así como el desarrollo de nuevos algoritmos que se adapten mejor a esta tecnología.

El mercado mundial de los video-juegos empuja el desarrollo de hardware para gráficos, y las áreas científicas adoptan estas estrategias. El reto actual es desarrollar herramientas que respondan a estas tendencias; llevar los gráficos para el web (tanto 2D como 3D) a un campo nuevo, diferente al de los gráficos tradicionales, puesto que asumen ambientes distribuidos sobre Internet.

Muchas de estas aplicaciones están basadas en una arquitectura cliente-servidor, donde uno o varios servidores proveen los servicios y los datos geométricos (objetos gráficos), mientras que los clientes acceden a éstos. La principal consideración en estas aplicaciones, es la necesidad del usuario de navegar en los contenidos de forma similar a la de los documentos web; donde mediante una hiperliga se despliega el contenido de forma instantánea.

En estos desarrollos se debe cuidar el peso computacional de los gráficos (almacenamiento, procesamiento y transmisión), que crece conforme aumenta el realismo (fotorrealismo y comportamiento físico del entorno) e impacto visual.

El esfuerzo de gráficos tridimensionales en la web se ha centrado en el estándar de la w3c: X3D, tecnología que surge del VRML, basada en la sintaxis del lenguaje XML. VRML pasó por diferentes etapas desde su creación en 1994.
El presente de VRML es producto de la evolución del lenguaje para Internet creado en 1994. Es el consorcio Web 3D quien trabaja en el desarrollo de la actualización denominada “X3D”, donde laboran dos grupos: “Grupo de trabajo browser” y “Grupo de trabajo X3D”.

Este software es una nueva especificación que debe reunir las necesidades de toda la comunidad 3D:

• Compatibilidad con el existente contenido de VRML, browsers y herramientas.
• Mecanismo de extensión que permita introducir nuevas características, vista rápida de avances y adopción formal de esas extensiones.
• Perfil completo VRML para soportar contenidos existentes.
• Soporte para otras codificaciones, incluida XML, para lograr una firme integración con las tecnologías y herramientas web.
La especificación completa estará disponible en http://www.web3d.org. Un ejemplo del funcionamiento de X3D se encuentra en el sitio http://www.openworlds.com/x3d.html.

Ventajas de X3D
Cualquier usuario o empresa que tenga X3D se beneficiará con alguna o todas las ventajas siguientes:
• El contenido de X3D es modular y reusable, lo que ahorra tiempo de desarrollo y dinero.
• X3D influye en el contenido y herramientas de VRML.
• Los programas que ya exportan VRML como 3Dmax son compatibles con X3D.
• X3D soporta las codificaciones XML alternativas para la integración con otras tecnologías web.

XML característica técnica de X3DD
XML se adoptó como una sintaxis para resolver distintos problemas reales:

1. La rehospeabilidad (conversión o adaptación de líneas de código para nuevos servidores o motores de dibujado en 3D). A pesar de que la sintaxis de VRML es similar a la de Open Inventor, en la cual está basada, la sintaxis dominante de uso mundial es XML, ya que el “marcado” demuestra ser la mejor solución a los problemas de los largos ciclos de vida de archivos de datos y rehosting.
2. Las páginas de integración. Las páginas XML basadas en integración, van directamente al problema de mantener un sistema más simple para que un mayor número de personas pueda desarrollarlas en cuanto a contenido e implementación.

3. La integración con la próxima generación web. Los miembros del Consorcio Web están pendientes de las nuevas versiones de los navegadores Netscape y Explorer que integran funciones XML y que deben integrarse. Véase:
http://sabia.tic.udc.es/gc/Contenidos%20adicionales/trabajos/3D/x3d/Conociendo%20X3D.htm

El Grupo de Trabajo X3D trabaja en una DTD (Definiciones de Tipo de Documento) para tener una a una las correspondencias con los nodos y campos VRML. Los autores usan estas etiquetas definidas y, por lo pronto, no desarrollarán su propio DTD. Trabajan en construir traductores para convertir archivos VRML en archivos X3D, con la finalidad de que cualquiera de las herramientas de modelado VRML pueda seguir usándose.

Se ha rumorado que hay nodos de VRML eliminados en X3D, hecho que es malinterpretado ya que, en realidad, se han agrupado en componentes y perfiles de diferentes niveles (X3D-1, X3D-2, etcétera). Los componentes podrán extenderse al agregar nuevos niveles, lo cual simplifica el núcleo haciéndolo más pequeño, fácil de implementar y mantener.

La aseveración de que X3D es una sustitución de VRML es falsa, porque el objetivo es reducir la funcionalidad no esencial en los browsers actuales, por lo tanto, X3D no sustituye funcionalidad, la idea total del núcleo de X3D es que pueda extenderse para así demostrar funcionalidad adicional.

En cuanto a compatibilidad, X3D reconoce los archivos VRML, mientras que un visualizador de VRML no puede interpretar un archivo creado en X3D, al emplear XML como sintaxis para su formato de archivo.

Debido a que un visualizador de VRML no tiene un parser XML, no puede trabajar con contenido X3D y requiere de un convertidor. De esta forma, el panorama del uso de los gráficos 3D avanza y se desarrolla para brindar mejores opciones a los usuarios.

Para mayor información:
http://www.web3d.org
http://www.xml.com
http://www.oasis-open.org/cover/xml.html
http://artis.imag.fr/Software/X3D
http://www.openworlds.com/x3d.html .

 

 

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